FGC Manual: El ferrocarril (PDF)

El ferrocarril: Fonaments tècnics i d'explotació Document de suport. © Fe rr o c ar r i ls d e l a G en er a li t at d e C a ta l uny a Carrer dels Vergós, 44 08017 Barcelona Generalitat de Catalunya Departament de Territori i Sostenibilitat Edició electrònica, novembre febrer 2018 2020 Aquesta...

El ferrocarril: Fonaments tècnics i d'explotació Document de suport. © Fe rr o c ar r i ls d e l a G en er a li t at d e C a ta l uny a Carrer dels Vergós, 44 08017 Barcelona Generalitat de Catalunya Departament de Territori i Sostenibilitat Edició electrònica, novembre febrer 2018 2020 Aquesta obra està subjecta a llicència Creative Commons ReconeixementNoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya (http://creativecommons.org/licenses/by-ncnd/3.0/es/legalcode.ca). Està permès de reproduir-la, distribuir-la i fer-ne comunicació pública, sempre que es faci sense afany de lucre i que es reconegui explícitament l’autoria de Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya. El ferrocarril: Fonaments tècnics i d'explotació Document de suport Fonaments tècnics i d'explotació Índex Introducció al ferrocarril ................................................................................................................... 7 Què és el ferrocarril ........................................................................................................................ 7 Ressenya històrica del ferrocarril .................................................................................................. 10 Les instal·lacions fixes ..................................................................................................................... 15 Infraestructures ............................................................................................................................ 15 El traçat ..................................................................................................................................... 15 La plataforma ............................................................................................................................ 16 Obres de fàbrica ....................................................................................................................... 18 Encreuaments amb d’altres infraestructures ............................................................................. 18 Gàlib ......................................................................................................................................... 20 Superestructures .......................................................................................................................... 20 Els elements de la via ................................................................................................................ 20 El conjunt de la via .................................................................................................................... 24 Aparells de via ........................................................................................................................... 26 Tipus de vies especials .............................................................................................................. 32 Via amb cremallera………………………………………............………………............................. 32 Funicular………………………………………………………………………….............…..........…. 34 L’electrificació ................................................................................................................................. 37 Instal·lacions fixes d’electrificació ................................................................................................ 39 Subestacions i telecomandaments ............................................................................................... 39 Les estacions ................................................................................................................................... 41 Què és una estació ....................................................................................................................... 41 Elements d’una estació ................................................................................................................ 41 Elements d’atenció al client ...................................................................................................... 41 Elements d’informació i venda .................................................................................................. 42 Elements tècnics ....................................................................................................................... 44 Sistema de numeració de vies .................................................................................................. 44 Dipòsits i tallers ............................................................................................................................ 45 Els trens .......................................................................................................................................... 47 Característiques generals dels trens ............................................................................................ 47 El rodatge i els seus components ............................................................................................. 49 El fre continu d’aire comprimit .................................................................................................. 51 El fre d’estacionament ............................................................................................................... 52 Acoblaments ............................................................................................................................. 52 Les caixes dels trens .................................................................................................................. 54 Material motor ............................................................................................................................. 55 Material motor de tracció elèctrica ........................................................................................... 55 Material motor de tracció dièsel ............................................................................................... 57 Equipaments auxiliars comuns .................................................................................................. 58 4 Document de suport La circulació dels trens .................................................................................................................... 59 Com es garanteix una circulació segura ....................................................................................... 59 Conceptes bàsics de seguretat: el cantó .................................................................................. 59 Control dels cantons: els senyals de blocatge .......................................................................... 59 La norma comuna: el Reglament de Circulació ........................................................................ 60 Sistemes de seguretat ............................................................................................................... 60 Els enclavaments ....................................................................................................................... 60 Sistemes de blocatge ................................................................................................................ 62 El CTC ....................................................................................................................................... 62 Les comunicacions .................................................................................................................... 63 Altres senyals relacionats amb la seguretat .............................................................................. 63 Els sistemes de seguretat dels trens ......................................................................................... 64 Com es garanteix una circulació regular .......................................................................................66 Com es fa l’horari dels trens .......................................................................................................67 Els torns de material i de personal .............................................................................................68 El Centre de Comandament Integrat (CCI) ...................................................................................68 El Control de Trànsit Centralitzat ...............................................................................................68 El Centre de Supervisió d’Estacions ...........................................................................................68 El Centre d’Informació al Client .................................................................................................69 Glossari ........................................................................................................................................... 71 5 Fonaments tècnics i d'explotació 6 Document de suport Capítol 1 Introducció al ferrocarril Què és el ferrocarril? El ferrocarril és, segons diuen els diccionaris, el «camí amb dos carrils de ferro paral·lels, sobre els quals roden els trens». I el tren és el «mitjà de transport que circula sobre carrils, format per una sèrie de vagons i una locomotora que els arrossega». Aquestes definicions ens acosten als conceptes que s'aniran ampliant en aquest document, i que ens indiquen que allò que genèricament anomenem ferrocarril és un conjunt de diversos elements: les instal·lacions fixes, els camins per on roden els trens (que alhora es divideixen en infraestructura, superestructura, estacions, sistemes de seguretat, etc.) i el material rodant, format per locomotores, cotxes, vagons i unitats de tren, vehicles, en fi, que són els que circulen per aquests camins. D'una manera menys tècnica, podem definir el ferrocarril com un sistema de transport terrestre guiat. És força evident que es tracta d'un sistema terrestre, igual que els cotxes, donat que sempre va tocant a terra, en front dels vaixells que suren sobre l'aigua o dels avions que volen pel cel. Però, i en contraposició als cotxes, la seva característica principal és el guiatge. Un cotxe circula per on qui el condueix vol: pot girar el volant al seu antull per dirigir el vehicle allà on vulgui. En el cas del ferrocarril, els trens només es poden desplaçar per les vies, que són les que van dirigint el seu camí. Això s'aconsegueix mitjançant un invent que procedeix del segle XVI: la roda amb pestanya. Així doncs, el camí està format per dos carrils paral·lels, entre els quals sempre hi ha la mateixa distància (que s'anomena ample de via). El rodatge dels trens està format per eixos que tenen dues rodes paral·leles. Cada roda té una pestanya en el seu costat interior. D’aquesta manera, quan el tren es comença a moure, les pestanyes resten encaixades entre els dos carrils i impedeixen que el tren pugui sortir de la via (si això passés, es tindria un descarrilament, que és un accident). 7 Fonaments tècnics i d'explotació Així doncs ens trobem davant d'un sistema molt rígid, donat que els trens només es poden desplaçar per les vies, i no poden anar allà on vulguin com els cotxes. Si bé aquesta afirmació és molt certa, cal analitzar l'origen d'aquest invent que anomenem ferrocarril per entendre que aquest desavantatge es veu compensat àmpliament pels avantatges inherents del sistema. La idea d’establir un sistema de guiatge per al transport es va començar a desenvolupar a l'antiga Mesopotàmia. L'objectiu que se cercava era aconseguir una superfície de rodolament sense les irregularitats dels camins de terra, per tant, el més plana possible, amb la finalitat que els animals d'arrossegament poguessin transportar més pes amb el mateix esforç. El concepte clau és allò que avui anomenem adherència. L'adherència es pot definir com la resistència que es produeix en la superfície de contacte entre dos cossos quan s'intenta que un es desplaci sobre l'altre. Amb una superfície plana l'adherència és menor que amb una superfície rugosa. Quan es va començar a desenvolupar industrialment el ferrocarril, a principis del segle XIX, es varen començar a emprar els metalls per a la construcció dels carrils i de les rodes, donat que oferien una adherència molt reduïda. Avui es fa servir l’acer, que a l'avantatge de l'adherència reduïda afegeix el seu baix desgast i, per tant, una llarga vida útil. Gràcies a aquesta reduïda adherència, el ferrocarril té la capacitat de transportar grans masses amb certa facilitat. És a dir, es poden formar trens que transporten fins a dues mil persones o més de 15.000 tones de mercaderies, valors absolutament inimaginables per al transport per carretera. Aquest és el gran avantatge del ferrocarril en front del transport per carretera: la seva gran capacitat. Només cal fer un cop d'ull, per exemple, als ferrocarrils metropolitans. Quantes persones pot transportar una línia de metro en una hora, considerant que passa un tren format per cinc grans vehicles cada tres o quatre minuts? Quants autobusos o, pitjor encara, quants cotxes caldrien per transportar les mateixes persones per un carrer de la ciutat? I quants camions caldrien per transportar, per exemple, les 900 tones de potassa que carrega cada tren de mercaderies d’FGC? Aquesta baixa adherència, que tants avantatges té per poder transportar grans masses, també té la seva contrapartida. Els traçats del ferrocarril no poden tenir grans rampes ni pendents, perquè llavors les locomotores comencen a lliscar, es perd completament l'adherència i el tren es queda aturat. Això ha condicionat que els traçats de les línies ferroviàries siguin força suaus, amb corbes amples i petites rampes, per tal de reduir la resistència al moviment, i ha caracteritzat les importants obres de fàbrica d'aquest mitjà de transport: els túnels i els ponts. Com que el ferrocarril, en contraposició a allò que ocorre amb les carreteres, no es pot adaptar al terreny, cal intentar adaptar el terreny al ferrocarril. Hem vist, doncs, que el ferrocarril és un sistema de transport terrestre, guiat i que permet transportar grans masses. Fins aquí hem tractat les característiques físiques d'aquest sistema de transport. Però hi ha altres tres característiques, més subjectives, que són inherents del ferrocarril: la seguretat, la regularitat i el baix impacte ecològic. La pròpia característica fonamental del ferrocarril, el guiatge, n'és una gran garantia de seguretat: un tren no pot sortir-se'n de la seva «carretera» amb la mateixa facilitat que ho poden fer els cotxes. A més a més, gràcies als cada cop més sofisticats sistemes de seguretat, i a unes normes de circulació molt clares i precises i que hom compleix amb molt de rigor, el risc d'accident en un ferrocarril és molt més baix que el del transport per carretera. I, en cas d'haver-n’hi, les seves conseqüències acostumen a ser molt menors que els accidents que pateixen els avions i els vaixells. Pel que fa a la regularitat, aquest aspecte és un dels grans avantatges del ferrocarril des d'un punt de vista comercial. Els trens circulen seguint un horari establert, i tothom que faci ús del ferrocarril pot saber a quina hora sortirà i a quina hora arribarà a la seva destinació. L'horari del tren està fet 8 Document de suport només en funció de les característiques tècniques i d'explotació de les línies i dels trens, sense considerar cap altra influència externa: al ferrocarril no hi influeix la densitat del trànsit, ja que el trànsit de trens es programa en funció de les possibilitats reals. L'acompliment de l'horari programat és una de les prestacions més valorades per qui viatja en ferrocarril, que no s’ha de preocupar de quan arribarà a la seva destinació. Finalment, el ferrocarril és un mitjà de transport molt ecològic per dos motius principals. El primer també té a veure amb una de les característiques físiques d’aquest mitjà de transport: la seva gran capacitat. Així, per exemple, una unitat de tren elèctrica de la sèrie 112 que circula actualment per la línia Barcelona-Vallès té la mateixa capacitat que set autobusos i que 145 automòbils privats. La realitat és, però, més reveladora, ja que en realitat a cada vehicle particular hi viatgen, de mitjana, 1,3 persones. Així doncs, aquest tren ple al màxim de la seva capacitat equival a 557 automòbils dels que circulen cada dia pels nostres carrers. De la mateixa manera, un dels trens de sals potàssiques que circulen per la línia Llobregat-Anoia transporta 900 tones netes de càrrega; per transportar-les per carretera caldrien més de 30 camions de gran pes. L'altre factor ecològic és el de l’escassa energia necessària per moure els trens. En general, aquesta sempre és menor per unitat de càrrega que la d'altres mitjans de transport, sobre tot els de carretera. Però la situació més ideal es troba als ferrocarrils electrificats, ja que quan frenen poden retornar a la xarxa una part de l’energia que necessiten, alhora que l’ energia que es consumeix es pot fabricar mitjançant sistemes ecològics, com són els salts d'aigua o les centrals eòliques. L’any 2017 Holanda va produir prou energía eólica per a fer funcionar tota la seva xarxa de ferrocarril. 32 4,1 Tr. aeri Carretera 1,1 1,6 Ferrocarril Tr. fluvial El ferrocarril és el mitjà de transport que presenta un menor consum d'energia per cada tona transportada. Així és, doncs, el ferrocarril: un sistema de transport guiat, que permet transportar grans quantitats de persones i de mercaderies, segur, regular i ecològic. 9 Fonaments tècnics i d'explotació Ressenya històrica del ferrocarril Tot i que hi ha antecedents de sistemes de transport guiats a les antigues Mesopotàmia, Grècia i Roma, els primers sistemes semblants a l'actual es varen desenvolupar al segle XVI. Hi ha referències de l'ús de vagonetes amb rodets de fusta amb pestanya, que rodolaven sobre carrils de fusta, a les mines d'or de Transilvània. Al segle XVIII es va evolucionar cap a l'ús de carrils de ferro recolzats sobre tacs de pedra, començant a fer-se servir la paraula «ferrocarril», que no vol dir res més que «camí de ferro». Durant aquest segle XVIII es van construir molts d’aquests ferrocarrils, sobre tot a les mines del centre d'Europa i de la Gran Bretanya. Els trens estaven formats per vagonetes arrossegades per animals de càrrega o, fins i tot, per persones. L'origen de l'actual via ferroviària es troba en aquests carrils de fusta suportats per uns simples blocs de pedra. Vagoneta de mines amb rodes dotades de pestanya i circulant sobre uns primitius carrils de fusta. El gran pas pel desenvolupament del ferrocarril va venir de la mà de la màquina de vapor. Les primeres màquines es varen construir a principis del segle XVIII, i es feien servir per accionar bombes per extreure l’aigua de les mines i accionar torns o politges. La primera aplicació de la màquina de vapor per al transport es va donar l'any 1771, quan el francès Nicolás Cugnot va construir un vehicle automòbil per a arrossegar canons. 10 Document de suport Durant els les primeres dècades del segle XIX, el ferrocarril no va passar de ser una atracció de fira. Tot i així, les primeres aplicacions serioses de les màquines de vapor per generar moviment es van donar al ferrocarril. La primera locomotora, construïda per l'enginyer britànic Richard Trevithick, va circular el 21 de febrer de 1804 a la línia d'una mina d'estany del País de Gal·les. Locomotora de Richard Trevithick. Després es varen anar desenvolupant altres prototipus, cada cop més millorats. El 27 de setembre de 1825 es va posar en servei el primer ferrocarril per a servei públic de viatgers i mercaderies, entre Stockton i Darlington a Anglaterra, amb locomotores construïdes per George Stephenson. Aquest, junt amb el seu fill Robert, varen fixar els estàndards de la locomotora moderna de vapor, així com els conceptes tècnics i d'explotació de línies que, per fi, permeteren la massiva extensió d'aquest nou mitjà de transport. La "Rocket", locomotora que va inaugurar el primer ferrocarril de servei públic, a Anglaterra, l'any 1825. 11 Fonaments tècnics i d'explotació Hom considera aquest moment com el principi de la revolució industrial. Efectivament, el desenvolupament industrial en aquella època es trobava estancat per la dificultat de transportar les matèries primeres i els productes manufacturats pels difícils camins de terra i fang, sobre els que s'arrossegaven lents carros tirats per animals. El ferrocarril va aportar la solució a aquest problema. A partir dels anys trenta del segle XIX aquest mitjà de transport es va anar estenent ràpidament pels cinc continents, de manera que les llargues línies principals ja estaven construïdes cap al 1875 i, en acabar el segle, les xarxes ferroviàries havien assolit gairebé la seva màxima extensió. Durant aquest anys es varen millorar tant les instal·lacions com el material rodant. Les primitives vies de ferro varen ser substituïdes per carrils d'acer, material molt més durador, recolzat sobre travesses de fusta. Es varen dissenyar nous models de desviaments i van evolucionar ràpidament els coneixements del comportament mecànic i geomètric de la via. Les locomotores varen anar creixent de mida i, per tant, de potència i velocitat. Els trens cada cop eren més grans i transportaven més persones i més tones de càrrega. Es varen desenvolupar els vagons recolzats sobre dos carretons pivotants o bogies, que permeteren construir-los més llargs. El 1879 va circular el primer ferrocarril amb tracció elèctrica, que no era més que una instal·lació experimental per a l'Exposició Internacional de Berlín. A la darrera dècada del segle XIX es va començar a aplicar la tracció elèctrica a les línies urbanes de tramvies. Els grans ferrocarrils no varen tenir les primeres locomotores elèctriques fins la primera dècada del segle XX, tot i que es varen començar a desenvolupar massivament a partir dels anys vint. També als anys vint es començaren a emprar els motors de combustió interna per a la tracció ferroviària, primer de benzina i després de gas-oil. Els anys trenta del segle XX varen ser els anys daurats del ferrocarril. Es construïren les més grans locomotores de vapor, de fins a cinc eixos motrius, s'electrificaren grans línies ferroviàries i es desenvolupà tota una generació de vehicles lleugers per al transport de persones: els automotors amb motor de gas-oil. En aquesta època els trens ja podien “volar” a velocitats de més de 150 km/h. La segona guerra mundial va paralitzar aquesta expansió del ferrocarril. Posteriorment, amb el desenvolupament del transport per carretera, el ferrocarril va començar a viure un declivi constant, tot i que l’evolució tecnològica no s'aturava. Les darreres grans locomotores de vapor es varen construir els anys quaranta, essent ràpidament substituïdes per les cada cop més grans locomotores elèctriques i les primeres locomotores amb motor de gas-oil de gran potència. El 1964, al Japó, començaren a circular els primers trens de la generació anomenada d'alta velocitat, que llavors ja assolien els 220 km/h. Simultàniament es varen anar tancant moltes línies l’explotació de les quals era molt més deficitària que el transport per carretera. El darrer quart del segle XX va començar amb la desaparició de les darreres locomotores de vapor i amb la pitjor situació del ferrocarril en tota la seva història, desbancat en molts serveis tant pel transport per carretera com per l'aviació. No va ser fins als anys noranta que, sota la pressió de la imminent saturació de les principals carreteres i corredors aeris i amb la consolidació d'una preocupació general pel medi ambient, el ferrocarril va començar a viure una nova època daurada. Pel que fa a la Península Ibèrica, el primer ferrocarril es va inaugurar, amb força retard respecte a la resta de països d'Europa, el 28 d'octubre de 1848, entre Barcelona i Mataró. A partir de la segona línia, la de Madrid a Aranjuez, inaugurada el 10 de febrer de 1851, es van començar a construir línies aïllades concentrades, sobre tot, a Catalunya. No va ser fins als anys seixanta que va començar la construcció d'una xarxa a nivell nacional. Aquesta va quedar enllestida amb el canvi de segle. La major part d'aquestes línies varen ser construïdes i explotades per empreses privades, amb un cert grau d'ajut de l'Estat. 12 Document de suport Un cop assolits els enllaços entre les principals ciutats del país, es va començar a desenvolupar un segon entramat de línies, independents entre elles, que formaren els ferrocarrils secundaris, la missió dels quals era fer les funcions d'afluents de les línies principals. La majoria d'ells es van construir amb vies més estretes que les de les línies principals, per tal d'estalviar en la seva construcció. Aquesta segona xarxa es va estendre entre els anys 1880 i 1920. El desenvolupament tecnològic del ferrocarril espanyol depenia quasi exclusivament de les importacions, anant, evidentment, al darrere de la resta dels països d'Europa. No va ser fins al principi del segle XX que es va poder disposar d'una indústria nacional de construcció de materials pel ferrocarril. La guerra civil va suposar un gran trasbals econòmic per les quatre grans companyies privades que explotaven la xarxa principal, motiu pel qual varen ser nacionalitzades el 1941, integrant-se a la nova empresa pública RENFE. La modernització dels ferrocarrils principals va començar a finals dels anys cinquanta, amb electrificacions i substitució de locomotores de vapor per locomotores amb motor de gas-oil. El 1964 es va posar en servei el Talgo III, primer tren que a Espanya va assolir la velocitat màxima de 140 km/h. Entre els anys cinquanta i setanta del segle XX es varen tancar la majoria dels ferrocarrils secundaris, restant en servei només aquells que donaven servei a zones molt poblades, i que són els que avui subsisteixen, explotats en bona part per les empreses que depenen dels governs autonòmics. Les locomotores de vapor varen desaparèixer gairebé del tot els anys setanta. Els anys vuitanta es van tancar moltes línies de la xarxa de RENFE, per resultar d'una explotació molt deficitària, i es va circular per primer cop a 160 km/h. A l'igual que a la resta d'Europa, els anys noranta han suposat el renaixement del ferrocarril. En un temps rècord, la xarxa espanyola s'ha posat a la mateixa alçada que la dels països veïns. Això ha estat gràcies a una modernització general de totes les línies, la construcció de noves i, fins i tot, la reobertura d’algunes de les que d'antuvi varen ser tancades. I també a l'adquisició de nous trens amb la tecnologia més avantguardista. Ara els trens ja circulen habitualment a 200 km/h i es comença a estendre la xarxa d'alta velocitat, amb trens que assoleixen entre 300 i 350 km/h. Tren AVE de la línia Madrid Sevilla, en servei des de 1992, un dels màxims exponents de tren d'alta velocitat a nivell mundial. Velocitat màxima: 300 km/h. 13 Fonaments tècnics i d'explotació L'Eurostar, tren d'alta velocitat que en 1994 va aconseguir la primera connexió terrestre entre la Gran Bretanya i el continent a través del túnel del Canal de la Mànega. 14 Document de suport Capítol 2 Les instal·lacions fixes Com el seu propi nom indica, en aquest apartat tractarem del camí per on roden els trens. Aquest camí està format per dues parts ben diferenciades, que són: • Infraestructures, que correspon a tots els moviments de terres, obres de fàbrica i construccions necessàries per realitzar la plataforma on s'instal·la la via. • Superestructures, formades pel conjunt de materials que s'instal·len sobre les infrastructures i sobre els quals circulen els trens. Infraestructures El traçat La configuració d'una línia ferroviària es fonamenta en dos aspectes principals: la planta (el perfil de la via en el pla horitzontal) i l'alçat (el perfil en el pla vertical). L’explotació d'un ferrocarril serà més senzilla en la mesura que les variacions d'aquests dos perfils siguin menors i s'apropin més a la recta pura. En la planta es distingeixen dos tipus d'alineacions: rectes i corbes. Les corbes s'identifiquen mitjançant el seu radi. Quant major és el radi, menys esforç es necessita per fer circular els trens i major pot ser la velocitat. Els radis mínims es situen entre els 100 i 150 metres, tot i que en vies interiors d'estacions, dipòsits i tallers es poden establir radis inferiors, imposant, aleshores, fortes restriccions de velocitat. També hi han corbes de transició, que permeten passar d’una alineació en recta a una en corba de forma gradual i, així, assegurar confort a la circulació. Exemple d'esquema de traçat en planta d'una línia de ferrocarril. L'alçat ve definit per les rasants i és la traça de la línia en el pla vertical. Aquestes rasants poden ser: • Pendents, quan el traçat va perdent cota d'alçada (fa baixada). • Horitzontals, quan són paral·leles al pla horitzontal natural. • Rampes, quan el traçat va guanyant cota d'alçada (fa pujada). 15 Fonaments tècnics i d'explotació Pendent i rampa. La plataforma La plataforma és el camí sobre el qual es posen les vies. Té la funció de proporcionar el suport a la superestructura de la via, de manera que aquesta no pateixi deformacions que podrien influir negativament en la normal explotació del ferrocarril. Donades les característiques tècniques que l'adherència imposa al ferrocarril, cal fer traçats el més suaus possibles. Per aquest motiu, una línia ferroviària no pot anar resseguint els accidents naturals del terreny per on passa. Al contrari, és el terreny natural el que s'ha d'adaptar per al pas de la línia ferroviària. Llavors, l'establiment de la plataforma requereix tota una sèrie d'obres complementàries. Cal distingir entre la plataforma que va assentada sobre el terreny i aquella que necessita de grans obres de fàbrica per mantenir la seva continuïtat. Plataforma preparada per a via doble. La plataforma que va assentada sobre el terreny, pot ésser de qualsevol dels quatre tipus següents: • Plataforma en terraplè. Quan ha calgut elevar el traçat, mitjançant l'aportació de terres, per sobre del terreny natural que travessa. • Plataforma sobre terreny natural. Si les característiques del terreny acompleixen les necessitats en planta (suficientment pla i estable), només cal sanejar-lo i preparar-lo i es pot estendre la via a sobre sense cap més intervenció. • Plataforma en trinxera. En aquest cas, per mantenir el traçat ha calgut extreure terres, de manera que la plataforma resta més baixa que els terrenys naturals per on passa. • Plataforma en desmunt. Quan la cota del terreny natural és menor a un costat del traçat i major a l'altre costat. 16 Document de suport Seccions longitudinal i transversals. Seccions de plataforma en via única i via doble. Trinxera. Cuneta. 17 Fonaments tècnics i d'explotació Obres de fàbrica En ocasions, el traçat d'una línia ferroviària necessita salvar un obstacle molt més gran que un senzill desnivell del terreny natural. Per això es fan servir les que s'anomenen obres de fàbrica, que són grans construccions artificials, i les obres més costoses en la construcció del traçat ferroviari. N'hi ha de dues menes: • Ponts i viaductes. Es fan servir per a salvar depressions del terreny (valls, lleres de rius i rierols, torrents, etc.) o per a salvar zones en les quals és més adequat que el traçat vagi elevat (al pas per algunes poblacions, per exemple, per no afectar les zones urbanitzades). La diferència entre ponts i viaductes es troba en la seva longitud. Les obres majors s'anomenen viaductes. S'anomenen ponts quan tenen una longitud superior als 10 metres i no arriben a les dimensions gegantines dels viaductes. Quan aquestes obres són menors de deu metres reben el nom de pontons. I quan encara són menors, i només serveixen per al desguàs, s'anomenen clavegueres. Els ponts i viaductes es construeixen bàsicament amb trams de ferro recolzats sobre columnes de pedra, maó o formigó o be íntegrament amb formigó. Viaducte. • Túnels. Es construeixen per salvar grans obstacles de terreny, en els quals no es convenient fer una trinxera, per la seva gran profunditat o característiques del terreny, o bé per eliminar l'efecte barrera que el traçat ferroviari provoca quan travessa zones urbanitzades (com és el cas dels ferrocarrils metropolitans). Quan es construeixen per salvar muntanyes, es perforen mitjançant grans màquines anomenades talps (antigament es feia de forma manual, amb pics i pales) o amb explosius. Els túnels que travessen muntanyes poden ser de base, quan es perforen en la part baixa de la muntanya, o de cim, quan es perforen a la seva part alta. Els túnels en zones urbanes es poden perforar, a més de pels mètodes anteriors, mitjançant diverses tècniques a cel obert, que consisteixen a buidar primer el terreny, construir o consolidar les parets del túnel, construir la volta i tornar a tapar el terreny. Encreuaments amb d’altres infraestructures El traçat ferroviari pot trobar el seu camí interromput per altres infraestructures, com poden ser carreteres, altres línies de ferrocarril, canals, canonades, etc. Llavors cal creuar aquestes altres infraestructures. Es poden fer servir tres mitjans: • Quan el traçat ferroviari passa per sobre d’aquesta altra infrastructura ho fa mitjançant un pas inferior. 18 Document de suport Pas inferior. • Quan el traçat ferroviari passa per sota de l’altra infraestructura ho fa mitjançant un pas superior. Pas superior. • Quan el traçat ferroviari creua amb l'altra infraestructura al mateix nivell, llavors ho fa mitjançant un pas a nivell. Pas a nivell. De fet, els passos inferiors i superiors són ponts, la funció específica dels quals és la de salvar aquella altra infraestructura. Per tant, les seves característiques i mètodes constructius són semblants. Pel que fa als passos a nivell, aquests normalment es fan amb carreteres, tot i que també n'hi ha amb d’altres línies ferroviàries. Constitueixen el punt més conflictiu del traçat ferroviari, per les molèsties 19 Fonaments tècnics i d'explotació que provoca a tots dos mitjans de transport i per la seva elevada perillositat. Actualment, quan es fa un traçat nou, és prohibit per llei construir passos a nivell, alhora que es procedeix sistemàticament a la substitució dels existents per passos inferiors o superiors. Gàlib El gàlib és una figura poligonal ideal, el contorn de la qual marca l'espai que ha de quedar lliure per sobre de les vies per al pas dels trens. Aquesta figura, evidentment, té una forma semblant a la secció transversal dels vehicles ferroviaris. El gàlib es fa servir en la construcció de les línies ferroviàries, per tal que cap obra l'envaeixi, garantint així que els trens no trobaran cap obstacle quan circulin per elles. Hi ha diferents tipus de gàlibs, que poden venir determinats per les obres de fàbrica (gàlib d'obra), per les superestructures que es munten sobre el traçat ferroviari (per exemple, el gàlib d'electrificació per línies amb aquest tipus de tracció) o pels propis vehicles ferroviaris (gàlib dinàmic, que té en compte els moviments laterals dels vehicles produïts pels sistemes de suspensió). Gàlib ferroviari. Superestructures Els elements de la via La via és el camí per on efectivament roden els trens. Ha d’acomplir dues funcions, que s’encarreguen a elements específics: el guiatge, que s'encomana als carrils, i el suport del pes, que s'encomana al conjunt format per les travesses i el balast o el sistema únic contemporani format per la via en placa. Carrils Com vàrem veure al principi, una de les característiques fonamentals del ferrocarril és que està guiat. Aquest guiatge s'aconsegueix mitjançant els carrils. El carril és, de fet, una barra d'acer laminat que té una forma especial. N'hi ha de diferents formes, en funció de diferents teories científiques o del seu ús. El més comú en els ferrocarrils és el de tipus Vignole. Està format per un cap amb forma arrodonida, que constitueix 20 Document de suport la superfície de rodament, una ànima de petit gruix i un patí amb la seva base plana, que constitueix el suport del carril. Un tipus de carril especial és el que es fa servir als funiculars, que té el cap en forma de triangle invertit per permetre l'ús d'un sistema particular de fre. Carril. Els carrils es classifiquen en funció del seu pes per metre de longitud. Actualment es fan servir, en general, carrils de 45 i 54 kg/m, tot i que s'arriba als 60 i 64 kg/m en línies especials per a trens d'alta velocitat o per a grans trens de mercaderies de molt pes. Quant major és el pes dels carrils, major és la seva duració i majors els esforços que pot suportar, que fan referència tant al pes dels trens com a la seva velocitat. Junta d'unió de carrils. Antigament, els carrils es fabricaven en barres de curta longitud, de menys de vint metres, unint-se entre ells mitjançant brides, que anaven collades a cadascun dels carrils amb cargols. Actualment els carrils es fabriquen de major longitud i s'uneixen entre ells mitjançant soldadura aluminotèrmica, que consisteix a aportar metall fos per calor que, en refredar-se, se solda als dos carrils consecutius. Amb aquest mètode s'obté un conjunt més rígid, més durador i més còmode per als viatgers. Els carrils així formats, amb longituds de centenars de metres, s'anomenen barres llargues soldades. Travesses Els carrils se subjecten sobre les travesses, la missió de les quals és servir de suport als carrils, mantenir el paral·lelisme entre els dos carrils de la via i transmetre el pes dels trens cap a la plataforma. Hi ha diferents tipus de travesses en funció del material que s'empra per construir-les: 21 Fonaments tècnics i d'explotació • Travesses de fusta. Són les més antigues i les que originàriament feien servir tots els ferrocarrils. Estan formades per un bloc de fusta, amb forma de prisma recte, que rep un tractament químic especial per tal d'allargar la seva vida. Actualment només es fan servir en túnels i en alguns aparells de via per les seves característiques de flexibilitat. Travesses de fusta. • Travesses de formigó. Són les que es fan servir majoritàriament a l'actualitat. Poden ser d'una sola peça (monobloc) o de dues peces unides mitjançant una barra metàl·lica. Tenen formes poligonals força complexes i estan fabricades amb formigó armat mitjançant un procés especial de pretensió o postensió, que consisteix a donar una compressió addicional als materials per tal d'evitar el seu trencament. Aquestes travesses tenen una vida i un pes superior respecte a les de fusta. El pes és fonamental per suportar els grans esforços de dilatació dels actuals carrils soldats en barres llargues. Travesses de formigó. • Travesses metàl·liques. Tot i que en general s'han emprat molt poc, i que el seu ús era pràcticament abandonat, avui es tornen a fer servir per a usos especials. És el cas de les travesses del tipus Ypsilon muntades al Cremallera de Núria. Balast El conjunt format pels carrils i les travesses es recolza sobre la plataforma ferroviària mitjançant una capa de pedra anomenada balast. El balast acompleix tres funcions: 22 Document de suport • Com que és un medi granular, reparteix les càrregues dels trens per la totalitat de la plataforma d'una manera uniforme. • En ser també un medi esponjós, amorteix les forces dels vehicles al seu pas per la via. • Finalment, protegeix la plataforma de les variacions d'humitat causades pel medi ambient i facilita l’evacuació de l'aigua de la via. El balast està format per pedres picolades, preferentment de granit, donat que és molt rugós i, per tant, facilita que les pedres se subjectin entre elles. L'alçada de la capa de balast depèn de la quantitat i tipus de trens que hagin de passar per la via, situant-se normalment entre els 50 i els 150 cm. Subjeccions Per a subjectar els carrils a les travesses es fan servir diversos mitjans, tots basats en l'ús de cargols, però amb diferents característiques: • Subjecció amb tirafons. Els tirafons van collats directament sobre els patins dels carrils. Entre la base dels patins dels carrils i la travessa es pot posar una placa d’assentament. És el mètode antic que es feia servir amb les travesses de fusta. Aquest sistema té el desavantatge que exerceix poca força sobre els patins dels carrils (accelerant així la pèrdua de rigidesa del conjunt de la via) i que requereix força manteniment, donat que, amb les vibracions produïdes pel pas dels trens, els tirafons tenen tendència a descaragolar-se. Tirafons. • Subjecció elàstica. Tot i que en essència el sistema és el mateix, en aquest cas es posa una grapa elàstica entre el tirafons i el patí del carril. En contraposició a l'anterior, té els avantatges d’exercir una major força de subjecció, evitant així les deformacions dels carrils, i un menor manteniment, donat que els tirafons no es descargolen. Aquest sistema es fa servir amb les travesses de formigó, tot i que també s'ha introduït amb les travesses de fusta. Actualment, entre la placa d’assentament i les travesses s'acostuma a incorporar una placa flexible de goma o material sintètic, que absorbeix les vibracions i evita que passin a les travesses, augmentant la seva vida útil i disminuint el nivell de sorolls. Via en placa Modernament, i per a usos específics i limitats, es fa servir el sistema anomenat de via en placa en substitució del conjunt format per les travesses i el balast. Aquest sistema consisteix a construir una 23 Fonaments tècnics i d'explotació placa de formigó sobre la plataforma; sobre aquesta placa van subjectats directament els carrils. Tot i que és un sistema de construcció molt més car que el tradicional amb travesses i balast, aporta diversos avantatges, entre els quals el més important és la major duració del conjunt amb un manteniment gairebé inexistent i una nul·la deformació del conjunt de la via. Hi ha dos tipus bàsics de via en placa: Via sobre placa de formigó. • Via en placa amb carril encastat. En aquest cas, els carrils estan inserits en la placa de formigó, encastats en un material sintètic que fa les funcions de subjecció i amortidor de les vibracions. • Via en placa convencional. Sobre la placa de formigó es col·loquen uns blocs, simulant les travesses, sobre els quals es posen els carrils amb subjeccions convencionals. El conjunt de la via Conceptes generals del conjunt de la via A l'hora de construir la via, cal tenir en compte, en primer lloc, l'ample de via. En una línia o xarxa ferroviària, totes les vies que es posin han de tenir el mateix ample de via, per tal que els trens puguin circular per totes elles sense problemes. L'ample de via ve determinat per la distància que separa les cares interiors dels caps dels dos carrils que formen la via. Tot i que a nivell mundial d'antuvi ja es va intentar homogeneïtzar l'ample de via, el cert és que n'existeixen molts de diferents. El majoritari a tot el món és el que es coneix com a internacional o normal, i que suposa que la distància entre les cares interiors dels carrils és de 1.435 mm. Aquest és l'ample de la línia Barcelona-Vallès d'FGC. Per conveni internacional es considera aquest valor com a normal, essent, doncs, via ampla la que està per sobre d'aquest valor i via estreta la que està per sota. Un clar exemple de via ampla la trobem al nostre país amb la línea Lleida – La Pobla de Segur, i també les línies de la xarxa general espanyola tenen un ample de 1.668 mm. De les vies estretes, la més comuna és la mètrica que, com el seu propi nom indica, té un valor d'un metre. D'aquest ample són les línies Llobregat-Anoia, Monistrol – Montserrat i Ribes-Núria d'FGC. A les corbes, per tal de reduir la resistència que el conjunt de la via ofereix al rodament dels trens, hi ha un petit sobreample respecte al valor nominal. Un segon concepte general és el de la inclinació dels carrils. Independentment del tipus de via 24 Document de suport que es faci servir, amb travesses i balast o via en placa, i de les subjeccions que s'emprin, hi ha una característica comuna del conjunt de la via, i és que els carrils, tot i ser paral·lels entre ells, no estan perfectament verticals. En realitat, el cap dels carrils està lleugerament inclinat cap a l'interior de la via. Això es fa per millorar el rodolament dels trens, amb un sistema que actua conjuntament amb la particular forma de les rodes, que són còniques. La interacció de forces físiques d'aquest sistema obliga a què els trens tinguin sempre tendència a situar-se al centre de la via. En la concepció teòrica ideal d’aquest sistema físic, les pestanyes de les rodes dels trens no haurien de tocar mai els carrils. Finalment, també com a concepte general del conjunt format per la via tenim el seu pes. Quant major sigui el pes d'aquest conjunt (carrils, travesses i subjeccions), més estable serà la via, es podran fer circular trens de major pes, suportarà millor el pas d'aquests trens i, per tant, és deformarà menys. La conseqüència directa d'aquest principi és que es disminueixen les necessitats de manteniment de la via. Hi ha diferents maneres d'incrementar el pes de la via. Antigament el que es feia era posar més travesses per quilòmetre de via. Modernament s'ha donat un pas fonamental amb les travesses de formigó, que poden arribar a pesar entre 200 i 300 kg, davant dels 70 kg de mitjana que pesen les travesses de fusta. Conceptes bàsics de geometria A l'hora de muntar la via sobre la plataforma, cal tenir en compte tres conceptes geomètrics. En primer lloc trobem el peraltat, que és un desnivell entre els dos carrils d'una via en corba, mantenint el carril exterior més elevat que l'interior. Quan un vehicle qualsevol circula per una corba, la força centrífuga tendeix a fer tornar el vehicle al seu camí natural: la línia recta. És a dir: que aquesta força l'empeny cap a la part exterior de la corba. El peralt compensa parcialment aquest efecte, a semblança d'allò que fa un ciclista quan pren una corba, inclinant-se cap el seu interior. El valor del peralt depèn, bàsicament, del radi de la corba i de la velocitat dels trens que hi han de passar. Quant menor és el radi d’una corba, o quan es vulgui fer circular els trens a major velocitat, caldrà incrementar el peralt. Un concepte relativament modern del conjunt de la via és el de les corbes de transició. Tant en el cas que en planta es passa d'una recta a una corba, com en el que en alçat es passa d'una rasant a una altra diferent, la transició entre recta i corba i entre rasants diferents es fa mitjançant aquestes corbes de transició. Aquestes corbes són de radi variable i permeten fer un pas progressiu entre la recta i la corba de radi fix i les rasants diferents. La conseqüència d'aquestes corbes de transició és que milloren el confort dels trens en evitar moviments sobtats. Aquestes corbes acostumen a ser del tipus “clotoide”, les mateixes que crea un conductor d'un cotxe quan agafa una corba: el conductor mai no girarà el volant de cop, sinó que l'anirà girant poc a poc fins a adaptar-se al radi fix de la corba. El darrer concepte fa referència a l’entrevia, que és la distància que hi ha d'haver entre dues vies que se situen paral·lelament. Aquesta distància es mesura entre els eixos de cadascuna de les vies. Ve definida principalment per l'amplada dels trens, de manera que dos o més d’aquests puguin circular simultàniament per vies paral·leles sense arribar a tocar-se entre ells. A més a més, cal tenir en compte l'efecte de la pressió de l'aire remogut per un tren en circulació, de manera que quant major sigui la velocitat, major haurà d'ésser l’entrevia per tal que el remolí d'aire no afecti els trens de les altres vies. A les corbes l’entrevia ha de ser major, ja que la part central dels vehicles envaeix un espai major cap a l'interior de la corba. 25 Fonaments tècnics i d'explotació Via única i doble Es diu que un tram és de via única quan només hi ha una via per la qual circulen trens en ambdós sentits de la marxa. Atès que amb una sola via la capacitat de circulació de trens és força reduïda perquè el tram de via comprès entre dues estacions només pot estar ocupat per un tren, en trams on hi ha força circulació de trens es disposa de via doble, que és el conjunt format per dues vies paral·leles. Per cadascuna d’elles circulen normalment els trens d'un sol sentit. El sentit normal de circulació a FGC és per la via de la dreta. En cas que sigui necessari, per motius d'explotació o d'incidències, en un tram de via doble els trens poden circular per la via contrària a la normal de circulació (per l'esquerra, en el nostre cas). Llavors se'n diu que el tren circula a contravia. Aparells de via La via no és només una successió continua de carrils paral·lels. Hi ha diversos elements mecànics que s'intercalen o se superposen a la via per permetre canviar el camí dels trens, millorar les característiques geomètriques de la via o incrementar la seguretat. Tots aquests elements, que tractarem ara, s'anomenen aparells de via. Desviaments Una de les característiques fonamentals del ferrocarril que hem vist fins ara és que es tracta d'un sistema de transport guiat. La via s'encarrega de guiar els trens en el seu camí. Però, què passa quan volem que un tren segueixi un camí diferent? És a dir, de quina manera podem passar un tren d'una via a una altra? Doncs mitjançant un aparell de via anomenat desviament i que, en essència, es pot definir com un tram de via mòbil. El desviament està format per dues parts fonamentals. La primera és el canvi, que és on es produeix el desviament dels trens cap a una o altra via. La segona és l'encreuament, que permet solucionar la intersecció dels carrils de les dues vies que sorgeixen del canvi. El canvi d'un desviament està format per: • Les agulles, que formen la part mòbil del conjunt d'un desviament. En realitat són dos carrils amb un perfil especial per permetre un ajust perfecte a les contraagulles, de manera que la roda del tren trobi una continuïtat física sense obstacles quan hi passi per sobre. Les dues agulles d'un desviament queden fixades per un dels seus extrems, anomenat taló, mentre que per l'altre, anomenat punta, resten lliures per moure's. Aquestes agulles van muntades sobre uns coixinets que, mitjançant greixos o per la seva fabricació amb materials lliscants, permeten que es moguin suaument d'un cantó a l'altre. • Per tal de dirigir correctament el camí d'un tren que passi sobre un desviament, les dues agulles s'han de moure de manera solidària, establint un itinerari cap a una via o l'altra. Per aquest motiu, les dues agulles es troben unides mitjançant el tirant. • Les contraagulles venen formades pels carrils de la via on s'ajusten les agulles. 26 Document de suport Canvi d'agulles: detall dels espasins. Per la seva part, l'encreuament té les següents parts: • La zona d'intersecció dels carrils de les dues vies que s'estan bifurcant en un desviament s'anomena cor. • Per tal de deixar passar les pestanyes de les rodes en aquest punt d'intersecció, i que no hagin de remuntar per sobre dels carrils, hi ha un espai buit anomenat llacuna. • Mentre les rodes estan passant per la llacuna, el seu pes és suportat per les anomenades potes de llebre. • Donat que quan una de les dues rodes de l'eix d'un tren passa per la llacuna, aquesta perd momentàniament el seu guiatge, cal donar-hi un doble guiatge a l'altra roda de l'eix. Per a això es fan servir els contracarrils, que guien la roda per la seva part interior. Parts de l'encreuament d'un canvi d'agulles. Per adreçar un tren cap a una via o l'altra, cal situar correctament les agulles a un cantó o l'altre, restant una d'elles perfectament ajustada a la contraagulla corresponent, per tal que sobre l’agulla passi una de les rodes del tren, i l'altra deixant el suficient espai per al lliure pas de l'altra roda sobre l'altra contraagulla. L'accionament de les agulles es fa actuant sobre el tirant, al qual va acoblat un mecanisme que el desplaça cap a un cantó o l'altre. Aquest mecanisme no només ha de permetre l'accionament de les agulles, sinó que també ha de garantir que les agulles romanguin en la seva posició i no es puguin moure lliurement. Hi ha dues menes d'accionament: 27 Fonaments tècnics i d'explotació • Les agulles d'accionament manual disposen d'una palanca, que cal moure a mà, associada a un contrapès, el qual manté les agulles perfectament ajustades a un cantó o l'altre. Un forrellat permet enclavar la palanca i, per tant, les agulles, en cadascuna de les dues possibles posicions. • Les agulles d'accionament elèctric estan mogudes mitjançant un motor elèctric, el qual ja incorpora un mecanisme de forrellat. Motor d'agulla. Cal destacar la importància del correcte ajustament de les agulles en una o altra posició. Quan les agulles no ajusten correctament es diu que resten entreobertes. Si en aquest cas passés un tren per sobre, es provocaria un accident que s'anomena descarrilament. (sortir-se el tren dels carrils). Una altra mena d'accident es pot produir en el cas que un tren prengui les agulles pel seu taló estant aquestes orientades cap a una via diferent de la qual segueix el tren. En aquest cas esdevé el que s'anomena talonament i que, en general, produeix una deformació i trencament dels elements del desviament, tot i que també pot causar el descarrilament del tren. Hi ha, però, un tipus especial de desviament que disposa d'agulles talonables. Aquestes agulles disposen d'un mecanisme en el conjunt format pel tirant i l'accionament que, mitjançant unes molles, permet que les rodes del tren desplacin les agulles cap a la via contrària cap a la qual estan orientades, sense que això provoqui cap trencament ni descarrilament, quan el tren passa sobre el desviament accedint pel taló. Aquestes mateixes molles tornen les agulles a la seva posició inicial quan ja ha passat el tren. En aquest cas, quan un tren accedeix al desviament per la seva punta, les agulles sempre estan orientades cap al mateix sentit. Tanmateix, una palanca d'accionament manual permet canviar la posició normal de les agulles cap a l'altra via. Normalment, els desviaments permeten continuar per la via per la qual es circula o passar a una altra via diferent. Quan les agulles estan orientades cap a la via normal de circulació, es diu que el desviament està en posició cap a la via directa, que ve representada pel símbol més (+). Quan estan orientades cap a l'altra via, es diu que el desviament està en posició cap a la via desviada, que ve representada pel símbol menys (-). En general, els trens poden passar sobre els desviaments a la seva velocitat normal quan estan orientats cap a la via directa. Però cal reduir la velocitat quan estan orientats cap a la via desviada. Això ve motivat pel fet que el conjunt del desviament forma una corba de radi reduït. El pas a 28 Document de suport una velocitat massa elevada per via desviada provoca violents moviments laterals en els trens, incòmodes per a qui hi viatja i que fins i tot poden arribar a provocar el descarrilament del tren. Hi ha, però, desviaments de major longitud que descriuen radis de corba més amplis i que es poden travessar a major velocitat. Donat que augmentant la longitud de l'aparell de via també s'incrementa la longitud de les agulles, convertint-se en elements més pesats, alguns d'aquests grans desviaments disposen de més d'un accionament per a les agulles. Creuaments Els creuaments permeten que una via creui una altra al mateix nivell, però que no es pugui passar d'una via a l'altra. Estan formats per quatre encreuaments i, com que només tenen elements fixos, no precisen de cap tipus d'accionament. Travesseres Les travesseres són una combinació de creuament i desviaments. A les d'unió doble, donades dues vies que es creuen al mateix nivell, es pot escollir que un tren vagi des de qualsevol de les dues vies d'un cantó cap a qualsevol de les dues vies de l'altre cantó. Estan formades per quatre encreuaments i quatre canvis, que tenen els seus corresponents accionaments. Travessera d'unió doble. En canvi, les d'unió simple estan formades per quatre encreuaments i només dos canvis. D'aquesta manera, només des d'una de les vies d'un cantó és possible passar a qualsevol de les dues vies de l'altre cantó. Combinació d'aparells Quan entre dues vies paral·leles s'estableix una unió mitjançant dos desviaments, ens trobem amb el que s'anomena escapament. Els escapaments permeten passar d'una via a l'altra en una sola direcció. És habitual que, en trams de via doble, s'estableixin escapaments periòdicament per tal de, en cas d'incidències, permetre el pas dels trens d'un sentit per la via contrària a la normal de circulació. Llavors s'instal·len dos escapaments consecutius, que permeten cadascun d'ells el pas en cadascuna de les dues direccions possibles. En ocasions, la manca d'espai obliga a instal·lar aquests dos escapaments superposats, anomenantse llavors escapaments creuats (conjunt també conegut amb el nom de bretelle). Combinen quatre desviaments amb una travessera d'unió doble. 29 Fonaments tècnics i d'explotació Exemple de combinació d'aparells: escapaments. En algunes estacions hi ha tot un seguit de desviaments que permeten accedir a diverses vies. A aquesta zona on es troben concentrats diversos aparells se l'anomena camp d'agulles. Aparells de dilatació Amb els moderns mètodes de construcció de les vies, els carrils formen unes barres molt llargues, de centenars de metres. Com se sap, el metall acusa força l'efecte de la temperatura, dilatantse o encongint-se. Si no es fes servir cap sistema, quan els carrils es dilatessin, donat que estan fortament fixats a les travesses, es formaria el que s'anomena comunament garrot, que consisteix en una deformació brusca del carril, molt perillosa per a la circulació segura dels trens. Per tal de fer front a aquestes dilatacions i encongiments es fan servir els aparells de dilatació. Bàsicament consisteixen a tallar el carril, deixant un espai lliure per la seva dilatació quan hi ha temperatures ambients elevades. Però, com que no es pot fer un tall al carril i deixar-hi l'espai buit, donat que provocaria un sotrac al pas per les rodes i, fins i tot, podria arribar a provocar el descarrilament del tren quan l'encongiment és major (amb temperatures ambients molt baixes), l'aparell de dilatació disposa dels elements necessaris per garantir la continuïtat de la superfície de rodament que el carril tallat no pot oferir. Aparell de dilatació. Els aparells de dilatació també es fan servir per aïllar de les forces mecàniques de dilatació i encongiment els desviaments i encreuaments de les estacions i algunes obres de fàbrica singulars, com és el cas de determinats ponts. 30 Document de suport Altres aparells de via En deter