Sistema de fijación de rieles

Una corbata dorada, también conocida como punta dorada o punta final, puede simbolizar el inicio o la culminación de una empresa. Con menos frecuencia, son de plata u otro material precioso.

Históricamente, un Clavo de Oro ceremonial, clavado por Leland Stanford, conectó las vías del Primer Ferrocarril Transcontinental a través de los Estados Unidos. Este valioso clavo representó la fusión de los ferrocarriles Central Pacific y Union Pacific el 10 de mayo de 1869 en Promontory Summit, Territorio de Utah. El clavo de oro se ha integrado en la conciencia popular estadounidense de esta manera; la colocación del Clavo de Oro fue un hito clave en el desarrollo de la costa oeste de Norteamérica y se reconoció como un logro nacional y una muestra de progreso. Desde entonces, los trabajadores ferroviarios han sido homenajeados en la cultura popular, incluso en canciones y poemas. ^{[ 5 ]}

Un clavo de ferrocarril (también conocido como clavo de corte o crampón ) es un clavo grande con cabeza descentrada que se utiliza para fijar los rieles y las placas base a las traviesas (durmientes) de la vía. Se le atribuye a Robert Livingston Stevens la invención del clavo de ferrocarril, ^{[ 6 ]} cuyo primer uso registrado fue en 1832. ^{[ 7 ]} El clavo de ferrocarril fue una invención que surgió del estado de industrialización en los Estados Unidos a principios del siglo XIX: los ferrocarriles principales ingleses de ese período usaban sillas de hierro fundido pesadas y costosas para asegurar los rieles en forma de T; en cambio, Stevens agregó una base de soporte al riel en T que podía fijarse con un simple clavo. ^{[ 8 ] [ 9 ]} En 1982, el clavo seguía siendo la fijación de riel más común en América del Norte. Los tamaños comunes son de 9 ⁄ 16 a 10 ⁄ 16 pulgadas (14 a 16 mm) de lado y de 5 + 1 ⁄ 2 a 6 pulgadas (140 a 150 mm) de largo. ^{[ 10 ] : 582–583} Un clavo de riel tiene forma aproximada de cincel y una punta de borde plano; el clavo se clava con el borde perpendicular a la veta, lo que proporciona mayor resistencia al aflojamiento. ^{[ 11 ]} La función principal es mantener el riel dentro del ancho de vía. Al fijar las placas de asiento, la fijación se realiza lo más fuerte posible, mientras que al fijar un riel a la traviesa o placa de asiento, el clavo normalmente no requiere proporcionar una fuerza vertical fuerte, lo que permite al riel cierta libertad de movimiento. ^{[ 10 ] : 455, 581–2}  

En trabajos de menor escala, todavía se clavan clavos en las traviesas de madera golpeándolas con un mazo , aunque este trabajo manual ha sido reemplazado en gran medida por herramientas hidráulicas ^{[ 12 ]} y máquinas, comúnmente llamadas " clavadoras " (una máquina que quita clavos se llama "extractor de clavos"). ^{[ 13 ]} El agrietamiento de la madera se puede limitar perforando previamente los agujeros para los clavos o añadiendo bandas de acero alrededor de la madera. ^{[ 10 ] : 455}

Para su uso en los Estados Unidos, la norma ASTM A65 describe tres estándares básicos para diferentes contenidos de acero al carbono. ^{[ 14 ]}

Un clavo de perro es funcionalmente equivalente a un clavo cortado y también es cuadrado en sección horizontal y de dimensiones similares, pero tiene un extremo penetrante puntiagudo, y la cabeza del riel (o "soporte de la placa") tiene dos lengüetas a cada lado, lo que da la impresión de una cabeza de perro y facilita la extracción del clavo. ^{[ 15 ]}

Un tornillo de silla (también conocido como tornillo de carro ^{[ 16 ]} ) es un tornillo metálico grande (aproximadamente 6 pulgadas o 152 mm de longitud, ligeramente menos de 1 pulgada o 25 mm de diámetro) que se utiliza para fijar una silla (para rieles de cabeza de toro), una placa base (para rieles de fondo plano) o para sujetar directamente un riel. Los tornillos de silla se atornillan en un orificio perforado en la traviesa. ^{[ 17 ]} El tornillo de silla tiene un costo de fabricación mayor que el clavo de riel, pero tiene la ventaja de una mayor fuerza de fijación —aproximadamente el doble que la de un clavo de riel ^{[ 18 ]} — y se puede utilizar en combinación con arandelas elásticas . ^{[ 17 ]}    

El tornillo para sillas se introdujo por primera vez en 1860 en Francia (en francés tire-fond ) y se popularizó en Europa continental. ^{[ 19 ]}

Un tornillo para perros es una variante comercial del tornillo de cabeza cónica. ^{[ 20 ]}

Los pernos de anclaje o pernos de riel también se han utilizado para fijar rieles o soportes a las traviesas. El perno de anclaje es un perno insertado a través de un orificio en la traviesa con una tuerca dentada que se clava en la superficie inferior de la traviesa. Para fijar rieles de fondo plano, se puede utilizar una arandela con reborde para sujetar el borde del riel. Son más resistentes al aflojamiento por vibraciones y movimiento del riel. ^{[ 21 ]} Se consideran más eficaces que los clavos y tornillos, por lo que se utilizan en posiciones como placas de asiento de desvío (aguja) ^{[ 22 ]} y en curvas pronunciadas. ^{[ 23 ]}

Los clavos elásticos o clavos de resorte ^{[ 25 ]} se utilizan con rieles de fondo plano, placas base y traviesas de madera. El clavo elástico mantiene el riel en su lugar y evita que se vuelque, además de asegurar la placa base a la traviesa. ^{[ 26 ]} El clavo Macbeth (nombre comercial) es un clavo de dos puntas en forma de U, similar a una grapa , doblado de manera que parece tener forma de M cuando se ve de lado. ^{[ 27 ] [ 28 ]} También se han utilizado clavos de una sola punta en forma de J invertida. ^{[ 29 ]}

El mazo de púas , también conocido como martillo de clavar púas , es un tipo de mazo con una cabeza larga y delgada que originalmente se usaba para clavar púas. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

La perforación manual de agujeros y la inserción y extracción de clavos o tornillos han sido sustituidas por máquinas semiautomáticas o automáticas, accionadas eléctricamente, neumáticamente, hidráulicamente o mediante un motor de dos tiempos. Las máquinas que extraen clavos se denominan extractores de clavos . ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

Las primeras sillas de riel , hechas de hierro fundido e introducidas alrededor de 1800, se usaban para fijar y sostener los rieles de hierro fundido en sus extremos; ^{[ 2 ]} también se usaban para unir rieles adyacentes. ^{[ 35 ]}

En la década de 1830 se introdujeron rieles laminados en forma de T (o rieles paralelos en T de una sola pestaña ) y en forma de I (o rieles paralelos en T de doble pestaña o de cabeza de toro ); ambos requerían sillas de hierro fundido para soportarlos. ^{[ 36 ]} Originalmente, se usaban llaves de hierro para encajar el riel en las mordazas paralelas verticales de la silla; estas fueron reemplazadas por llaves completamente de madera. ^{[ 36 ]} Las llaves de madera se formaban a partir de roble , se ablandaban con vapor y luego se comprimían con prensas hidráulicas y se almacenaban en un secadero. Al insertarse en la silla, la exposición a la atmósfera húmeda hacía que la llave se expandiera, sujetando firmemente el riel. ^{[ 37 ]} La cuña podía estar en el interior o en el exterior del riel. En Gran Bretaña, generalmente estaban en el exterior. ^{[ 38 ]}

Las sillas se han fijado a la traviesa mediante clavos de madera ( trenails ), tornillos, pernos de garra o púas. ^{[ 39 ]}

En la mayor parte del mundo, los raíles y placas base de fondo plano se convirtieron en el estándar. Sin embargo, en Gran Bretaña, los raíles y soportes de cabeza de toro se siguieron utilizando hasta mediados del siglo XX. ^{[ 26 ]}

Una placa de apoyo , placa base o placa de suela es una placa de acero que centra y refuerza el punto de fijación en las vías entre un riel en T con pestaña y una traviesa . La placa de apoyo aumenta la superficie de contacto y mantiene el riel con el ancho de vía correcto . Se fija a las traviesas de madera mediante clavos o pernos que atraviesan orificios en la placa.

La parte de la placa que se encuentra debajo de la base del riel es cónica, lo que determina la inclinación interior del riel, generalmente de "uno en cuarenta" (o 1,4 grados). La superficie superior de la placa tiene uno o dos rebordes que se ajustan a los bordes de la base del riel. Actualmente se utiliza el tipo de doble reborde. Los tipos más antiguos de un solo reborde se adaptaban a diferentes anchos de riel, con el reborde simple ubicado en el lado exterior (lado de campo) de los rieles. La mayoría de las placas son ligeramente más anchas en el lado de campo, ya que de lo contrario tienden a cortar más la parte exterior de la traviesa, reduciendo el ángulo de inclinación.

Muchas compañías ferroviarias utilizan tornillos para madera de gran tamaño , también llamados tornillos de cabeza hexagonal , para fijar las placas de unión (o placas base) a las traviesas del ferrocarril.

Las placas de unión comenzaron a utilizarse alrededor del año 1900; antes de esa fecha, los rieles en T con bridas se clavaban directamente a las traviesas.