PERALTE
Todo punto de masa m, que se desplaza a una velocidad V describiendo una trayectoria circular de radio R, sufre una aceleración centrifuga, que da lugar a una fuerza horizontal F, dirigida hacia el exterior de la curva, perpendicular al eje de la vía y que se puede considerar aplicada en el centro de gravedad G.
Fórmula 1
Cuando un vehículo describe una curva, actúa sobre él una fuerza centrífuga de dirección perpendicular a su trayectoria, esta fuerza somete a viajeros y mercancías a aceleraciones no deseables, perjudica al material y a la vía, y si la velocidad es suficientemente importante, puede producir descarrilamientos.
Para evitar estos inconvenientes se eleva el carril exterior, se le da “peralte”
El peralte teórico es el que equilibra estos esfuerzos.
Para obtener el peralte teórico expresado en milímetros, la velocidad la damos en kilómetros por hora y el radio en metros. Las expresiones son:

Insuficiencia de peralte

Corresponde a la situación de un tren circulando en una curva con una velocidad “Vr” mayor que la del equilibrio “V”.
La velocidad de equilibrio es la que lleva un convoy para que se igualen las fuerzas que le afectan durante el recorrido de una curva, tan como indica la expresión de la fórmula 1
Aparece pues una aceleración transversal no compensada debida a la componente de la fuerza centrífuga que no queda compensada por la componente del peso, dirigida al exterior de la curva y de valor:
Esta claro que no se compensa el efecto de las aceleraciones y existe una “insuficiencia de peralte”, cuya expresión es:

Exceso de peralte

Se produce cuando un tren circula con una velocidad real “Vr” menor que la de equilibrio “V”.
En este caso se produce una aceleración no compensada dirigida hacía el interior de la curva de valor:
El peralte es demasiado fuerte para esta velocidad y existe un “exceso de peralte” de valor:
Esto demuestra que los esfuerzos y las sobrecargas que experimenta uno u otro carril pueden ser muy diferentes y desequilibrados. Hay que tomar una solución intermedia que no perjudique la marcha de los trenes
Durante el proceso de ejecución de un túnel se han de tener en cuenta tres operaciones básicas:

Excavación:

Consiste en la realización de la galería (túnel) mediante la rotura y extracción del material excavado.

Sostenimiento:

Es el conjunto de elementos estructurales que se tienen que emplear para garantizar la estabilidad de la excavación. Su dimensionamiento depende principalmente de la calidad de las rocas, de las dimensiones de las galerías y del equilibrio que había en el terreno antes de realizar la excavación.
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Revestimiento:

Se coloca con el objeto de conseguir un mejor acabado superficial, por motivos estéticos o funcionales, como puede ser reducir el rozamiento del avance de un vehículo o rebajar el ruido.
La construcción de túneles en función de las características del terreno se divide en dos ramas:
– Construcción de túneles en roca dura.
– Construcción de túneles en terrenos blandos o sueltos.

NUEVO METODO AUSTRIACO

Fue desarrollado en los años 60, La excavación se realiza en dos fases, en Avance que es la que se realiza de la mitad de la sección hacía la clave, y la Destroza que es la que termina la excavación hasta alcanzar la cota de la solera.
El método se basa en usar la tensión geológica del macizo rocoso, de esta forma el túnel se estabiliza a sí mismo mediante el efecto arco. La excavación se protege inmediatamente con la proyección de gunita, hormigón con árido fino y elementos metálicos, creando un anillo de descarga natural que minimiza la deformación de la roca.
Este método se emplea en zona rocosa, no se puede utilizar en terrenos blandos.
Los pases, o avances, pueden ser muy dispares, dependiendo del tipo de terreno que se atraviesa se puede hacer de 1 a 4, 5 metros.
El sostenimiento puede ser natural, el propio terreno, o artificial, empleando cerchas, chapas bernold y bulones.
El jumbo realiza las perforaciones predefinidas para el tipo de terreno, posteriormente se realiza la carga del explosivo y tras la voladura se retira el material.

METODO CLASICO DE MADRID (METODO BELGA)

Este método es una variante del método Belga, y a tomado el nombre de Clásico de Madrid por la cantidad de kilómetros que se han realizado en su red de metro.

Consiste en excavar una pequeña galería que se va ensanchando poco a poco hasta permitir el hormigonado de la totalidad de la bóveda. Esta galería de avance tiene dos funciones, la reducción del riesgo del hundimiento del frente y el reconocimiento del tipo de terreno a excavar.
En este esquema se aprecian las fases de excavación de un túnel por el clásico método belga.
En la primera fase se ejecuta la excavación de la totalidad de la bóveda, y en las demás se realiza la excavación de los hastiales por bataches contrapeados y de la contrabóveda. Al final de cada una de la fases se realiza el hormigonado del elemento estructural.
En este esquema se aprecia la variante del Método clásico de Madrid, donde se realiza la galería central, en el eje de la bóveda, siendo apuntalada y con entibación de madera se sostiene el terreno. Esta galería a medida que avanza, en dimensiones no mayores a 1,20 metros de ancho y un avance de 2,5 metros, permite por detrás ir haciendo la ampliación de la excavación, llegando primero a la cota de avance, que es la cota de la base de la bóveda, y a continuación realizar la ampliación lateral de la galería. Esto se repite hasta alcanzar el total de la dimensión de la bóveda.

METODO ALEMAN

En este método se realizan la excavación del túnel mediante las excavaciones de galerías de cada uno de los elementos de la sección. Se construyen los hastiales definitivos con hormigón moldeado y longitud de veinte a cuarenta metros, posteriormente se construye la bóveda primaria con hormigón proyectado en tramos de uno a dos metros, después se construye la bóveda secundaria con hormigón moldeado en tramos de cuatro a seis metros. Para finalizar se construye la solera con hormigón en tramos de cinco o seis metros.