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Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez Grupo de estudios e investigación en economía y explotación del transporte 10ª edición, febrero de 2011 D oc um en to s de E xp lo ta ci ón t éc ni ca y e co nó m ic a de l tr an sp or te Documentos de explotación técnica y económica del transporte Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros 1ª edición, GIF, 2002 10ª edición, FFE febrero de 2011 © Alberto García Álvarez ISBN: 978-84-89649-70-5 Depósito legal: M-3381-2011 Este documento es propiedad de sus autores. Esta edición se ha realizado como material didáctico y de difusión. INDICE INDICE ............................................................................................................................................... 5 1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 7 2. TOPOLOGÍA DE LA ESTACIÓN ..................................................................................................... 9 2.1. ESTACIONES EN FONDO DE SACO O PASANTES ...................................................................................... 9 2.1.1. Finales de vía y toperas ........................................................................................................... 10 2.2. PLANTA DE VÍAS EN LA ESTACIÓN ..................................................................................................... 12 2.2.1. Configuración de vías en líneas de línea única ........................................................................ 12 2.2.2. Configuración de vías en líneas de vía doble ........................................................................... 13 2.2.3. Velocidad de paso por los desvíos ........................................................................................... 14 2.3. PLANTA DE ANDENES ................................................................................................................... 16 2.3.1. Andenes en estaciones pasantes ............................................................................................. 16 2.3.2. Andenes en estaciones de fondo de saco ................................................................................ 17 2.3.3. Configuración de vías en estaciones de cercanías con fuerte movimiento de viajeros ........... 17 2.3.4. Escapes entre vías en la zona de andenes ............................................................................... 19 2.4. LONGITUD DE LAS VÍAS DE APARTADO Y ESTACIONAMIENTO ................................................................... 20 2.5. PERFIL LONGITUDINAL DE LAS VÍAS EN LA ESTACIÓN .............................................................................. 21 2.5.1. Estaciones en zonas de fuerte declividad ................................................................................ 23 2.6. ESQUEMA GENERAL DE VÍAS DE UNA LÍNEA ........................................................................................ 24 2.7. ELECTRIFICACIÓN. CONDICIONANTES E INCIDENCIA EN LA ESTACIÓN.......................................................... 25 2.7.1. Altura del hilo de contacto y de la catenaria .......................................................................... 25 2.7.2. Distancias de aislamiento ....................................................................................................... 26 2.7.3. Otros factores relacionados con la electrificación .................................................................. 27 2.8. GÁLIBOS ................................................................................................................................... 28 2.9. ENTREEJE .................................................................................................................................. 30 2.10. PASOS ENTRE ANDENES. TIPOLOGÍA Y POSICIÓN ................................................................................ 32 2.10.1. Pasos a nivel entre andenes .................................................................................................. 33 2.10.2. Pasos superiores .................................................................................................................... 35 2.10.3. Pasos inferiores ..................................................................................................................... 35 2.10.4. Posición de los núcleos de comunicaciones verbales ............................................................ 36 2.11. POSICIÓN DEL EDIFICIO Y DE LOS ACCESOS RESPECTO A LAS VÍAS ............................................................. 38 3. ANDENES ................................................................................................................................. 41 3.1. CONCEPTO DE ANDÉN................................................................................................................... 41 3.2. ALTURA DE ANDÉN ...................................................................................................................... 41 3.2.1. Altura de la vía sobre el terreno .............................................................................................. 42 3.2.2. Altura del piso del vehículo sobre el carril ............................................................................... 42 3.2.3. Escalones en los vehículos ....................................................................................................... 45 3.2.4. Altura del andén sobre el carril ............................................................................................... 46 3.2.5. Distancia horizontal del andén a la vía ................................................................................... 47 3.2.6. Tiempo de subida y bajada de viajeros ................................................................................... 49 3.3. LONGITUD DEL ANDÉN .................................................................................................................. 53 3.3.1. Incremento de longitud para aumentar la velocidad en la entrada ....................................... 54 3.4. ANCHURA DEL ANDÉN .................................................................................................................. 55 3.4.1. Anchura mínima por motivos de accesibilidad ....................................................................... 56 3.4.2. Distancia mínima por motivos de seguridad ........................................................................... 56 3.4.3. Anchura necesaria por flujo y volumen de viajeros ................................................................. 57 3.4.4. Anchura necesaria para los viajeros que bajan del tren ......................................................... 59 3.4.5. Incidencia en el ancho de andén de los núcleos de comunicaciones verticales ...................... 60 3.4.6. Anchura total del andén .......................................................................................................... 61 3.5. CUBRIMIENTO Y CIERRE DEL ANDEN ................................................................................................. 62 3.6. REFUGIOS Y CASETAS EN ANDENES ................................................................................................... 63 3.6.1. Posición de las casetas y refugios en el andén ........................................................................ 64 3.6.2. Dimensiones de las casetas o refugios .................................................................................... 64 3.7. CUBIERTAS Y MARQUESINAS .......................................................................................................... 66 3.7.1. Altura de la cubierta ...............................................................................................................66 3.7.2. Altura de las marquesinas ....................................................................................................... 67 3.7.3. Longitud de las marquesinas .................................................................................................. 69 4. NÚCLEOS DE COMUNICACIONES VERTICALES ............................................................................ 71 4.1. PLANTEAMIENTO GENERAL DE LAS COMUNICACIONES VERTICALES ............................................................ 71 4.1.1. Rampas fijas ............................................................................................................................ 72 4.1.2. Rampas mecánicas .................................................................................................................. 72 4.1.3. Escaleras fijas .......................................................................................................................... 73 4.1.4. Escaleras mecánicas ................................................................................................................ 74 4.1.5. Ascensores .............................................................................................................................. 74 4.2. COMPOSICIÓN Y ORDENACIÓN DE CADA NÚCLEO DE COMUNICACIONES VERTICALES ...................................... 76 4.2.1. Superficie necesaria para los núcleos de comunicaciones verticales ...................................... 76 5. EL EDIFICIO DE VIAJEROS .......................................................................................................... 79 5.1. CONCEPTO ................................................................................................................................ 79 5.2. DISPOSICIÓN EN PLANTA DEL EDIFICIO DE VIAJEROS .............................................................................. 80 5.2.1. Itinerarios principales .............................................................................................................. 80 5.2.2. Itinerarios secundarios ............................................................................................................ 80 5.2.3. Zonas para los viajeros de salidas ........................................................................................... 81 5.2.4. Zonas para los viajeros de llegadas ........................................................................................ 83 5.2.5. Vestíbulos o zonas para viajeros ............................................................................................. 83 5.2.6. Aseos ....................................................................................................................................... 84 5.3. CRITERIOS GENERALES SOBRE PASOS, SUPERFICIES Y ALTURAS NECESARIAS ................................................. 85 5.3.1. Continuidad vertical ................................................................................................................ 86 5.3.2. Anchura de los itinerarios ....................................................................................................... 86 5.3.3. Altura de los itinerarios ........................................................................................................... 88 5.4. DISEÑO CLIMÁTICO DE LA ESTACIÓN ................................................................................................. 89 6. ZONAS DE LLEGADA Y SALIDA DE LOS VIAJEROS A LA ESTACIÓN ............................................... 93 6.1. ORDENACIÓN DE LOS VIALES EN LAS ENTRADAS Y SALIDAS DE LA ESTACIÓN ................................................. 95 6.2. ZONAS DE ENCOCHADO Y DESENCOCHADO ......................................................................................... 97 6.2.1. Altura de cubiertas las zonas encochado y desencochado ..................................................... 98 6.2.2. Datos para el dimensionamiento de viales y zonas de estacionamiento de autobuses .......... 98 6.3. APARCAMIENTO ......................................................................................................................... 99 6.3.1. Dimensionamiento en cuanto a número de plazas ................................................................. 99 6.3.2. Salidas y entradas de coches ................................................................................................. 100 6.3.3. Dimensiones de las plazas ..................................................................................................... 101 6.3.4. Altura del aparcamiento ....................................................................................................... 103 7. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 105 7 1. INTRODUCCIÓN El presente documento tiene como objetivo exponer reflexiones y datos para ayudar en el diseño funcional y técnico de las estaciones ferroviarias de viajeros. Se entiende a estos efectos como estación toda instalación apta para que los viajeros puedan subir y bajar a los trenes, sea cual sea su tamaño. Es decir, se incluyen conceptualmente desde un pequeño apeadero en vía única hasta una compleja y moderna terminal ferroviaria de alta velocidad. En el sentido más amplio, el diseño funcional y técnico de la estación engloba la disposición de vías, la ubicación de las instalaciones, la dimensión, forma y características de los andenes, el programa funcional y ordenación de los edificios, etc. Quedan, pues, fuera del estudio los aspectos formales y arquitectónicos que, cumpliendo la funcionalidad definida, pueden adoptar muchas y variadas formas. Tampoco se abordan aspectos urbanísticos ni relacionados con la integración de la estación en la trama urbana, o con su explotación comercial para usos no directamente relacionados con el viaje intermodal. Todos ellos son temas de gran interés y que merecen un trabajo específico, pero que quedan fuera del ámbito de este trabajo. En muchos casos, cuando se trate de proyectar una nueva estación o de modificar de una existente, gran parte de los aspectos aquí tratados estarán ya predefinidos y será imposible actuar sobre ellos. Se debe entender en estos casos que el diseño se circunscribe a la realidad sobre la que es posible actuar en cada momento concreto. Los datos e ideas que se exponen en el documento son, en principio, de validez general, pero han sido fruto de la reflexión y experiencia en el entorno español, tanto en el ámbito de los ferrocarriles interurbanos convencionales, como de Alta Velocidad y, en menor medida, suburbanos o metropolitanos. Por ello, los ejemplos y alusiones a estaciones o vehículos concretos se refieren preferentemente a casos del entorno español. La exposición se realiza en cinco bloques temáticos que se ordenan de mayor a menor rigidez en cuanto a su diseño. Son los siguientes: • Topología de la estación (entendiendo por tal, la planta y perfil de vías, su ordenación y la posición relativa de los andenes respecto a las vías, así como la posición de los núcleos de comunicaciones verticales y de todos ellos respecto del edificio de la estación). • Andenes. En este bloque se trata de sus características físicas (anchura, longitud), de sus acabados y de las instalaciones o equipamientos que alberga Pablo Resaltado Pablo Resaltado Pablo Resaltado Pablo Resaltado Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 8 • Núcleos de comunicaciones verticales (escaleras, rampas, ascensores). Se estudian su tipología (en función de las prestaciones y necesidades de la estación), sus dimensiones y características. Tienen especial relevancia pues condicionan fuertemente el diseño físico de la estación y la accesibilidad por los viajeros. • Edificio de viajeros y otrasedificaciones, que constituyen la parte nuclear de la estación, desde el punto de vista del viajero. • Zonas de entrada y salida de la estación, entendiendo por tales los viales, zonas de intercambio modal, aparcamiento, etc. Constituyen el interface entre la trama urbana o viaria y el edificio de viajeros. Debe señalarse que al establecer parámetros técnicos de referencia (tensión de electrificación, gálibos, radios de curva, etc.) tiende a emplearse en el presente documento los de Alta Velocidad por exigirse unos parámetros más generosos y que, de adoptarse en estaciones de nuevo diseño, permitirán a éstas adaptarse a requerimientos o mejoras futuras de la infraestructura o de los trenes. Como es evidente, el diseñador de una estación concreta adoptará los parámetros adecuados al caso. No debe olvidarse, en efecto, que el diseño requiere la aplicación de unos profundos conocimientos técnicos y la experiencia a cada caso concreto, por lo que las reglas que aquí se enumeran no pueden nunca sustituir al estudio de la situación concreta, debiendo adaptarse a la realidad del caso singular. Pablo Resaltado Pablo Resaltado Pablo Resaltado 9 2. TOPOLOGÍA DE LA ESTACIÓN Para caracterizar una estación se pueden emplear muchos y diversos criterios. El del tamaño es ciertamente definitivo en muchos aspectos, pero una clasificación más completa debe contemplar otros criterios, tales como el número de líneas a las que sirve, la posición de la estación respecto a cada una de las líneas, la planta de vías y andenes, la ubicación del edificio y del acceso respecto a los andenes, el tipo y características de los pasos entre andenes, etc. 2.1. Estaciones en fondo de saco o pasantes En primer lugar, por la forma de incardinarse la estación en las líneas ferroviarias a las que sirve, puede hablarse de estaciones en fondo de saco o estaciones pasantes. • Estaciones en fondo de saco suelen ser las terminales de las líneas. En las estaciones en fondo de saco los trenes entran siempre por un lado de la estación y vuelven a salir por el mismo lado, ya que no pueden continuar más allá. • Estaciones pasantes son aquellas en las que la línea o líneas entran por un lado de la estación y salen por el otro, de forma que los trenes pueden atravesar la estación. Como se expondrá más adelante, no debe confundirse la topología de la estación (en cuanto a su carácter de pasante o en fondo de saco) con el tipo de servicio que un determinado tren realiza en la estación (que puede ser de término si termina o comienza su recorrido comercial en la estación o de paso, si efectúa una parada intermedia en ella). Tipos de estaciones por su posición en la red Estación en "fondo de saco" Estación "pasante" Pablo Resaltado Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 10 Puede haber trenes de término tanto en estaciones pasantes como en estaciones en fondo de saco; y trenes de paso en estaciones pasantes e incluso en estaciones en fondo de saco. Las estaciones que atienden varias líneas pueden ser pasantes para unas líneas y en fondo de saco para otras. Desde el punto de vista del diseño funcional, las estaciones en fondo de saco tienen la ventaja de que no necesitan, normalmente, de paso superior o inferior entre andenes, porque en estas estaciones el paso entre andenes se puede realizar por un andén en la cabecera de las vías. Como una ventaja adicional derivada de la anterior, está el hecho de que al no haber pasos superiores o inferiores, no se pierde sección útil en el andén para los Núcleos de comunicaciones verticales. Normalmente en una estación en fondo de saco (y en ocasiones en ciertas vías o sectores de vías de estaciones pasantes) es preciso disponer de toperas al final de las vías y prever una cierta longitud adicional de vía ante la topera para prever un aumento de distancia de parada del tren. 2.1.1. Finales de vía y toperas Cuando una vía termina en la propia estación, se presenta lo que se denominará un final de la vía. Esencialmente, un final de vía requiere una zona libre desde el punto de estacionamiento de los trenes hasta el final físico de la vía y normalmente una topera cuya misión es absorber energía en caso de colisión de un tren sobre ella, evitando así el rebase del tren y su invasión de la zona de la cabecera de andenes. La longitud del final de vía depende de diversos factores, pero desde el punto de vista de la funcionalidad para los viajeros interesa que sea lo más reducida posible (en el caso habitual de que la salida y entrada de los viajeros se haga por la cabecera de andén). Una longitud menor del final de vía reduce también los costes de construcción y de explotación. Por el contrario, una longitud mayor ofrece más seguridad para el estacionamiento de los trenes. Para un determinado tipo de trenes si hay topera, la longitud necesaria del final de vía se reduce, e igualmente ocurre si se incrementa la capacidad de 5.00 a 10.00 m La Lt 1.05 26 Final de vía y Topera Pablo Resaltado Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 11 absorción de energía de la topera. La longitud necesaria para la topera (tomando como referencia de las más modernas y eficaces de diseño hidrodinámico homologadas en los ferrocarriles españoles) puede dividirse en dos partes. • Una corresponde al tope y al cilindro que se comprimen en el caso de choque de un tren sobre ella (y por lo tanto debe estar al aire, sobre el carril y “restando” longitud útil de vía). • La otra parte, corresponde a la topera de hormigón propiamente dicha, y puede estar sobre la vía, o bajo la cabecera del andén (no restando así longitud útil a la vía, si bien en este caso la cabecera de andén debe estar a más de 1.300 mm sobre el carril, altura necesaria para recubrir el cilindro del tope). En la tabla se recogen para varios tipos de toperas, cada una de estas longitudes: Longitudes aproximadas de toperas de final de vía Tipo de tren Longitud fuera topera Ld (m) Longitud total Lt (m) Toperas para trenes ligeros (200 toneladas) 0,7 1,2 Toperas para trenes medios (200-500 t) 1,3 3,4 Toperas para trenes pesados (> 500 t) 2,1 5,2 Delante del tope conviene reservar una zona de unos 5 a 10 metros hasta el punto de estacionamiento habitual del tren. Por ello, la longitud del final de vía es de 5 o 10 m más de longitud fuera de la topera (Ld) o más la longitud total (Lt). Estas toperas deben poder resistir velocidades de impacto de hasta 10 km/h siendo absorbida la energía por los elementos elásticos de la topera, siendo deseable que no se rebase una deceleración máxima en el viajero de 2,5 m/s2. Debe observarse la conveniencia de realizar en cada caso un estudio detallado de la topera en función del tipo de trenes que vayan a estacionarse en la vía, ya que un sobredimensionamiento de la topera no es una solución de validez universal. En efecto, el sobredimensionamiento no sólo encarece la topera y requiere más longitud de vía, sino que una elevada fuerza de reacción de la topera proporciona una mayor absorción de energía (necesaria en trenes pesados y con velocidades de impacto importantes) pero provoca una mayor deceleración en trenes poco pesados, con el consiguiente incremento de riesgo para los viajeros. Pablo Resaltado Pablo Resaltado Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 12 2.2. Planta de vías en la estación La planta de vías en una estación viene condicionada por el trazado de las vías de cada una de las líneas que pasan o terminan en la estación, cada una de las cuales puede ser de vía única o doble. Para favorecer la circulación de trenes será necesario establecer las correspondientes travesías o escapes de uniónentre las vías, tanto de la misma línea, como conexión de unas líneas con otras. Esta necesidad no se trata en este documento, ya que el mismo está relacionado con lo tiene que ver con la funcionalidad para los viajeros y de la planta de vías necesarias para su servicio. Para el diseño de la planta de vías en la estación puede distinguirse entre las vías generales y las vías de apartado. Se entiende por vías generales aquellas por las que pasan normalmente a la velocidad máxima los trenes que no paran en la estación y lo hacen sin circular por ningún desvío por vía desviada. Las vías de apartado son aquellas en las que normalmente paran los trenes, y a ellas acceden los trenes normalmente tomando uno o más desvíos por vía desviada, y por ello a una velocidad más reducida. La configuración de vías depende en buena medida de si se trata de una línea de vía única o de vía doble. 2.2.1. Configuración de vías en líneas de línea única En la estación en una línea de vía única puede haber solo una vía, la general (será entonces un apeadero); pero en el caso más normal habrá, además de la vía general, una o más vías de apartado. (En alguna configuración particular con dos vías no puede distinguirse entre vías generales y vías de apartado, puesto que la vía que por un extremo de la estación es vía directa, por el otro extremo es vía desviada, es el caso de la línea Caminreal-Calatayud). Las vías de apartado pueden estar todas ellas a un mismo lado de la vía general o repartirse a ambos lados de ésta. Para definir la mejor configuración en cada caso debe analizarse si un porcentaje alto de los trenes que Distintas configuraciones de estaciones de única vía Pablo Resaltado Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 13 pasan por la estación va a parar en ella, porque en tal caso interesa que lo hagan en la vía general, y por lo tanto que ésta se encuentre junto al andén principal y al edificio de viajeros. En este caso (cuando predominan los trenes con parada frente a los trenes directos), todas las vías de apartado deberán de estar a un mismo lado de la vía general; en concreto, al lado contrario del edificio de viajeros. Como en toda estación debe haber al menos dos vías con andén, en esta configuración el segundo andén debería de estar situado entre las primeras vías de apartado. En el caso de que en la estación predominen los trenes de paso directo sin parada en ella (o que los trenes de paso sin parada circulen por ella a más de 160 km/h), puede resultar inconveniente y peligroso situar la vía general junto al andén principal y el edificio de viajeros, siendo preferible entonces situar una (y solo una) de las vías de apartado junto al edificio de viajeros y el resto al otro lado de la vía general. 2.2.2. Configuración de vías en líneas de vía doble En una línea de vía doble, las vías de apartado pueden estar situadas en dos posiciones respecto a las vías generales; en el exterior de las vías generales, o en el centro de las vías generales. Como principio general, en estaciones pasantes donde haya trenes de término siempre es mejor que las vías de apartado estén situadas entre las vías generales, ya que en este caso cuando tren llega por un extremo de la estación y luego vuelve a salir por el mismo extremo, no cizallará o cortará (a la entrada o a la salida) la trayectoria de los trenes que circulan en sentido contrario. Con las vías de apartado situadas entre las generales, además, se precisa, para el mismo número de trenes a apartar, un menor número de vías, ya que los trenes pueden apartarse en cualquiera de los dos sentidos de circulación en estas vías del centro sin cizallar. Cuando las vías de apartado están en el exterior de las generales, sólo se pueden apartar sin cizallar los trenes de cada sentido de circulación en un lado concreto, lo cual aumenta el número de vías necesarias. Distintas configuraciones de estaciones de vía doble Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 14 Finalmente, la ubicación de las vías de apartado en el centro de las vías generales reduce el número de andenes necesarios y por tanto, el coste de construcción y explotación de la estación, ya que hay necesidad de menos comunicaciones verticales, controles, puntos de acceso, etc. Cuando en una estación pasante no está previsto que haya trenes de término, pierde importancia la posición relativa de las vías de apartado respecto de las generales, y aunque en este caso ya no es tan necesario que estén situadas en posición interior entre las generales, no hay ninguna ventaja especial en que se encuentren en el exterior de éstas. La posición exterior de las vías de apartado (que requiere más ancho de plataforma y más desvíos para la misma funcionalidad) solo tiene la ventaja de que no induce ninguna curva en el trazado de las vías generales (que sí es necesaria cuando las de apartado está en el centro). 2.2.3. Velocidad de paso por los desvíos Es importante estudiar cuidadosamente (cuando ello sea posible) la velocidad de paso por vía desviada de los desvíos que unen las vías de apartado con las vías generales, ya que si estos desvíos se encuentran relativamente lejos del punto de estacionamiento, pueden obligar al tren que sale o entra a reducir la velocidad para incorporarse a la vía general, lo que es un inconveniente para la circulación de los trenes. Por ello, es deseable (siempre que ello sea posible) que la velocidad de paso por los desvíos por vía desviada sea adecuada a la distancia existente desde el punto de estacionamiento hasta dicho desvío, de forma que el tren no tenga que reducir la velocidad en el arranque o frenado, con respecto a la velocidad que tendría sin la limitación que supone el paso de la vía desviada. Con la vias interiores, no cizalla Con las vías exteriores, cizalla al entrar o al salir Cizallamiento al salir un tren de término en estación con vías de apartado exteriores e interiores Esquema de cálculo de la velocidad por una vía desviada del desvío de acceso a una vía de apartado asddd Vd=f( ) V=OVi L Vd>Vi= 2La Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 15 La velocidad que permite paso por el desvío en posición de vía desviada (Vd) deberá ser mayor que la velocidad que lleva el tren en ese punto (Vi) al entrar o salir de la estación. Suponiendo una deceleración constante (de valor”a” m/s2), y considerando que el tren pasa de la velocidad “Vi” m/s (al terminar el desvío) a detenerse en el punto de estacionamiento (V=0) en una distancia L, la velocidad mínima necesaria del desvío será: Vd > Vi= La2 con V en m/s, L en m, a en m/s2 La deceleración a considerar para el cálculo de la velocidad de paso por el desvío es la de servicio del tren, que se puede estimar en 0,9 m/s2 para trenes de Cercanías (incluso regionales), y 0,6 m/s2 para trenes convencionales y de alta velocidad. La velocidad posible de paso por vía desviada (para los tipos más usuales de desvíos, tanto en ancho de vía 1.668 mm como en ancho 1.435 mm) en función de la distancia L viene recogida en la tabla: Velocidad por desviada de los desvíos de las vías de apartado Distancia L entre el principio del desvío y el punto de Velocidad por vía desviada (km/h) Deceleración 0,9 m/s2 Deceleración 0,6 m/s2 Desvíos ancho 1668 Desvíos ancho 1435 L < 107 L < 161 50 50 108 < L <154 161 < L <231 60 60 155 < L < 274 232 < L < 412 - - - 80 275 < L < 429 413 < L < 643 100 100 430 < L < 724 643 < L < 1.087 130 - - - 725 < L < 1.097 1.088 < L <1.946 - - - 160 Como en la práctica en las estaciones más pequeñas el valor de L está entre los 300 y los 500 metros, la velocidad mínima por vía desviada es de 80 -100 km/h. Es importantenotar que aún cuando un tren concreto no alcance la deceleración empleada en el cálculo (y por ello, le “sobraría” geometría en el desvío) ello no es un inconveniente sino una ventaja, ya que aumenta de forma importante el confort de los viajeros al paso por la vía desviada, ventaja que cobrará valor en la medida de que el número de trenes con parada en la estación sea mayor. Debe considerarse, además, que en la zona de desvíos (tanto cuando el tren entra como cuando sale de la estación), puede haber viajeros de pie (levantándose o sentándose). Para ellos la aceleración lateral al paso por la vía desviada supone una importante incomodidad, por lo que (en lo posible) deben diseñarse los desvíos con geometría generosa siguiendo los criterios indicados. Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 16 2.3. Planta de andenes En el diseño de una estación, resulta fundamental situar los andenes adecuadamente en planta y determinar el número de andenes. Normalmente no hay cuestión en los apeaderos en vía única, ya que existe un único andén situado al lado de la vía por la que se accede la estación. Un andén puede dar servicio a una o dos vías, según su posición relativa respecto a ésta. La determinación del número de andenes necesarios sigue criterios diferentes en estaciones pasantes y estaciones en fondo de saco. 2.3.1. Andenes en estaciones pasantes La regla general para determinar el número de andenes necesarios es que en cada estación debe haber al menos dos vías con andén: si se trata de una estación de vía doble, debe preverse la posibilidad de que pasen simultáneamente dos trenes con parada, uno en cada sentido; si es de vía única debe preverse la posibilidad de cruce de dos trenes con parada comercial en la estación. En los casos de que en una estación confluyan dos o más líneas o que pase por ella más de una línea, debe respetarse el mínimo de dos vías por andén por cada una de las líneas por las que pasen o puedan pasar trenes con parada comercial en la estación. De esta forma puede asegurarse la parada simultánea de un tren por cada uno de los sentidos y por cada línea (es decir, dos trenes por línea). Si la estación es pasante es previsible que en ella haya trenes de término (que terminan su recorrido en ella y más tarde vuelve a iniciar la marcha en sentido contrario), es conveniente prever vías adicionales con andén para estos trenes. En efecto, en el caso de los trenes de término lo normal es que, entre la llegada del tren y el momento en que vuelve a salir, transcurra un cierto tiempo (denominado de rotación). Si, como es habitual, en este tiempo no se desea hacer maniobra para cambiar el tren de vía, éste debe permanecer Configuración con andén central Configuración para estaciones de predominio de trenes con parada Configuración para estaciones de predominio de trenes sin parada Apeadero de vía doble Configuraciones elementales de vías y andenes en estaciones de vía doble Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 17 ocupando la vía de andén a la que llegó y de la que más tarde va a salir. Puede ocurrir que en este período de tiempo se presente la simultaneidad de parada de dos trenes pasantes (uno por sentido); por ello, si la estación sólo tiene el número mínimo de andenes determinado por la regla general, será preciso realizar una maniobra con la composición del tren de término estacionado en la estación. Por lo tanto, en estaciones pasantes en las que haya trenes de paso con parada y trenes de término debe aumentarse el número de vías con andén como mínimo en una vía (y en más si los trenes de término tienen una muy alta frecuencia o tiempo de rotación elevado). 2.3.2. Andenes en estaciones de fondo de saco En las estaciones en fondo de saco lo habitual que es que haya al menos un andén dando servicio a cada vía. Ello tiene como consecuencia una configuración típica: andén-vía-vía- andén-vía-vía-andén...En estos casos, los viajeros que suben y bajan de cada tren emplean el mismo andén, y cada andén debe dar servicio a dos vías. Otra configuración posible puede ser con andenes a los dos lados de la vía (configuración andén-vía-andén-vía- andén...). Esta configuración permite dos posibilidades: separar flujos de viajeros de salida y de llegada (los viajeros que suben al tren lo hacen por un andén y los que bajan lo hacen por el otro), o bien dedicar algunos de los andenes a actividades técnicas, evitando así que la carga y descarga de catering o las operaciones de limpieza se hagan desde andenes en los que hay viajeros. Esta configuración tiene ventajas evidentes de cara a la comodidad de los viajeros, y a la agilización de las operaciones auxiliares, pero por el contrario supone más necesidad de espacio en la sección transversal y además impide situar escapes entre las vías contiguas para maniobrar con los trenes estacionados. 2.3.3. Configuración de vías en estaciones de cercanías con fuerte movimiento de viajeros En ciertas estaciones, por ejemplo algunas de cercanías con mucho movimiento de viajeros, la capacidad de circulación de trenes por la línea no viene determinada por la señalización, sino por el tiempo de parada de cada tren, que a su vez está condicionado por el número de viajeros que suben y Una vía entre andenes Dos vías entre andenes Andenes en estaciones en fondo de saco Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 18 bajan, el número de puertas del tren, y su anchura y distancia vertical al andén. Si un tren, por ejemplo, necesita una parada de dos minutos en una estación, resulta imposible alcanzar un intervalo entre trenes igual o menor o dos minutos si solo hay una vía por anden. En efecto, la única vía está ocupada dos minutos, por lo que el próximo tren no puede entrar hasta, por ejemplo, tres minutos de haber entrado el primero. Y ello es independiente de la señalización: si el tren se detiene un tiempo determinado, la reducción de la distancia entre señales o la aplicación de sistemas de ATP con más prestaciones, no puede nunca reducir el intervalo por debajo del tiempo de parada. En tales casos, puede ser útil para reducir el intervalo entre trenes disponer de dos vías en paralelo para cada sentido de circulación con un andén común. Es por ejemplo la solución adoptada en Madrid-Nuevos Ministerios o en Barcelona-Sants. Los trenes consecutivos se van estacionando alternativamente en una y otra vía, con lo que se produce un cierto solapamiento de los tiempos necesarios para la aceleración y deceleración de un tren con los de subida y bajada del otro tren. Desde luego, el tiempo de parada sigue estableciendo un valor mínimo al intervalo, pero al menos este tiempo no se ve incrementado con los tiempos de aceleración y deceleración. Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 19 2.3.4. Escapes entre vías en la zona de andenes En la zona de andenes, puede resultar útil en algunas ocasiones instalar escapes, desvíos o bretelles entre las vías, lo que puede servir para varios fines: Liberar la locomotora de un tren del tren que ha llegado, aprovechar la longitud de un andén para varios trenes cortos, etc. Estos escapes pueden ubicarse tanto en estaciones pasantes como en estaciones en fondo de saco, pero normalmente se emplean en estaciones en fondo de saco. Para que puedan instalarse estos escapes es preciso que entre las dos vías que se van a unir con el escape no haya un andén. Los escapes entre vías dentro de la estación pueden clasificarse según dos criterios: • Por la posición longitudinal en las vías se distingue entre: a) escapes próximos al final de la vía y b) escapes en el centro de las vías. • Por los movimientosque permite pueden distinguirse entre escapes sencillos y escapes dobles. Cuando los escapes dobles se ubican en el mismo punto se denominan bretelles. Los escapes entre vías presentan ventajas para la explotación, pero sobre todo son útiles porque reducen el número de vías necesarias para un mismo nivel de servicio. Por contra, requieren mayor longitud de andén de la necesaria si no existieran escapes, y por ello en ocasiones obligan a los viajeros a realizar recorridos mayores. El incremento de longitud del andén que requieren escapes o bretelles, es el de longitud necesaria para el propio aparato (que es función del entreeje) y la necesaria para los elementos de señalización correspondientes. Planta de vías para alta capacidad de circulación en líneas con tráfico muy denso Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 20 DbDs Da De Dj Ds Db Dj Dl = F (Vl,P) Parámetros Descripción Valor típico Valor excepcional Distancia de la señal a la baliza más lejana de RTMS1Db De Ds Dj Dl Observaciones Distancia desde la baliza hasta el principio del tren en el punto de estacionamiento Distancia desde el centro de la junta eléctrica hasta la señal de salida 14 m (2 m si es ASFA) 5 m 3 m 8 m 3 m Distancia desde la punta del espadín o piquete al centro de la junta eléctrica 8 m 4 m Distancia de deslizamiento desde la señal al salir a el punto de peligro ( 1 ) 115 m 50 m ( 1 ) Depende de la Velocidad de Liberación y de la pendiente .El valor indicado es para VL=35 Km /h Da Distancia desde la cabeza del tren hasta el principio del andén 5 m 0 m Longitud del anden 400-410 Distancias para la ubicación de balizas y puntos de estacionamiento 14 m (2 m si es ASFA) Orientativamente puede señalarse que una bretell con entreeje de 4,2 metros puede incrementar la longitud total del andén en unos 95 metros. Estos escapes constituyen una herramienta de diseño de estaciones útil en algunos casos, pero que debe utilizarse con la necesaria precaución. 2.4. Longitud de las vías de apartado y estacionamiento La longitud de las vías de apartado y de estacionamiento de los trenes en las estaciones debe ser, como mínimo, igual a la longitud del tren más largo de deba estacionarse en dicha vía. Sin embargo, esta longitud no es suficiente, puesto que en la vía debe preverse espacio para las balizas y señales y éstas deben estar situadas a unas determinadas distancias entre ellas y respecto a los puntos que delimitan la vía. Además en ciertos casos es preciso reservar unas distancias de deslizamiento. Las vías de apartado y estacionamiento deben tener una longitud superior a la longitud de su andén. En efecto, si se entiende como longitud de la vía de apartado la distancia entre los piquetes de los enlaces de esta vía con las siguientes vías (o las juntas del espadín en caso de que sean desvíos de punta), hay que considerar que el andén cubre la longitud del tren de viajeros más largo que deba estacionarse en la estación. En el capítulo relativo a andenes se reflexiona con más detalle sobre esta cuestión. La longitud necesaria para el andén se refiere a las vías en las que exclusivamente se van estacionar o detener trenes de viajeros. Si en alguna vía se previera la posibilidad de estacionar o detener trenes de mercancías, debería incrementarse la longitud de la vía hasta la longitud del tren más largo de mercancías que se quiera admitir (a la que, lógicamente, habría que Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 21 sumar la distancia a la baliza, de ésta a la señal, y de la señal al aparato de vía). Si la vía de apartado o de estacionamiento termina en un final de vía (o topera), lo que ocurrirá normalmente en la estaciones en fondo de saco (y en ocasiones en algunas vías de estaciones pasantes), ya se indicaron las distancias que debe preverse desde la cabeza del tren al final de la vía. Por ello, el análisis que sigue se refiere a vías pasantes. Los criterios de distancias a elementos y de deslizamiento también deberán de aplicarse en las vías en fondo de saco en el lado contrario al final de vía. Desde el punto de estacionamiento del tren hasta el piquete debe haber una cierta distancia. Esta distancia, si se describe desde la cabeza del tren en su punto de estacionamiento tiene diversos sumandos: • Distancia de la cabeza del tren a la baliza para no interferir con ella, que debe ser de 5 m (puede excepcionalmente reducirse a 3 m). • Distancia de la baliza a la señal. Esta distancia puede ser de 2 m en el caso de las balizas ASFA, pero puede llegar a 13,8 m en el caso de ETCS nivel 1, considerando la baliza más lejana de la señal. • La distancia de la señal a la junta eléctrica, y la distancia de la junta eléctrica al piquete o junta de contraaguja. Depende de la tecnología empleada en la junta, y puede oscilar entre 7 metros en el caso de juntas encoladas, hasta 19,2 metros en juntas de tecnología más evolucionada. La suma de todas estas distancias parciales, que en explotaciones clásicas apenas llegaba a 4-5 m, puede llegar actualmente a los 40 m, que deben añadirse en cada lado a la longitud del tren para obtener la longitud total de la vía de apartado. Además, deben estudiarse cuidadosamente los criterios de explotación, por si fuera necesario prever deslizamientos, pudiendo entonces ser preciso aumentar la distancia desde la cabeza del tren en su punto de estacionamiento hasta el punto de peligro (piquete, junta de espadín o final de vía en un culatón). 2.5. Perfil longitudinal de las vías en la estación Las vías de la estación deben estar, cuando ello sea posible, en perfil horizontal. De esta forma se evita el riesgo de deriva sin viento del material rodante estacionado. Sin embargo, dada la longitud de las estaciones actuales, resulta difícil en todos los casos lograr esta condición. Por ello, cuando no sea posible, deben tenerse en cuenta las siguientes condiciones: Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 22 • Debe minimizarse la pendiente en la parte de la estación en la que se estacionan los trenes, que básicamente coincide con la longitud del andén. • Ello se debe hacer aún a costa de aumentar (cuando ello sea necesario) la pendiente en otros tramos de la propia estación, en los que no hay andenes. • Con pendientes de hasta 1,5 ‰ en la zona de estacionamiento de los trenes, puede suponerse que en ausencia de viento, no se producirán derivas del material rodante, ya que la resistencia al arranque de los vehículos modernos es aproximadamente de 1,5 kg por tonelada y el empuje de la gravedad es de un kilogramo por tonelada y milésima. • La versión vigente (2008) de las ETI de infraestructura de alta velocidad fija la declividad máxima de 2,5 milímetros por metro en la zona de estacionamiento de trenes. • Es preciso advertir que el valor de 3 ‰ adoptado clásicamente como valor máximo para que no se produzcan derivas en ausencia de viento, debe actualizarse, ya que los vehículos modernos tienen menor resistencia al arranque. Por lo tanto, con valores del orden de 1,5 ‰ se debe considerar que puede iniciar el movimiento en ausencia de viento. • En los casos en que las vías en las zonas de estacionamiento tengan pendiente superior a 1 ‰ resulta necesario, por motivos de seguridad, instalar culatones de seguridad, de manera que cuando el itinerario no esté hecho y asegurado hacia la vía general, un tren moviéndose indebidamente en deriva sea desviado hacia un culatón. La existencia de estos culatones, imprescindible en estaciones con pendiente, es muy aconsejable para protección frente a rebases, incluso en estaciones en horizontal. • Con culatones de seguridad pueden admitirse excepcionalmente pendientes mayores, hasta 5 por mil en la zona de estacionamiento,si bien debe señalarse que en este caso se presentará una dificultad adicional en el arranque de los trenes que tardarán más tiempo y consumirían más energía en la puesta en movimiento. Si además las condiciones climatológicas de la estación permiten que el carril esté húmedo, pueden producirse patinazos en el proceso del arranque, e incluso (y por ello) daños al carril. • Los desvíos y escapes deben estar en pendiente constante, aunque no necesariamente en horizontal. • Debe tenerse en cuenta también que los trenes situados ante las señales de entrada en la estación (por tanto ya fuera de ella) pueden tener que arrancar desde este punto, por lo que en la medida de lo posible, los puntos de estacionamiento correspondientes a las señales de entrada deben situarse en la menor pendiente posible, Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 23 especialmente cuando pueda haber trenes pesados que pueden tener que detenerse en el lugar. 2.5.1. Estaciones en zonas de fuerte declividad Las reglas sobre las inclinaciones máximas recomendables o admisibles en las zonas de estacionamiento de los trenes pueden, conseguirse en general con pequeños movimientos de terreno. Sin embargo, hay ocasiones en las que la estación se encuentra en una zona en la que la línea presenta una importante pendiente. En tales casos es posible conseguir la inclinación deseada en la zona de estacionamiento haciendo que en las zonas próximas a la estación (antes y/o después de ésta), la rampa sea mayor que la tiene la línea en el entorno. Así, por ejemplo, supongamos que se desea ubicar una estación en una zona de la línea en la que la pendiente es de 15 milésimas, y que la zona de estacionamiento es de 450 metros (conviene reservar, si es posible, un cierto margen de longitud). Si en la zona de estacionamiento se limita la pendiente a 2 milésimas, hay una pérdida de altura de 450 x (15-2)=5.850 milímetros entre la que tendría la vía en el final del anden de haber continuado la rasante general y la que de hecho tiene. Por ello, suponiendo que en la línea la rampa máxima admisible de 25 milésimas, es preciso recuperar la altura perdida en 5.280/ (25-15) = 528 metros. Puede ocurrir que en la estación haya unas vías con andén y otras sin él. En tal caso, podría reducirse el movimiento de tierras estableciendo la zona de reducida inclinación solo en las vías de andén, dejando las generales sin andén con la inclinación propia del tramo de línea. En tal caso, habrá en Perfil de la estación en zona con fuerte rasante 15 m m/m 15 m m/m Zona de an denes. Rampa ace ptable 15 m m/m 25 mm /m Zona de a nden es. Ram pa e xces iva 2 mm/m 15 m m/m Zona de a nden es. Ram pa e xces iva Pablo Resaltado Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 24 algunas zonas de la estación una diferencia de cota entre las vías generales y las de apartado. Este caso se produce en las estaciones de Puente Genil- Herrera en la línea de alta velocidad de Córdoba a Málaga y en la de Segovia- Guiomar, en la Madrid a Valladolid. El diseño de las vías de esta estación tiene enorme interés como caso de estudio, pues resuelve a la vez varios problemas. 2.6. Esquema general de vías de una línea Como consecuencia de la aplicación de los diversos criterios sobre topología de vías en una estación, disposición de vías y andenes, perfiles en alzado, y de las previsiones de tráfico de trenes por la línea (número y características), el esquema general de vías de una línea es complejo, y aunque haya un esquema de vías que se aplica por defecto, en la práctica cada estación requiere una solución “a medida”. Varios ejemplos pueden verse en el libro “Shinkansen. El tren de alta velocidad en Japón. Tecnología y efecto social”. Como muestra, puede mencionarse que en la línea de alta velocidad “Joestu Shinkansen” hay nueve estaciones y todas ellas tienen un esquema de vía y andenes diferente. Esquema de vías de la línea de alta velocidad japonesa Joestsu Shinkansen En el Joetsu Shinkansen, con la excepción de Niigata (que es una estación terminal) y de Takasaki (donde se bifurca la línea Hokuriku Shinkansen) las estaciones siguen el modelo de cuatro vías y dos andenes, con andenes independientes y dos vías de paso. La vía número 2 de Kumagaya tiene como fin acoger los trenes de subida que haya en caso de que, por cualquier causa, se impida el movimiento libre de trenes hacia el sur; y la de Tsubame-Sanjo para la vuelta de los trenes de pruebas a la base de material rodante de Niigata, teniendo las vías de subida andenes centrales “en islote” y las de bajada andenes independientes. Las vías de bajada y de subida número 2 de Takasaki sirven para dar servicio a los trenes para mantenimiento, así como para los que se desvían al Hokuriku Shinkansen y para absorber las irregularidades que se produzcan, y en Echigo-Yuzawa para los trenes que van Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 25 hacia los complejos turísticos de invierno y los que terminan su trayecto en la estación con andenes centrales “en islote”. Hay otras estaciones del tipo de cuatro vías y dos andenes, siendo éstos independientes para salidas y llegadas, para los trenes en uno y otro sentido. 2.7. Electrificación. Condicionantes e incidencia en la estación En la mayor parte de las modernas estaciones ferroviarias las vías están electrificadas. El sistema de electrificación tiene alguna incidencia en el diseño de la estación, ya que la catenaria suele fijar el gálibo vertical de las secciones de la estación situadas sobre las vías. También influye en el diseño porque resulta necesario prever la ubicación de los postes que soportan la catenaria (o los pórticos de los que cuelga ésta), y es preciso considerar otros elementos, tales como pesas de compensación de catenaria, anclajes, etc. Finalmente, la necesidad de garantizar el aislamiento de los viajeros y la distancia adecuada de éstos a las zonas con tensión también suponen factores a tener en cuenta en el diseño de la estación. 2.7.1. Altura del hilo de contacto y de la catenaria La altura del hilo de contacto (medido siempre sobre la cabeza del carril), puede oscilar según los casos entre 4,6 y 5,5 metros. En líneas convencionales, en las que no resulta crítico mantener una altura constante del hilo de contacto, la altura del mismo suele ser más baja en los pasos superiores (y en estaciones subterráneas), y más alta en los pasos a nivel. En la medida en que el aumento de la velocidad de los trenes exige que la altura del hilo de contacto se mantenga constante (o muy próxima a su valor nominal), debe ser éste el que se adopte como referencia para el diseño, renunciando a la posibilidad que brindaba la excepción puntual a la altura del hilo de contacto. La altura nominal del hilo de contacto en las líneas ferroviarias españolas es de 5,30 metros. (En líneas convencionales se admite entre 4,60 y 5,5 m). La altura nominal de 5,08 metros es también admitida dentro de las normas europeas de interoperabilidad (ETI), y para ciertas líneas españolas de alta velocidad se permite también la altura de 5,50 m con el objeto de hacer más fácil la circulación de trenes cargados con camiones de 4 m de altura (autopista rodante). En los Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya, la altura nominal es de 5 metros. Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 26 Salvo que se trate de una electrificación tranviaria (que ya no se emplea por las flechas inadmisibles del hilo de contacto) o de una catenaria rígida, por encima del hilo de contacto está el sustentador, cable que adopta la clásica forma geométrica de un cable sometido a su propio peso (catenaria). La altura del sustentadorsobre el hilo de contacto es máxima en los puntos de apoyo del sustentador (que coinciden con los postes de sujeción) y mínima en el centro del vano entre postes. Esta altura (entre hilo de contacto y sustentador) puede alcanzar un máximo normal de 1,4 metros. Si se acercan entre sí los postes, los vanos son más cortos, y por ello la catenaria más baja (menor distancia desde el hilo de contacto al sustentador), pero ello presenta otro tipo de inconvenientes derivados del mayor número de postes. La catenaria rígida (que se denomina así aunque en realidad no es una “catenaria” sino una viga muy rígida que realiza la conducción de la corriente) tiene la ventaja de que necesita una altura mucho menor (tan solo 25 centímetros entre la altura normal del hilo de contacto y el aislador) pero, por el contrario, tiene dos inconvenientes: requiere muchos puntos de sujeción (la distancia máxima entre ellos es de 12 m) y limita la velocidad del tren a 90 km/h. Con distancia entre puntos de sujeción de 5 m se puede aumentar la velocidad a 100 km/h. 2.7.2. Distancias de aislamiento Una vez determinada la geometría de la catenaria (y por ello la posición nominal de los elementos con tensión) es preciso considerar que deben respetarse unas distancias entre las zonas de tensión y los elementos fijos de la estación. (Estas distancias no deben confundirse con las distancias, mucho mayores, a las que no se puede aproximar una persona estando la catenaria en tensión). La distancia de aislamiento en 25 kV es de 32 cm a las partes en tensión que no pueden moverse (por ejemplo, la catenaria compensada) y de 60 cm a las partes que pueden moverse (por ejemplo, un feeder). Si la electrificación es a 3 kV, las distancias son de 15 cm. En todo caso, para prever una posible elevación de la tensión de electrificación en una fase posterior, se recomienda adoptar las distancias necesarias para 25 kV. 3.246 Zona sin elementos fijos Zona en tensión Sección de electrificación en corriente alterna 3501.400 5.300 200200 320 Cotas en milímetros Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 27 2.7.3. Otros factores relacionados con la electrificación Junto a los ya expuestos, existen otros factores relacionados con la electrificación que pueden tener incidencia en el diseño de la estaciones. Seguidamente se exponen algunos de ellos: • Debe evitarse situar los postes de electrificación en los andenes de viajeros (y más aún contrapesos o elementos de la compensación de catenaria). Estos elementos restan sección útil al andén y pueden entrañar algún ligero peligro para los viajeros. Si la electrificación es a tensión elevada (es el caso de la líneas de Alta Velocidad), resulta imprescindible situar una malla metálica bajo el andén para asegurar la puesta a tierra del poste y evitar así la posibilidad de descargas eléctricas a los viajeros. • En las vías que terminan en topera, es preciso colocar un poste al final de la vía para anclar longitudinalmente la catenaria. Si se aprovecha para cimentar el poste la propia base de la topera, se evitará que el poste esté en la cabecera del andén, ocupando un espacio adicional que de otra forma estaría disponible para el flujo de viajeros. En alguna estación (por ejemplo, en la de alta velocidad de Valencia) se ha adoptado un diseño inteligente que resuelve este problema, anclando la catenaria en un poste anterior, con un “semivano”). • Un único poste puede soportar, con ménsulas, la catenaria de hasta dos vías en su lado más desfavorable (excepcionalmente se puede llegar a tres, especialmente si las distancias de los ejes de las vías al poste no son muy grandes). En el caso de tener que soportar la catenaria de más de dos vías en el lado más desfavorable del poste, es normal instalar un pórtico (funicular o rígido) que requiere, lógicamente, un segundo poste en el que apoyarse. A estos efectos, sólo es preciso considerar las catenarias que se soportan en uno de los dos lados del poste, puesto que, siendo el criterio de diseño el momento flector que el poste debe soportar en el empotramiento, las catenarias sustentadas al otro lado producen un momento flector de sentido contrario que, si bien no debe de restarse del principal (para el caso eventual de que se cortaran los cables, por ejemplo por un enganchón), tampoco es preciso que se sume. • A efectos de la reserva de espacio necesaria para los postes de la electrificación debe considerarse que la sección transversal de los postes es de 50 cm si solo soportan ménsulas, y de hasta 60 cm si soportan pórticos. Lógicamente, los postes debe estar situados en su totalidad, fuera del gálibo de implantación de obstáculos de todas y cada una de las vías. • En el caso de que todas o parte de las vías o andenes estén protegidas por una cubierta, ésta debe volar por encima de todos elementos del sistema de electrificación (lo que supone una altura mínima de 8 metros sobre la cabeza del carril) y, como se expondrá en otro punto, los pórticos o ménsulas pueden apoyarse en los pilares o muros que Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 28 soporten la cubierta, pero no es aconsejable colgar directamente la catenaria de la cubierta. 2.8. Gálibos En el diseño de la estación, es preciso respetar el gálibo de los trenes para evitar que éstos colisionen con elementos fijos de la estación. A estos efectos, dos gálibos son relevantes: • Gálibo cinemático que es la envolvente de los lugares geométricos que puede ocupar cualquier parte de un vehículo referenciada a los ejes de coordenadas representados por el plano de rodadura y el eje de la vía. Por expresarlo de una forma sencilla, el gálibo cinemático de un tren es la zona de la que no puede salirse ninguna parte del tren circulando a su velocidad máxima. • Gálibo de implantación de obstáculos. Es un área dentro de la cual no debe instalarse ningún obstáculo fijo para que no contacte con los trenes (se exceptúan el andén y las partes de la catenaria que están en contacto con la mesilla del pantógrafo). El gálibo de implantación de obstáculos a respetar para cada una de las vías debe conocerse en el momento del diseño de la estación, ya que tiene una fuerte incidencia en éste. En efecto, no sólo es preciso reservar espacio para señales, postes y otros elementos sin interferir en este gálibo, sino que los pilares de la estación y los muros deben estar a la distancia horizontal de la vía definida por el gálibo; y las losas, cubiertas o marquesinas deben respetar la necesaria altura. Es relevante hacer notar que, como el andén interfiere en el gálibo de implantación de obstáculos, no puede tomarse la vertical del borde del andén como la línea límite de obstáculos, ya que la línea que delimita verticalmente el gálibo de implantación de obstáculos suele estar entre 2,15 y 2,35 metros del eje de la vía, mientras que el borde de andén suele estar entre 1,62 y 1,75 m. Esta es la razón, por la que las marquesinas en los andenes no llegan nunca a cubrir el borde del andén (salvo que sean tan altas que lleguen a pasar por encima del gálibo de implantación de obstáculos). Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 29 Como se ha indicado, el Gálibo de implantación de obstáculos (que es el relevante para el diseño de las estaciones), no tiene en cuenta las distancias de aislamiento a los elementos eléctricos en tensión. Por ello, puede establecerse un gálibo a aplicar en estaciones de nueva construcción que tomaría como base de referencia el gálibo de implantación de obstáculos más amplio de los existentes (en previsión de ampliaciones futuras), y se le añadiría en la parte superior un espacio adicional que no puede ser invadido por ningún obstáculo fijo para respetar las distancias a las partes entensión. 5,3004.800 2,350 1,250 1,850 3,000 2,200 2,200 Gálibos de implantación de obstáculos y cinemático 4,800 4.330 2,150 1,250 1,720 4,310 1.641 Gálibo cinemático UIC Andén 0.55,1700 Andén 0.76,1620 Gálibo de implantación de obstáculos cinemático y GIF zona de andenes Gálibo de implantación de obstáculos de RENFE Gálibo de implantación de obstáculos cinemático y 1.620 Cotas en milímetros fuera de andenes Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 30 Con ello, se configura el Gálibo a aplicar en estaciones que tiene dos versiones: una para zonas con andén y otra para zonas fuera de andén. En él se incluyen los valores mínimos derivados de la aplicación del gálibo de implantación de obstáculos y de las distancias de aislamiento, pero se incluyen también unos valores recomendados, más generosos, relativos a las distancias laterales a los obstáculos en el andén y en la zona del pantógrafo, así como la altura libre total a considerar. Debe observarse que éste gálibo no es de aplicación en el lado de la entrevía entre dos vías contiguas si entre ellas no hay ni se prevé ningún obstáculo fijo. 2.9. Entreeje Se denomina entreeje a la distancia entre los ejes de dos vías contiguas paralelas. En la vía general (fuera de las estaciones), el entreeje en las líneas de vía doble suele ser de más de 3,8 m, alcanzando en líneas de alta velocidad valores de 4,3 m (Madrid-Sevilla), 4,7 m (Madrid-Barcelona) e incluso 4,8 m (Figueres-Pepignan). Cuando por una estación pasan vías generales por las que puedan circular trenes sin parada, lo normal es mantener entre ellas, como mínimo, el mismo entreeje que tienen en plena vía. Entre el resto de las vías, sólo se plantea la cuestión del entreeje en estación cuando dos vías están contiguas sin un andén entre ellas (si hay andén el 5.3005.300 2.200 (2.300) Cotas en milímetros (entre paréntesis valores recomendados) Gálibo a aplicar en estaciones en la zona de andenes y considerando las distancias de aislamiento a las partes con tensión Gálibo a aplicar en estaciones fuera de la zona de andén y considerando las distancias de aislamiento a las partes con tensión 4.800 3.000(3.700) Gálibo a aplicar en estaciones de nueva construcción (1.100) 1.000 2.3507.000 (7.200) 2.3507.000 (7.200) (1.100) 1.000 Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 31 entreeje es el ancho del andén más el doble de la distancia de eje de la vía a borde de andén, aunque en este caso no se denomina usualmente entreeje). Cuando hay dos vías de apartado contiguas, el entreeje entre ellas puede ser menor que el existente en plena vía en las líneas que pasan por la estación, puesto que para un mismo gálibo cinemático, la velocidad de los trenes será menor en la estación que en la vía general. Debe considerarse, sin embargo, que en las estaciones pueden transitar personas por la entrevía para, por ejemplo, cargar de agua los trenes, realizar comprobaciones en los mismos, etc., por lo que no es recomendable bajar de 4 metros de entreeje. Un criterio razonable para calcular el entreeje a aplicar en estaciones es considerar que, del lado de la entrevía, un tren (su gálibo cinemático) es un obstáculo para la otra vía, por lo que el entreeje recomendable sería la mitad del gálibo cinemático (1.850 mm) más la mitad del gálibo de implantación de obstáculos (2.350 mm), es decir, 4,2 metros. En casos excepcionales, podría admitirse un mínimo de 4 m. En muchos casos puede ser conveniente aumentar el entreeje entre dos vías contiguas, de forma que permita el alojamiento, entre las vías, de postes de catenaria o de pilares de sustentación de una cubierta, señales o incluso un paseo para servicio de los trenes. El ubicar los postes en esta situación (entre dos vías contiguas) consigue evitar que los pilares o los postes se encuentren en los andenes, con lo cual se reduce el riesgo de contacto eléctrico (de los viajeros con el poste), y se favorece el tránsito de los viajeros por los andenes. Prever esta separación adicional entre las vías contiguas no supone generalmente un aumento de sección total de la estación, ya que normalmente, para una anchura útil de andén necesaria, es preferible aumentar la anchura en este punto a hacerlo en el andén. 4.200 1.850 Gálibo cinemático Entreeje en estaciones Cotas en milímetros Caso 1: Sin postes en la entrevía 2.3502.3502.350 5.200 Caso 2: Con postes en la entrevía Gálibo de implantación de obstáculos Gálibo de implantación de obstáculos Gálibo de implantación de obstáculos 500 Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 32 En este caso de ubicación de postes de catenaria en la entrevía, el entreeje debería respetar es gálibo de implantación de obstáculos de cada una de las vías en España,(2.350 mm x 2) más el ancho del poste que es normalmente de 500 mm, aunque puede llegar a 600 mm por lo que se recomienda 5,3 m de entreeje, pudiéndose admitir 5,2 m si el poste no es de un pórtico. En el caso de estaciones pasantes sin andenes en las vías generales es conveniente aumentar el entreeje entre las vías generales y las de apartado, especialmente si se trata de estaciones por las que puedan pasar sin parar trenes a alta velocidad. Con ello se evita el balanceo excesivo de un tren parado en la vía de apartado por paso por la vía general de un tren sin parada. Además en estos casos, la entrada a la vía de apartado puede ser a velocidades medias y altas (100 km/h) y conviene lograr una geometría en la vía de apartado que produzca pequeñas aceleraciones a los viajeros que pueden estar levantándose o sentándose, lo que a su vez suele requerir un entreeje mayor que el mínimo necesario. En estos casos suelen emplearse valores de 6,5 a 7,2 m. 2.10. Pasos entre andenes. Tipología y posición Uno de los elementos que caracteriza y tiene una fuerte incidencia en el diseño de la estación, es la tipología y número de los pasos entre andenes. Los pasos entre andenes son necesarios siempre que exista más de un andén, ya que entonces es preciso permitir el paso de uno a otro, y además lo normal es que el acceso a la estación esté en uno de los andenes, debiendo pasar los viajeros al otro para entrar o salir. Como se expone en el otro punto, no son necesarios pasos específicos entre andenes en estaciones en fondo de saco, ya que el paso se puede hacer por la cabecera de las vías. Lo habitual es que los pasos entre andenes sean uno por estación. Sin embargo, en estaciones muy grandes, o por otras razones concretas, puede haber más de uno. Así, por ejemplo, puede haber varios si se quiere permitir intercambios más fáciles y rápidos en estaciones con más de una línea, conexiones con el metro u otros transportes públicos, etc. Las conexiones entre andenes pueden estar “subsumidas” en la propia estación cuando el edificio sea subterráneo o aéreo sobre las vías, ya que en Tipologías de paso entre andenes Paso a nivel Paso sobre la vía 4 2. 60 Paso inferior bajo las vías 7 (Cotas en metros) Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 33 estos casos el edificio de la estación y su vestíbulo constituyen también de por sí un paso entre andenes. La caracterización más importante de los pasos entre andenes es según el nivel respecto a las vías que se desarrolla, pudiéndose distinguir, en este sentido, entre: pasos a nivel; pasos superiores; y pasos inferiores. 2.10.1. Pasos a nivel entre andenes El paso a nivel entre andenes es el más clásico y todavía existente en muchísimas estaciones. Consiste en un entablonado o superficie fija a la altura de la cabeza del carril que permite el paso de los viajeros, incluso de carretillas, y en algunos casos de vehículosentre un andén y otro. Este paso es el más económico, sencillo y rápido de realizar, pero presenta numerosos inconvenientes. Entre ellos, el más relevante, es su peligrosidad, ya que al pasar entre andenes los viajeros, las carretillas o vehículos pueden ser arrollados por los trenes. Estos arrollamientos pueden producirse tanto por trenes que pasen sin parar por la estación, como incluso al arrancar el propio tren que ha parado en la estación. Dependiendo de la posición relativa del paso a nivel respecto a un tren que se detiene en la estación, pueden distinguirse los siguientes tipos: • El paso queda delante del tren que se detiene. En este caso hay que dejar aproximadamente 2 m entre la cabeza del tren en el punto de estacionamiento y el paso para que el maquinista del tren pueda comprobar antes de arrancar que no hay ningún viajero pasando. Esta disposición tiene la ventaja de que el viajero puede apercibirse de la presencia de un tren que se circula sentido contrario en los tramos de vía doble. • Paso detrás del tren. La ubicación del paso detrás del tren tiene la ventaja aparente de que un viajero no puede ser arrollado por el tren del que se ha bajado, pero en vía doble a cambio tiene el mayor inconveniente de que puede ser arrollado por un tren que venga en otro sentido sin que los viajeros que cruzan puedan advertirse de su presencia. El trágico accidente de Playa de Castelldefels en la noche de paso nivel en la via Nivel Ha Corte transversal del anden Paso a nivel entre andenes y problematica de su acceso Nivel 0 Nivel Ha Nivel 0 Nivel 0 Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 34 San Juan de 2010 es un ejemplo del peligro de pasar por detrás del tren (aunque en este caso no había paso entre andenes, sino paso inferior). • Si el paso está situado en la mitad de la posición de estacionamiento del tren, se presenta nuevamente el mismo problema, ya que los viajeros tenderán a iniciar el cruce de vías nada más pasar la cola del tren. Por ello, puede concluirse que la situación más favorable es ubicar el paso a nivel delante del punto de estacionamiento del tren. Pero en las líneas de vía doble con un único paso estarán en el centro del andén, por lo que se reduce mucho la longitud útil de andén en estos casos. Además, el paso entre andenes tiene otros dos inconvenientes fundamentales: • El derivado de la propia irregularidad del piso y la necesidad de prever un hueco para la pestaña entre el carril y el contracarril. Ello, además de resultar incómodo, es peligroso al poder introducirse tacones, zapatos o ruedas de las maletas en estos agujeros. • Como el paso tiene estar a la altura de la cabeza del carril y el andén está más alto, tiene que producirse una bajada lo que generará un hueco en el andén, y por tanto una discontinuidad en el mismo. Si esta bajada se encuentra en el centro del andén, cuando para un tren y alguna puerta queda en este punto, tiene que producirse una bajada de los viajeros desde el vehículo hasta la altura del suelo, con los inconvenientes descritos al tratar sobre la altura de los andenes. Posiciones posibles del paso a nivel entre andenes de via doble Paso delante / detrás del tren Paso delante del tren Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 35 2.10.2. Pasos superiores El paso superior sobre los andenes tiene el inconveniente de que es necesario salvar una altura importante, del orden 8 metros desde el carril (unos 7,5 m desde el andén). Acotar adecuadamente esta altura reduciéndola al mínimo imprescindible (cuando ello sea posible), resulta fundamental, ya que si bien el paso no debe estar demasiado bajo para no hipotecar la altura de la catenaria ni invadir el gálibo eléctrico, por otra parte, cuanto más alto esté más incomodidad presenta para el viajero, y supone más elevados costes, mayores desarrollos de escaleras (y por tanto, mayor ocupación de espacio en los andenes), etc. Es muy importante, por tanto, definir adecuadamente esta altura. Como orientación fundamental puede indicarse que a partir de la altura nominal el hilo de contacto (máximo normal entre 5,30 m sobre la cabeza del carril definido en las ETI), es preciso subir para colocar el sustentador (hasta 1,4 m por encima del hilo de contacto), y dejar la altura de aislamiento eléctrico hasta la parte más baja en el paso inferior (32 cm en el caso de las líneas de 25.000 voltios). Todo ello requiere una altura libre del orden de 7 m desde la cabeza del carril hasta la parte inferior del paso. En cotas superiores es necesario dejar el espacio suficiente para la losa, piso o estructura del paso inferior (o del propio vestíbulo de la estación si se trata de una estación situada sobre las vías). Ello sugiere moverse en la banda de 8 a 8,25 m en caso de líneas de alta velocidad, pudiéndose aceptar en otras líneas con distintas alturas de catenaria y distintas tensiones de la electrificación alturas inferiores (del orden de 7,5 m). Sin embargo, deben adoptarse las precauciones necesarias para no hipotecar el futuro con esta decisión. El desnivel con el que hay que diseñar los núcleos de comunicaciones verticales, es la diferencia entre esta altura (como queda expuesto entre 7,5 y 8,25 m), y la altura del andén en el que nacen los núcleos de comunicaciones verticales (típicamente entre 0,55 y 0,75 m). Todo ello da lugar a una diferencia de cotas del orden de 7 a 8 m entre el piso del andén y el piso del paso superior, a salvar con las rampas, escaleras o ascensores. 2.10.3. Pasos inferiores El paso inferior bajo las vías tiene, frente al paso superior, la ventaja de que la diferencia de cota a salvar es menor, del orden de 4,5 a 5,5 metros. Por el contrario, presenta otros inconvenientes, tales como la dificultad y coste de iluminación, la sensación de falta de seguridad a los viajeros, la dificultad impermeabilización frente a lluvia o humedades, etc. La ventaja de la menor diferencia de cota suele prevalecer y, en general los pasos inferiores son más frecuentes que los superiores. Diseño funcional y técnico de estaciones ferroviarias para viajeros Alberto García Álvarez 36 En concreto, y para un mejor análisis de diferencia de cota entre el piso del paso y el del andén, debe considerarse que la altura entre el piso del andén y el del paso inferior tiene los siguientes sumandos: • Altura del andén sobre carril: 76 cm • Altura del carril: 17,2 cm • Altura de la traviesa: 24,2 cm • Capa de balasto:35 cm • Capa de subalasto: 30 cm • Distancia vertical para drenaje de la vía (5% en mitad de plataforma): 56 cm • Losa superior del marco: 30-40 cm • Altura libre del marco: 3m • Piso del paso inferior sobre solera del marco: -20 cm Todo ello conduce, a sugerir como solución tipo, un marco (impermeabilizado) de 3 m de altura libre interior, con losas superior e inferior de 30 cm, y colocarlo bajo la capa de subalasto en el punto más bajo de ésta. Ello conducirá, con andén de 76 cm sobre carril, y con el suelo del paso a unos 20 cm sobre su solera, a una distancia entre el piso del andén y el piso de paso de 5,5 m (que se pueden modificar en función de las necesidades y del tipo de vía, pero que con drenaje de plataforma a 4 aguas, losa de 30 cm, andén a 55 cm y altura libre del paso de 2,40, lleva a un mínimo de 4,5 m). 2.10.4. Posición de los núcleos de comunicaciones verbales Cuando el paso entre andenes no es a nivel (sino que es superior o inferior) se requiere la existencia de, al menos, un núcleo de comunicaciones verticales en cada andén para subir o bajar del andén al paso superior o inferior. Se denomina “núcleo de comunicaciones verticales” al conjunto de ascensores, escaleras y rampas próximas entre sí (y de uso normalmente alternativo) para comunicar un andén con un paso superior o inferior.
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