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PROPIEDADES MATERIALES DE MATERIAS DE TRAVIESAS DE MADERA SÓLIDAS ASERRADAS

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PROPIEDADES MATERIALES DE MATERIAS DE TRAVIESAS DE MADERA SÓLIDAS ASERRADAS

La madera es una materia extremadamente versátil y eficaz para usar como traviesa ferrocarril. Sin embargo, las propiedades claves de madera varían con la especie de madera. Para dejar por el uso potencial de un rango amplio de tipos de arboles, las propiedades de la traviesa presentadas en esta sección han sido divididos en siete categorías de madera como dado en la tabla 10.

Una especie representante de madera fue usado para cada categoría. Las propiedades materiales dadas en la tabla 9 representan un valor “mínimo” para cada categoría (a menos que se nota de otra cosa). Eso es para dejar por el uso de estas propiedades en las calculaciones de diseño. Los valores son basados en una colección de data de propiedades de materias, para incluir un ejemplo de data de la manual y la data de pruebas completas de las traviesas (con ajustamientos para recompensar por las diferencias).

Una explicación para los valores de las propiedades de Madera dados a la tabla 9 son los siguientes:

*Las dimensiones son basados en las especificaciones de AREMA que deja que una reducción de ¼ pulgada de ancho y de profundidad.

* El volumen es calculado por las dimensiones.

* La densidad es basado en 40% contenido de humedad (determinado por el volumen tras de ser desecado en el horno). 112,13 kg/m3 de creosota fue añadido a la densidad y la total de esa fue reducida por 10% para justificar las variaciones en los valores en la tabla de propiedades materiales y en el proceso de tratamiento.

* El peso es la densidad multiplicado por el volumen.

* El segundo momento de área es calculado de las dimensiones predefinidas y una corte transversal cuadrado.

* Sección de modulo fue calculado por dimensiones y cortas transversales rectangulares.

* Módulo de Elasticidad (MOE) se base en valores “verdes” más 10% de la diferencia entre los valores verdes y los valores secos (para justificar el hecho que el exterior de la traviesa es más seco que el interior del mismo). Noventa por ciento del valor calculado se usa para determinar un valor “mínimo” para propósitos de diseño.

* Módulo de Rotura (MOR) se base en valores “verdes” más 10% de la diferencia entre los valores verdes y los valores secos (para justificar el hecho que el exterior de la traviesa es más seco que el interior del mismo). Noventa por ciento del valor calculado se usa para determinar un valor “mínimo” para propósitos de diseño.

* Prueba de Compresión de Placas de Asiento se base en valores “verdes” más 10% de la diferencia entre los valores verdes y los valores secos (para justificar el hecho que el exterior de la traviesa es más seco que el interior del mismo) y en data de la manual por

PROPIEDADES MATERIALES DE MATERIAS DE TRAVIESAS DE MADERA SÓLIDAS ASERRADAS

compresión perpendicular a las fibras. Noventa por ciento del valor calculado se usa para determinar un valor “mínimo” para propósitos de diseño

Departamento de Transportación Estadounidense, Volpe Transportation Systems Center, usando pruebas de empuje de traviesa singular. Los resultados son basados en un valor “mínimo” de vías consolidadas. Para justificar las diferencias entre la densidad (el peso), 50% de resistencia lateral varía linealmente como un función del peso de las traviesas, usando maderas duras mezcladas como una base de referencia. Para justificar el componente relacionado de resistencia lateral de no-peso (debido a efectos secundarios y efectos del fin que no cambian el peso), solo 50% de la resistencia se varía con el peso, mientras la resistencia lateral que queda mantenido constante.

* Prueba de Dureza Superficial se base en valores “verdes” más 10% de la diferencia entre los valores verdes y los valores secos (para justificar el hecho que el exterior de la traviesa es más seco que el interior del mismo) y en data de la manual por dureza perpendicular a las fibras. Noventa por ciento del valor calculado se usa para determinar un valor “mínimo” para propósitos de diseño.

* Esfuerzo de flexión estática es una calculación teorética basada en el (MOR) y el módulo seccional.

* La flexión (que es un término más justo que rigidez flexional) es una calculación basado en una carga aplicada de 10,000 libras y una trocha de sesenta pulgadas.

* Los valores de resistencia lateral se basen en unas pruebas de mercado hechos por el

TABLA 10

Categoría de Traviesa Especie de Madera

Roble Roble Español

Madera Dura Mezclada del Norte Abedul Papirífero

Madera Dura Mezclada del Sur Arce Plateada

Pino del Sur Pino Echinata

Madera Blanda Occidental Pino Ponderosa

Madera Blanda Oriental Tsuga Oriental

Abeto de Douglas Abeto de Douglas Costal

LAS ESPECIES DE MADERA ARRIBA FUERSON USADOS PARA CALCULAR LOS VALORES DE LAS CATAGORÍAS PARA LAS PROPIEDADES DE FUERZA EN TABLA 9

Materias Híbridas Fabricadas de Combinación

La traviesa sólida aserrada tratada con creosota, que fue discutido anteriormente en esta sección, ha tenido una vida útil promedio de más que treintaicinco años. Hasta hoy en día, continúa ser el componente vial mayor que sujete las vías de acero juntos. Estas traviesas sólidas aserradas tratadas sin dudas continuarán como materia preferida por los ferrocarriles.

En los principios de este siglo, el tipo de traviesa usada por los ferrocarriles progresó desde una traviesa cortada por mano, sin ser tratado, hasta la traviesa sólida aserrada y tratada con creosota. Pues puede ser justo que mientras entremos un nuevo siglo, hay nuevas progresiones ocurriendo en el campo de tecnología de madera. La Asociación de Traviesas para Vías Férreas, por medio de su Comisión de Investigación y Desarrollo, continúa tener un papel de liderazgo en coordinar proyectos significantes de investigación en esta área. Estos incluyen la evaluación de: especies de maderas poco-utilizadas, clavija de madera laminada, madera laminada con pegamento, madera con fibras orientadas paralelamente, y maderas laminadas con fibras reforzadas para uso como materia de traviesa.

Por falta de término mejor, todas de estas materias deben ser llamados productos de madera “híbrido”. Se juntan adhesivos estructurales, fibras poliméricas, y madera en varias combinaciones para proveer una madera fabricada que sea una materia estructuralmente adecuada para las traviesas. Es un hecho que algunos de estos productos híbridos ya son usados por los ferrocarriles en aplicaciones que varían ampliamente.

Dados en Tabla 10 son los datos por los productos de madera sólida aserrada y fabricada. Sin embargo, se necesita notar, por causa del hecho que estos son productos de madera “fabricadas” – es decir, maderas laminada con pegamento, etc. – que las características de esfuerza pueden ser “ajustadas” al variar la densidad, especie de madera, y la orientación/uso de materias de madera. Por eso, no es posible proveer data de pruebas estructurales por todas las variaciones. Sin embargo, se puede asumir que la meta es “fabricar” propiedades de esfuerza que serán mejores que productos sólidos serrados, mientras considerando las económicas.

La madera es un recurso renovable, pero la madera más larga de crecimiento viejo, que en una época fue abundante, es cada vez menos accesible a cosechar. Arboles de segundo crecimiento y tercero crecimiento que son actualmente cosechados típicamente son menores de diámetro. Mientras la mayoría de traviesas producidas seguirán siendo materia sólida aserrada por el futuro previsible, los cambios ocurriendo en el manejo del recurso requerirán cada vez más utilización de especies alternativas y productos híbridos de madera fabricada. Mientras la demanda para las traviesas continúa, es realístico esperar que la traviesa híbrida fabricada de madera tenga un futuro significante.

APÉNDICE

Especificaciones para Traviesas de Madera 35-37

Estándares de Conservantes de la Asociación de Madera Preservada 39-42

Americana, P1/P13, P2, P3 and P4


Asociación de Madera Preservada Americana 43-45

Sistema de Categorías de Uso, Estándar- UC4 “Traviesas y

Traviesas de Cambio- Tratamiento Conservante por el Proceso

A Presión”

Especificaciones para

Traviesas de Madera

(Revisión más recién desde Enero 2003)

Estas especificaciones fueron desarrollados por una comité junto de la Asociación de Traviesas para Vías Férreas y la Asociación Estadounidense de Ingeniería de Ferrocarriles y Mantenimiento de Vías, y son iguales a capítulo 30 de la manual de AREMA para la fabricación de ferrocarriles. Esta publicación no incluye muchos otros requisitos de las especificaciones de AREMA.

Capítulo 30 de la manual de AREMA es una obra de páginas múltiples que cubre muchas prácticas adicionales en cuanto a traviesas y traviesas de cambio, eso incluye el azolar, el barrenar, el recortar, el marcar, la aplicación de aparatos anti-rajaduras, el almacenaje de madera, la desecación por aire, el tratamiento y el cuidado pos-tratamiento de conservante. Está disponible de AREMA Publications Department, 8201 Corporate Drive, Suite 1125, Landover, MD 20785, por $125 (precio para los que no son miembros es $150) para solo capítulo 30 ó $425 (precio para los que no son miembros es $650) para la manual entera. Los precios son sujetos a ser cambiados sin notificación.

3.1.1 ESPECIFICACIONES PARA TRAVIESAS DE MADERA

NOTA: Para especies de la costa este es sugerido que se apliquen las reglas de cuesta de W.C.L.B.

3.1.1.1 MATERIA

3.1.1.1.1 Tipos de Madera*

Antes de fabricar traviesas, los que las producen determinarán cual de los siguientes tipos de madera adecuada para ser traviesas serán aceptados:

Fresnos Eucaliptos Robles

Hayas Almeces Pinos

Abedules Tsugas Álamos

Catalpas Pacanas Secuoyas

Cerezos Alerces Sasafrás

Abetos Douglas

Robinias Piceas

Olmos Arces Plátanos

Abetos Moruses Nogales


*Cada ferrocarril especificará solamente el tipo de Madera que desea usar. Otros no serán aceptable a menos que son por pedido especial.

3.1.1.2 REQUISITOS FÍSICAS

3.1.1.2.1 Calidad General

Salvo lo proveído de aquí y adelante, todas traviesas estarán sin defectos cualquieras que pueden reducir su fuerza o durabilidad como traviesa, como descomposición, grietas largas, acebolladuras largas, inclinación de las fibras, o grandes o numerosos huecos o nudos.

3.1.1.3.1 Dimensiones

Traviesas serán de 8'-0", 8'-6", ó 9'-0" de longitud como especificado por el cliente. El grosor, la anchura, y longitud especificada son dimensiones mínimos para traviesas verdes. Traviesas secas o tratadas pueden ser ¼” más delgado o estrecho que los tamaños especificados. Las Traviesas que sobrepasan estas dimensiones por más que 1” serán rechazados. El grado de cada traviesa será determinado al punto de lo más desgaste sobre la superficie se arriba de la traviesa entre las áreas que sostienen las raíles. Las áreas que sostienen los raíles son las secciones entre 20” y 40” del centro de la traviesa. La cima de la traviesa será la superficie más estrecha y/o la superficie horizontal lo más lejos del corazón o centro de la medula.

Todas las áreas que sostienen los raíles se medirán así: traviesas de grado 7” serán 7” x 9” de corte transversal con un máximo de desgaste de 1” en las áreas arribas que sostienen los raíles. Un máximo de 20% de las traviesas en una cantidad dada puede ser aserrada de manera cuadrada a 7” x 8” de corte transversal sin desgaste en las áreas que sostienen los raíles. Una traviesa de grado 6” será 6” x 8” de corte transversal con un máximo de desgaste de 1” en la áreas arribas que sostienen las raíles. Para las traviesas de grado de 6” y 7”, desgaste será permitida en la superficie al fondo mientras que no sobrepasa 1” en ningún punto.

3.1.1.4 INSPECCIÓN

3.1.1.4.1 Lugar

Traviesas serán inspeccionadas a puntos adecuados como es especificado en el trato de compra del ferrocarril.

3.1.1.4.2 Manera

Inspectores harán una examinación razonablemente minucioso de la cima, el fondo, los lados y los puntos de cada traviesa. Cada traviesa será juzgada independientemente, sin cuento de las decisiones hechos sobre las otras de la misma porción. Traviesas transportadas por maderada que son demasiado desordenados para examinaciones serán rechazadas. Traviesas manejadas por una montacargas serán entregados como inspeccionados, a la cuenta del productor.

3.1.1.4.3 Descomposición

Descomposición es la desintegración de la substancia de la Madera por cause de la acción de los hongos que destruyen la Madera. La “mancha azul” no es descomposición y es permisible en Madera cualquiera.

3.1.1.4.4 Huecos

Un hueco grande es uno que es más que ½” de diámetro y 3” de profundidad adentro, o más que ¼ de la anchura de la superficie sobre que aparece y 3” de profundidad afuera, las secciones de la traviesa de entre 20” y 40” del medio. Huecos numerosos son cualquier cantidad que igualan un hueco grande en su efecto dañino. Tales huecos pueden ser causados en fabricación o de otra manera.

3.1.1.4.5 Nudos

Adentro de las áreas que sostienen los raíles, un nudo grande es uno que tiene un diámetro promedio más que 1/3 la anchura de la superficie sobre la cual aparece, pero tal nudo será aceptable si es colocado afuera de las áreas que sostienen los raíles. Nudos numerosos son cualquier cantidad que iguala un nudo grande en efecto dañino.

3.1.1.4.6 Acebolladura

3.1.1.4.8 Grieta

Una grieta es una separación de la Madera causado por la desecación que aparece solamente sobre una superficie. No cuente el punto como una superficie. Traviesas con grietas continuos cuya profundidad en una traviesa completamente desecado y/o tratado es más que ¼ el grosor y más larga que ½ la longitud de la traviesa será rechazada.

3.1.1.4.9 Inclinación de fibras

Menos en las maderas con fibras entrelazadas, una inclinación de fibras en exceso de 1 en 15 no será permitido.

3.1.1.4.10 Bolsillos de Corteza

Un bolsillo de corteza es un pedazo de corteza parcialmente o enteramente encerrado en la Madera. Bolsillos de corteza serán permitidos dado que no son más que 2” bajo la superficie y/o 10” de longitud.

3.1.1.4.11 Defectos Mecánicos

Toda traviesa tiene que ser recto, aserrado de manera cuadrado, cortada cuadradamente en los extremos, ser paralelo en las caras de arriba y abajo, y toda la corteza tiene que ser enteramente removido. Cualquier traviesa que no cumpla con las características de buena fabricación siguientes será rechazada:

  1. Una traviesa será considerado recto cuando una línea recta de un punto en un extremo hasta un punto correspondiente en el otro extremo no es más que 1 ½” de la superficie en todos puntos.

  2. Una traviesa no es aserrada bien cuando las superficies son cortadas con muescas más que ½” de profundidad, o cuando las superficies no son planos.

  3. Las caras de arriba y de abajo serán considerados paralelo si cualquier diferencia en los lados o extremos no exceden 1/8”.

  4. Para que las placas de asiento sean propiamente asentados, los extremos de las traviesas tienen que ser planos, y serán considerados cuadrados con un extremo inclinado de hasta ½”, que iguala una peralte de 1 en 20.


3.1.1.2.2 Resistencia al Desgaste

Al ser pedido así, traviesas de árboles de hojas espinadas serán de madera compacta hasta el cuarto de la cima, donde cualquier pulgada de cualquier radio de la médula tendrá seis o más anillos de crecimiento.

3.1.1.3 DISEÑO

Categorías de tamaño para traviesas de 7” y 6”, 1” de desgaste permitido —— 20% Cuadrado 7" x 8" Permitido

Una acebolladura es una separación que ocurre corriente a las fibras, la mayoría de la cual ocurre entre los anillos de crecimiento.

El procedimiento ilustrado en los diagramas de arriba será usado en determinar la longitud de una acebolladura. Una que es no más que 1/3 la anchura de la traviesa será aceptable, dado que no extienda más cerca que 1” a ninguna superficie.

3.1.1.4.7 Rajadura

Una rajadura es una separación de la Madera extendiendo desde una superficie a una opuesta o adyacente. No cuente el punto como superficie al medir la longitud de una rajadura. En traviesas sin ser sazonadas, una rajadura de no más que 1/8” de anchura y/o 4” de longitud es aceptable. En traviesas sazonadas, una rajadura de no más que ¼” de anchura y/o más larga que la anchura de la superficie sobre la cual ocurre es aceptable. En traviesas sazonadas, una rajadura que sobrepasa el límite es aceptable, dado que las limitaciones de las rajaduras y aparatos de anti-rajadura son aprobados por el cliente y apropiadamente aplicados.

Especificaciones para

Traviesas de Cambio

(Revisión más recién desde Enero 2003)

Estas especificaciones fueron desarrollados por una comité junto de la Asociación de Traviesas para Vías Férreas y la Asociación Estadounidense de Ingeniería de Ferrocarriles y Mantenimiento de Vías, y son iguales a capítulo 30 de la manual de AREMA para la fabricación de ferrocarriles.

Capítulo 30 de la manual de AREMA es una obra de páginas múltiples que cubre muchas prácticas adicionales en cuanto a traviesas y traviesas de cambio, eso incluye el azolar, el barrenar, el recortar, el marcar, la aplicación de aparatos anti-rajaduras, el almacenaje de madera, la desecación por aire, el tratamiento y el cuidado pos-tratamiento de conservante. Está disponible de AREMA Publications Department, 8201 Corporate Drive, Suite 1125, Landover, MD 20785, por $125 (precio para los que no son miembros es $150) para solo capítulo 30 ó $425 (precio para los que no son miembros es $650) para la manual entera. Los precios son sujetos a ser cambiados sin notificación.

3.2.1 ESPECIFICACIONES PARA TRAVIESAS DE CAMBIO

NOTA: Para especies de la costa este es sugerido que se apliquen las reglas de cuesta de W.C.L.B.

3.2.1.1 MATERIA

3.2.1.1.1 Tipos de Madera*

Antes de fabricar traviesas, los que las producen determinarán cual de los siguientes tipos de madera adecuada para ser traviesas serán aceptados:

Fresnos Abetos Arces

Hayas Eucaliptos Robles

Abedules Tsugas Pinos

Cerezos Pacanas Secuoyas

Abeto Douglas

Alerces Piceas

Olmos Robinias Nogales

Otros no serán aceptados a menos que sean pedido especialmente.

3.2.1.2 REQUISITOS FÍSICAS

3.2.1.2.1 Calidad General

Salvo lo proveído de aquí y adelante, todas traviesas estarán sin defectos cualquieras que pueden reducir su fuerza o durabilidad como traviesa de cambio, como descomposición, grietas largas, acebolladuras largas, inclinación de las fibras, o grandes o numerosos huecos o nudos.

3.2.1.2.2 Resistencia al Desgaste

Al ser pedido así, traviesas de árboles de hojas espinadas serán de madera compacta hasta el cuarto de la cima, donde cualquier pulgada de cualquier radio de la médula tendrá seis o más anillos de crecimiento.

3.2.1.3 DISEÑO

3.2.1.3.1 Dimensiones

Toda traviesa verde o no desecado se medirá en corte transversal un mínimo de 7” en grosor de los lados y 9” en anchura de las caras. Un máximo de 1” de desgaste es permitido en las caras de arriba o de abajo adentro de las áreas que sostienen los raíles, las cuales son definidas como la sección adentro de 12” de cada extremo de la traviesa. Traviesas de cambio desecado o tratado pueden ser ¼” bajo las dimensiones especificados para el grosor y la anchura, o no más que 1” sobre las dimensiones especificado. Longitudes y tolerancias de longitud serán especificados por el cliente.

Todas dimensiones de grosor y de anchura de las caras se aplican al área que sostiene los raíles. Todas determinaciones de anchura de cara serán hechas en la cima de la traviesa de cambio, que es la cara horizontal más angosta. Si las dos caras horizontales son de anchura igual, la cima será la cara con el duramen más angosta o la cara sin duramen.

3.2.1.4 INSPECCIÓN

3.2.1.4.1 Lugar

Traviesas serán inspeccionadas a puntos adecuados como es especificado en el trato de compra del ferrocarril.

3.2.1.4.2 Manera

Inspectores harán una examinación razonablemente minucioso de la cima, el fondo, los lados y los puntos de cada traviesa. Cada traviesa será juzgada independientemente, sin cuento de las decisiones hechos sobre las otras de la misma porción. Traviesas transportadas por maderada que son demasiado desordenados para examinaciones serán rechazadas. Traviesas manejadas por una montacargas serán entregados como inspeccionados, a la cuenta del productor.

3.2.1.4.3 Descomposición

Descomposición es la desintegración de la substancia de la Madera por cause de la acción de los hongos que destruyen la Madera. La “mancha azul” no es descomposición y es permisible en Madera cualquiera.

3.2.1.4.4 Huecos

Un hueco grande es uno que es más que ½” de diámetro y 3” de profundidad adentro, o más que ¼ de la anchura de la superficie sobre que aparece y 3” de profundidad afuera, las secciones de la traviesa de entre 20” y 40” del medio. Huecos numerosos son cualquier cantidad que igualan un hueco grande en su efecto dañino. Tales huecos pueden ser causados en fabricación o de otra manera.

3.2.1.4.5 Nudo

Un nudo grande es uno cuyo diámetro promedio excede ¼ la anchura de la superficie sobre la cual aparece; pero tal nudo puede ser permitido si ocurre fuera de la sección adentro 12” del extremo de cada traviesa. Nudos numerosos son cualquier número que iguala un nudo grande en efecto dañino.

3.2.1.4.6 Acebolladura

Una que no es más que 1/3 la anchura de la traviesa será permitida. El procedimiento y los diagramas mostrados en 3.1.1.4.6 para traviesas también se aplicarán a traviesas de cambio para medir la longitud de una acebolladura.


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