Wear and stability analysis of the train-curve rail system with an elastic anti-friction guard rail

Resumen

Se ha establecido un nuevo modelo para analizar la vibración

espacial de un sistema tren – rail en curva con nuevo guardarraíl,

basado en el modelo de análisis de vibraciones espaciales del

sistema tren-vía, y conforme a las características estructurales

del nuevo guardarraíl. La ecuación matricial del sistema dinámico

de acoplamiento tren–rail en curva con el nuevo guardarraíl se

establece de acuerdo con la dinámica de energía potencial total

constante de un sistema elástico y a la existencia del principio

de “colocación en posición correcta” del conjunto del sistema.

El correspondiente programa de cálculo fue compilado con el

lenguaje FORTRAN. Las respuestas de las vibraciones espaciales

del sistema tren-rail con guardarrail se han calculado en tres

condiciones, concretamente con espaciado de 65, 70 y 75 mm

entre la nueva guía de protección y el raíl interno. La exactitud del

modelo ha sido verificada a través de una prueba de campo. Los

resultados del cálculo demuestran que la diferencia de resultados

entre la fuerza horizontal máxima calculada en el guardarraíl

y el valor medido alcanzaba el 99,55%, 99,60% y 98,82%,

respectivamente, en las tres condiciones. Mientras tanto, otros

resultados, como el desplazamiento lateral del guardarraíl y el raíl

exterior, están cerca de los resultados medidos. El gran efecto del

guardarraíl se observó también en la condición de espaciado de 65

1. En este caso, el nuevo guardarraíl puede reducir el 14,64%

del desplazamiento lateral respecto al raíl exterior y mejorar

la estabilidad en la marcha del convoy. Cuando los radios de

curvatura son de 250, 300, 350, 400, 450, 500 y 600 m, el nuevo

guardarraíl soporta el 39,94%, 38,81%, 36,71%, 35,88%, 34,87%,

33,58% y 33,10%, respectivamente, de la fuerza horizontal del raíl

exterior. Esto es acorde con los resultados de los ensayos de que el

nuevo guarda raíl puede compartir entre 33,3% - 40% de la fuerza

lateral del raíl exterior de la curva.