Railroad Thermite Welding.

Versión en español aquí: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/soldadura-aluminotermica-de-rieles_26.html


In this animated video we can see the process, and some technical data, for rail joint by thermite welding. (Thanks Thermitaustralia)

Procedure compendium:

1. The rails are aligned, separated correctly and leveled with the aid of wedges.
2. Molds are placed and they are fixed by the press of the welding equipment.
3. Trays are placed to receive the surplus of the casting (corundum).
4. Torch is introduced and preheated rail's ends at a temperature of 900 ° C, by combustion of oxygen propane, for 5 minutes.
5. Thermite load is a powder consisting of (typically) 37% aluminum, 13% steel, 37% iron oxide and 13% of any material which ensures alloy correctly.
6. This powder is deposited into the crucible and cover it.
7. Initiate the reaction when ignite the dust by a flare.
8. The reaction reaches a temperature of 3500 ° C in, approximately, 30 seconds, after which time the powder melts and poured into molds automatically. Melting excess is deposited in the corundum trays.

9. 3 minutes after melting completion the trays are removed, and 30 seconds then remove the crucible and molds.

10. 5 minutes after the molds are removed, the upper remaining part of the melt is cutted out. 9 minutes after, the "pipes" (side remaining part of the melt) and wedges that level the rail will retreat.

11. It grinds the weld to remove burrs and ensuring that the rail´s head has a uniform surface.

The following video shows this process in reality. (Thanks Wolfgand Lendner)

 

Soldadura aluminotérmica de rieles.

En este vídeo animado podemos observar el procedimiento, y algunos datos técnicos, para la unión de rieles mediante soldadura aluminotérmica. (Gracias Thermitaustralia)

 Compendio del procedimiento:

1. Los rieles se alinean, se les da la correcta separación y se nivelan con la ayuda de cuñas.
2. Se colocan los moldes y estos se fijan mediante la prensa del equipo soldador.
3. Se colocan las charolas para recibir el excedente de la colada (corindón).
4. Se introduce un soplete y se precalientan los extremos de ambos rieles a una temperatura de 900°C, mediante la combustión de oxigeno-propano, durante 5 minutos.
5. La carga aluminotérmica es un polvo que consiste (generalmente) en 37% aluminio, 13% acero, 37% oxido de hierro y 13% de algún material aleante que garantice la correcta mezcla de los demás elementos.
6. Este polvo se deposita dentro del crisol y se tapa.
7. Se provoca la reacción al encender el polvo mediante una bengala.
8. La reacción alcanza una temperatura de 3500°C en, aproximadamente, 30 segundos, tiempo tras el cual el polvo se transforma en “la colada” y se vierte automáticamente dentro de los moldes. El excedente de la colada se deposita en las charolas para corindón.
9. Tres minutos después de haberse completado la colada se retiran las charolas y 30 segundos después se retira el crisol y los moldes.
10. Cinco minutos después de retirados los moldes se corta la “mazarota” (parte sobrante superior de la colada). 9 minutos después de esto se retiran “las pipas” (parte sobrante lateral de la colada) y las cuñas que nivelan al riel.
11. Se esmerila la soldadura para eliminar las rebabas y garantizando que el hongo del riel tenga una superficie uniforme.

El siguiente video muestra este procedimiento en la realidad. (Gracias Wolfgand Lendner)

Transport logistics from India to the United States of America.

(Versión en español aquí: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/logistica-del-transporte-desde-la-india.html )

CN is a Canadian freight company that has evolved so that today has full-fledged in North American railway. Serves customers worldwide.

Its range of services includes transportation by rail, truck, boat, as well as warehousing and distribution.

In the following video we can see the the logistic, that CN performs, to service on the route from Chennai (India) to Chicago (USA).


(Thanks @shipCN)

Logística del transporte desde la India hasta los Estados Unidos de América.

CN es una compañía transportista de Canadá que ha evolucionado de tal forma que hoy en dia tiene derecho de paso completo por las vías férreas de todo Norte América. Atiende clientes a nivel mundial.

Su gama de servicios abarca el transporte por ferrocarril, por camiones, en barco, asi como almacenaje y distribución.

En el siguiente video podemos observar la logística que lleva a cabo CN para dar servicio en la ruta desde Chennai (India), hasta Chicago (USA).

(Gracias @shipCN)

Concrete ties failed due to "thud".

Versión en español aquí: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/durmientes-de-concreto-fallados-debido_19.html

In the Mexican railroad slang, the term "thud" refers to an area of the track where the ballast is not properly tamped and you can see, when the train is passing over, that its level suffers failures. In times where the train is not passing it seems that the area is properly leveled, with reference to the whole track.
Areas with "thud" causes ties work as a beam without support.

The concrete ties, like any other concrete element, are susceptible to failure when subjected to loads that are not capable of being transmitted to the supports.

In the following pictures we can see concrete ties that have failed due to a bad tamped ballast beneath them, and they are on areas with "thud".

Picture # 1: Concrete tie with RNY fixing. (click to enlarge)

Picture # 2: Concrete tie with Pandrol fixing. (click to enlarge)

Durmientes de concreto fallados debido a “golpe sordo”.

En el argot ferroviario mexicano el término “golpe sordo” hace alusión a una zona de la vía férrea donde el balasto no está calzado adecuadamente y se percibe, al momento que esta pasando el tren, que esta sufre fallas en el nivel. En los momentos donde no está pasando el tren la zona se observa correctamente nivelada respecto al conjunto de la vía férrea.
Las zonas con “golpe sordo” provocan que los durmientes trabajen como una viga sin apoyos.

Los durmientes de concreto, al igual que cualquier otro elemento de concreto, son susceptibles de fallar cuando se les somete a cargas que no son capaces de transmitirse a los apoyos.

En las siguientes fotografías podemos observar durmientes de concreto que han fallado debido a un mal calzado del balasto debajo de ellos, y que están sobre zonas con “golpe sordo”.

Fotografía #1: Durmiente de concreto con fijación RNY. (clic para agrandar).

Fotografía #2: Durmiente de concreto con fijación Pandrol. (clic para agrandar).

The new Bay Bridge San Francisco-Oakland.

(Versión en español aquí: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/el-nuevo-puente-de-la-bahia-san.html )

On September 5, 2013 was inaugurated the new bridge that links together the cities of San Francisco with Oakland, California.

Its design allows withstand an earthquake of 6.9 degrees MW (moment magnitude), similar to what happened in this area on October 17, 1989, and any other possible within the next 1.500 years (according to statistics).

It consists of a braced section and the rest as viaduct, giving a total length of 3.5 km for the bridge.

Its construction spanned 11 years, beginning in 2002 and ending in 2013, and had a cost of $ 6,400,000,000 dollars. It is contemplated to have a lifespan of 150 years.

El nuevo Puente de la Bahía San Francisco-Oakland.

El pasado 5 de septiembre 2013 se inauguró el nuevo puente que comunica entre sí a las ciudades de San Francisco con Oakland, California.

Su diseño contempla soportar un sismo de 6.9 grados MW (magnitud de momento), similar al que ocurrió en esta zona el 17 de Octubre de 1989, así como cualquier otro posible dentro de los próximos 1,500 años (según datos estadísticos).

Consta de una sección atirantada y el resto como viaducto, dando una longitud total para el puente de 3.5 kilómetros.

Su construcción abarcó 11 años, comenzando en 2002 y terminando en 2013, y tuvo un costo de $6,400,000,000 (seis mil cuatrocientos millones) de dólares estadounidenses. Se contempla tenga una vida útil de 150 años.

How do they make concrete ties?

(Si prefieres leer este artículo en español haz clic aquí: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/como-se-fabrican-los-durmientes-de.html )

General characteristics for concrete ties:

1. They are prefabricated in specialized plants. They consist of high-strength concrete, prestressed steel reinforced and/or post-tensioned.

2. They meet the same conditions, but with a much longer life, as wood ties: distribute the train wheels loads on the ballast and withstand the effects of weathering.

3. Parameters for concrete resistance (minimum):
   3.1. Compressive strength: f'c = 37 psi.
   3.2. Resistance to bending stress: MR = 4.50 psi.

4. Parameters for steel resistance (minimum yield strength):
   4.1. For reinforcing steel: fy = 296 psi
   4.2. For prestressing steel and/or post-tensioned: fy = 986 psi.

Here I share a video showing the manufacturing process of these ties (thanks DHASA).

 

¿Como se fabrican los durmientes de concreto?

Caracteristicas generales para los durmientes de concreto:

1. Son prefabricados en plantas especializadas. Constan de concreto en alta resistencia, reforzado con acero pretensado y/o postensado.
2. Cumplen las mismas condiciones, pero con una vida útil mucho mayor, que los durmientes de madera: distribuyen las cargas de las ruedas del tren hacia el balasto y soportan los efectos del intemperismo.
3. Parámetros de resistencia para el concreto (mínimos):
    3.1. Resistencia a la compresión: f'c = 525 kg/cm²
    3.2. Resistencia a la tensión por flexión: MR = 65 kg/cm²

4. Parámetros de resistencia para el acero (límite de fluencia mínimo):
    4.1. Para el acero de refuerzo: fy = 4,200 kg/cm²
    4.2. Para el acero pretensado y/o postensado: fy = 14,000 kg/cm²

A continuación les comparto un vídeo donde se muestra el proceso de fabricación para estos durmientes (gracias DHASA).

 

Moving a bridge 3,400 tons and 400 meters long.

(si prefieres leer este articulo en español haz click aqui: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/desplazando-un-puente-de-3400-toneladas.html)


With respect to the construction and maintenance of bridges sometimes you have to make judgments to determine which is more economically viable: if you design and build a new one or give some maintenance to one that has a few years life ahead.
Still, considering the second option, move a building of this type is not the most usual.

However, in Oregon, United States, was decided to move its axis a bridge, of a not inconsiderable 3,400 tons, some meters.
Sellwood Bridge is located in Portland, who traveled from place one piece, what makes this operation a feat of engineering.

Best of all is that those responsible for moving the bridge took the time to order a few shots with armed subsequently the time period shown in the video below, where you can see in a few seconds an action that took a lot of planning and care.

The reason why the bridge was moved is that the pillars were so deteriorated that it was quite dangerous to pass through this bridge.
The point is to be torn down and build from scratch was more expensive than building new pillars to the side and move the bridge in one piece, something not easy considering that measures 400 meters.

A total of 40 hydraulic jacks were used, which together endured 6,000 tons, more than enough to carry the bridge, which gives us an individual capacity of 150 tons per jack.

With information from: The Presurfer.
 

Desplazando un puente de 3,400 toneladas y 400 metros de longitud.

En lo que respecta a la construcción y mantenimiento de puentes a veces hay que hacer valoraciones para determinar que resulta más viable económicamente: si diseñar y construir uno nuevo o darle cierto mantenimiento a uno que tenga una vida útil de algunos años por delante.
Aun así, pensando en la segunda opción, mover una construcción de este tipo no es lo más usual.

Sin embargo en Oregón, Estados Unidos, decidieron desplazar de su eje unos cuantos metros un puente de unas nada despreciables 3,400 toneladas.
Se trata del Puente Sellwood ubicado en Portland, que se desplazó de lugar en una sola pieza; lo que convierte a esta operación en toda una proeza de ingeniería.

Lo mejor de todo es que los responsables de mover el puente se tomaron el tiempo para encargar unas cuantas tomas con las que posteriormente se armó el lapso de tiempo que se muestra en el video de abajo, donde podrás observar en pocos segundos una acción que llevo mucha planeación y cuidado.

 

La razón por la cual se desplazó el puente de costado es que los pilares estaba tan deteriorados que ya era bastante inseguro transitar sobre él.
La cuestión es que derribarlo y construirlo desde cero resultaba más caro que construir nuevos pilares a un lado y desplazar el puente en una sola pieza, algo nada sencillo considerando que mide 400 metros.

En total se utilizaron 40 gatos hidráulicos, que en conjunto soportaban 6,000 toneladas, más que suficientes para cargar con el puente, lo que nos da una capacidad individual de 150 toneladas por gato hidráulico.



Con información de: The Presurfer.

The tortuous history of the first railroad in Mexico.

Brief history of the railroad in Mexico.

(si prefieres leer este articulo en español haz click aqui: http://ingjoseguerrero.blogspot.mx/2013/09/la-tortuosa-historia-de-la-primer-via.html)

PART 1: The tortuous history of the first railroad in Mexico, now called line "S", which covers the route Mexico - Veracruz:

1837: The president Anastasio Bustamante awarded to the merchant (and ex - Minister) Francisco de Arrillaga the construction of the railroad from Veracruz to Mexico City. The first French invasion of Mexico delayed the start of the work.

1840: Francisco de Arrillaga dies and, for this reason, the railway cannot be built.

 1842: President Antonio Lopez de Santa Ana requires, to the construction company that was building the road Perote - Veracruz, the construction of a railway from Veracruz to Rio San Juan, Ver. (with a length of 23 Kms).

 1848: The construction of the railway, whose implementation was very slow, was interrupted by the invasion that Mexico receives from the United States of America.

 1850, September 16: José Joaquín de Herrera, as Mexico president, inaugurated the railroad Veracruz to Rio San Juan, when it only had 13.6 kilometers built.

 1853: Antonio Lopez de Santa Ana takes the presidence of Mexico one more time and delivers the railroad concession to the british John Laurie Rickards. Due to almost zero progress of the work the concession is canceled in 1855.

 1855: Santa Ana delivers the concesion of building a railroad from the already section opened to Acapulco, via Mexico City, to the Masso siblings.

 1856: Ignacio Comonfort takes Mexico Presidence and begins the construction from Mexico to Veracruz, with plans to have secondary railroads to Puebla and the plains of Apam. In October this year, the Masso siblings sold the concession to Manuel and Antonio Escandon, the both were entrepreneurs from Córdoba, Veracruz. The railroad project to reach Acapulco is forgotten.

 1857: Opening of the section between Mexico City and Villa de Guadalupe.

 1861: Benito Juarez is now president of Mexico and resumed the plan of a railway to Acapulco (now called the project Veracruz - Pacific). In this same year the build of the railroad from Veracruz to Mexico is continued.

 1862: While the French invasion, the second one, most of the Veracruz railroads were destroyed; given this scenario the Escandon brothers made a pact with the French army and the Emperor Maximilian: the restoration of rail service from Veracruz to Soledad, Ver. In August of that year marks the task.

 1864: In this year the railway reached Camaron Station, Veracruz.

 1866: The railroad reaches Paso del Macho station, Veracruz, taking a total of 76 kilometers. Also in this year, the Escandon brothers sold their railroad company to the Imperial Mexican Railway Company.

 1867: After the ending of Second Empire and the return of Benito Juarez to the presidency of Mexico, due the priority of the railroad project, the Escandon brothers were forgiven for his involvement with the Empire and returns them to concession the railway, now called Mexico - Veracruz. They continue to work from the basis of Villa de Guadalupe, the one that had been finished in 1857.

 1869, September 16: President Benito Juárez made ​​the maiden voyage of stretch Mexico - Apizaco (Tlaxcala) (139 km) and the branch Apizaco - Puebla (47 kilometers).

 1870: With a strong injection of human, economic and political resorces worked hard between the end points of Paso del Macho, Veracruz and Apizaco, Tlaxcala.

 1872: It manages to overcome the obstacle of the "Canyon Metlac" Veracruz, at this time were completed the section from VeraCruz to Orizaba.

 1872, December 20: Sebastian Lerdo de Tejada is now president of Mexico, and bind both ends of the railroad in Maltrata Summits.

 1873, January 1: President Sebastián Lerdo de Tejada opened the entire Mexico - Veracruz railway, with a total of 423.75 kilometers and took the name of Ferrocarril Mexicano.

And so, after 36 years during which there were civil wars, foreign invasions, Mexican empire and countless political and social events, we could count on the first railway line in Mexico.


Below I share a map of the Mexican Railroad at that time:

(Click to enlarge)

La tortuosa historia de la primer vía férrea en México.

Breve historia del ferrocarril en México.

PARTE 1: La tortuosa historia de la primer vía férrea en México, ahora llamada línea “S”, que recorre el tramo México – Veracruz:

1837: El presidente en curso, Anastasio Bustamante, otorgó la primera concesión al comerciante (y ex – Ministro de Hacienda) Francisco de Arrillaga para la construcción de la línea férrea de Veracruz a la Ciudad de México. La primera invasión francesa a México retrasa el inicio de la obra.

1840: Fallece el comerciante Francisco de Arrillaga, razón por la cual la línea férrea no puede construirse.

1842: El presidente en curso, Antonio López de Santa Ana, impone a la compañía constructora de la carretera Perote – Veracruz la construcción de un ferrocarril de Veracruz a Rio San Juan, Ver. (con una longitud de 23 Kms).

1848: La construcción de dicho ferrocarril, de por sí ya muy lenta, se ve interrumpida por la invasión a México por parte de los Estados Unidos de América.

1850, 16 de Septiembre: Siendo presidente José Joaquín de Herrera, se inaugura el ferrocarril Veracruz –Rio San Juan cuando este solo llevaba 13.6 kilómetros construidos.

1853: Regresa a la presidencia Antonio López de Santa Ana y entrega la concesión al británico John Laurie Rickards. Debido al casi nulo avance de la obra la concesión es anulada en 1855.

1855: Santa Ana concesiona a los hermanos Masso la construcción de una vía férrea desde el tramo inaugurado hasta Acapulco, pasando por la ciudad de México.

1856: Siendo presidente Ignacio Comonfort comienza la construcción partiendo de México con rumbo a Veracruz, con planes de tener ramales hacia Puebla y los llanos de Apam. En octubre de este año los hermanos Masso venden la concesión a los hermanos Manuel y Antonio Escandón, empresarios de Córdoba, Ver. El proyecto de la vía férrea hasta Acapulco queda en el olvido.

1857: Se inaugura el tramo comprendido entre la ciudad de México y la Villa de Guadalupe.

1861: Siendo Benito Juárez presidente se retoma el plan de una vía férrea hacia Acapulco (el proyecto ahora se llama Veracruz-Pacifico). En este mismo año se continúan la construcción de la vía férrea de Veracruz a México.

1862: Con la segunda invasión francesa se destruyen parte de las vías férreas en Veracruz; dado este panorama los hermanos Escandón pactan con el ejército francés y el emperador Maximiliano I el restablecimiento del servicio ferroviario desde Veracruz hasta la estación Soledad, ambas del estado de Veracruz. En Agosto de ese año se cumple el cometido.

1864: En este año la vía férrea llega a la estación Camarón, Veracruz.

1866: La vía férrea alcanza la estación Paso del Macho, Veracruz, teniendo un total de 76 kilómetros. También en este año los hermanos Escandón venden su empresa ferrocarrilera a la Compañía de Ferrocarril Imperial Mexicano.

1867: Terminado el Segundo Imperio y regresando Benito Juárez, ante la prioridad del proyecto ferroviario, se perdona la participación de los hermanos Escandón con el Imperio y se les vuelve a concesionar el que se llamó Ferrocarril México – Veracruz. Estos continúan los trabajos partiendo de Villa de Guadalupe, donde habían quedado en 1857.

1869, 16 de Septiembre: el presidente Benito Juárez realiza el viaje inaugural del tramo México – Apizaco (139 kilómetros) y el ramal Apizaco – Puebla (47 kilómetros).

1870: Con fuerte inyección de recursos humanos, económicos y políticos se trabajó intensamente entre los puntos extremos de Paso del Macho, Ver. y Apizaco, Tlax.

1872: Se logra vencer el obstáculo de la “Barranca de Metlac”, Veracruz, con lo cual quedan terminado el tramo desde Veracruz hasta Orizaba.

1872, 20 de Diciembre: Siendo presidente Sebastián Lerdo de Tejada, se unen ambos extremos de la vía en Cumbres de Maltrata.

1873, 1 de Enero: El presidente Sebastián Lerdo de Tejada inauguró la totalidad de la vía férrea México – Veracruz, con un total de 423.75 kilómetros y adoptó el nombre de Ferrocarril Mexicano.

Y así fue como, después de 36 años durante los cuales hubo guerras civiles, invasiones extranjeras, un imperio mexicano e innumerables eventos politico-sociales, se logró contar con la primer línea ferroviaria en México.

Abajo les comparto el mapa del Ferrocarril Mexicano de esa epoca:

 
(clic para ampliarlo)

ABOUT ME:

José Antonio Guerrero Fernández
Civil Engineer
Postgraduate in public works.
Postgraduate in terrestrial ways.
Certificate in unit price analysis.

Born 1978, currently based in Querétaro and Guanajuato, México.

Professional development:

Projects Manager of the company "Industrias LET"
(from 2007 to date):

• Over 20 kilometers of new railway designed and constructed.
• Consultant in quality of materials for the railway.
• Consultant on railway construction processes.

Independent consultant (from 2001 to date):

• External superintendent for the construction of two highway bridges.
• External superintendent for the construction of more than 5 km. of urban roads and rural roads.
• Consultant in soil mechanics and quality of construction materials.
• Construction of two motels in Guanajuato, México.
• Supervisor for restoration of historic buildings in Celaya, Guanajuato, México.
• Design of more than 10 km. of rural roads and urban streets.
• Design of more than 15 km. in drinking water networks.
• Design of over 10 km. in water supply lines.
• Desing of over 10 km. of drainage networks.

Social service for the University of Guanajuato (2001):

• 3 months in supervision during rehabilitation of urban roads in Celaya, Guanajuato, México.
• 3 months in supervision during construction of the Civil Hospital of Celaya, Guanajuato, México.