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Prof. Paulo de Sá Pereira Cavalcanti
TREM TIPO DE PROJETO
(EVOLUÇÃO DOS TRENS TIPO DE PROJETO DAS NORMAS BRASILEIRAS)
.1. PERÍODO DE 1943 a 1960
No período compreendido entre 1943 e 1960, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma NB6/43 (ABNT, 1943). Tais considerações são definidas nos itens (1.1) e (1.2).
1.1. Classes
As pontes rodoviárias são agrupadas em três classes:
- Classe I: Pontes situadas em estradas-tronco federais e estaduais ou nas estradas principais de ligação entre esses troncos;
- Classe II: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias, mas em que, atendendo a circunstâncias especiais do local, haja conveniência em se prever a passagem de veículos pesados;
- Classe III: Pontes situadas em estradas de ligação secundárias não incluídas na classe II.
1.2. Trem – tipo
Denomina-se trem-tipo o conjunto do carregamento móvel a ser aplicado à estrutura em sua posição mais desfavorável para cada seção de cálculo e combinação de carregamento. Os trens tipos compõem-se de compressores, caminhões e multidão, dispostos como descrito nas tabelas (1) e (2).
A multidão representa o tráfego de veículos de pequeno porte que pode acompanhar a passagem do caminhão e/ou do compressor. A multidão é constituída por carga uniformemente distribuída cuja intensidade é dada em kgf/m², em função do parâmetro go (definido nos itens 1.2.1
Para o cálculo dos arcos ou vigas principais:
− Com menos de 25 m de vão teórico ... go
− Com vão L, em metros, entre 25 e 125 m ... go – (L – 25)
− Com mais de 125 m de vão teórico ... go – 100
Para o cálculo dos demais elementos da construção ... go
A multidão distribui-se sobre os passeios e sobre a parte do tabuleiro não ocupada pelos veículos. Para esse fim, a área ocupada por um veículo (compressor ou caminhão) é suposta retangular, com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, com o centro sobre o eixo longitudinal do veículo e a igual distância dos eixos dianteiro e traseiro.
No cálculo dos arcos ou vigas principais, com 30 m ou mais de vão, permite-se ainda substituir as cargas concentradas dos veículos (compressor ou caminhão) por carga uniformemente distribuída, sobre área retangular com 2,5 m de largura e 6,0 m de comprimento, cuja resultante é igual à soma das cargas concentradas.
Tabela 1 – Compressores (ABNT, 1943)
COMPRESSORES Tipo A Tipo B Tipo C Unidades Peso total 7 16 24 tf Peso da roda dianteira 5 7 10 tf Peso da roda traseira 1 4,5 7 tf Largura da roda dianteira 1 1 1 m Largura da roda traseira 10 40 50 cm Distância entre os eixos diant. e traseiro 3 3 3 m Distância entre os meios da rodas traseiras 160 160 160 cm
Tabela 2 – Caminhões (ABNT, 1943)
CAMINHÕES Tipo A Tipo B Unidades
Peso total 6 9 tf
Peso de cada roda dianteira 750 1500 kgf Peso de cada roda traseira 2250 3000 kgf Largura de cada roda dianteira 8 12 cm Largura de cada roda traseira 18 24 cm Distância entre os eixos diant. e traseiro 3 3 m Distância entre os meios da rodas diant. ou traseiras 160 160 cm
1.2.1. Trem – tipo para a Classe III
O trem-tipo para pontes da Classe III é composto de multidão calculada com go= 400
kgf/m² (4,0 KN/m²), de um compressor Tipo A e de tantos caminhões Tipo A quantas forem as faixas de tráfego, menos uma, todos orientados na direção do tráfego e colocados na posição mais desfavorável para o cálculo de cada elemento, apenas com a seguinte restrição: nunca se colocará mais de um veículo sobre cada faixa de tráfego, nem em posição que dê lugar a afastamento de menos de 2,5 m entre eixos longitudinais de dois veículos.
1.2.2. Trem – tipo para a Classe II
O trem-tipo para pontes da Classe II é o mesmo do item 1.2.1, devendo, porém, verificar-se ainda a resistência da estrutura para um compressor Tipo B (Tabela 1), posto isolado sobre a ponte, na posição mais desfavorável para o elemento estudado, mas sempre orientado na direção do tráfego.
1.2.3. Trem – tipo para a Classe I
O trem-tipo para pontes da Classe I compõe-se de multidão com go = 450 kgf/m² (4,5
KN/m²), de um compressor Tipo B e de tantos caminhões tipo B quantas forem as faixas de tráfego, menos uma, e dispostos como no caso do item 1.2.2 A resistência da estrutura deve ainda ser verificada para um compressor Tipo C (Tabela 1), colocado como no caso do item 1.2.2.
2. PERÍODO DE 1960 a 1984
No período de 1960 a 1984, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias foram realizadas de acordo com a norma NB6 /60 (ABNT, 1960 b). Tais considerações são definidas nos itens (2.1) e (2.2):
2.1. Classes
− Classe 36: Em rodovias de características da Classe I; − Classe 24: Em rodovias de características da Classe II; − Classe 12: Em rodovias de características da Classe III;
2.2. Trem-tipo
Os trens-tipos compõem-se de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas constantes da tabela (3) e dispostos como mostrado nas figuras (2) e (3).
Tabela 3 – Valores para obtenção do veículo-tipo segundo a NB6/60 (ABNT, 1960) Veículo Carga uniformemente distribuída
Classe da
Ponte Tipo Peso Total (tf) p (kg/m²) p’ (kg/m²) Disposição da carga Classe da Rodovia 36 36 36 500 300 Classe I 24 24 24 400 300 Classe II 12 12 12 300 300 - Carga p à frente e atrás do veículo. - Carga p’ no restante da pista e passeios. Classe III
Os veículos são de três tipos com características apresentadas na tabela (3 e 4). A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. Tem-se dois tipos de cargas uniformemente distribuídas, com intensidade p e p’, como mostra a figura (3).
Tabela 4 – Valores característicos para os veículos segundo a NB6/60 (ABNT, 1960) Unid. Tipo 36 Tipo 24 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo 3 3 2 Peso total do veículo t 36 24 12 Peso de cada roda dianteira t 6 4 2 Peso de cada roda traseira t 6 4 4 Peso de cada roda intermediária t 6 4 - Largura de contato b1 de cada roda dianteira m 0,45 0,35 0,20
Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,45 0,35 0,30
Largura de contato b2 de cada roda intermediária m 0,45 0,35 -
Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20 Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b
Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00 Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00
(a) Classes 36 e 24 (b) Classe 12
Figura .2 – Veículo-tipo para as classes 36 e 24 e classe 12 (ABNT, 1960)
Figura .3 – Veículo e multidão em planta (ABNT, 1960)
O trem-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais desfavorável para o cálculo de cada elemento, não se considerando a carga do eixo ou da roda que produza redução de esforços solicitantes. Para o cálculo de placas, longarinas e transversinas junto às bordas do estrado, é obrigatório encostar a roda do veículo-tipo no guarda-rodas.
A carga p deve ser aplicada na faixa longitudinal correspondente ao veículo na parte não ocupada por este e a carga p’ na parte restante da pista de rolamento e nos passeios, como mostra a figura (3). Nos casos em que os guarda-rodas tiverem altura superior a 25 cm, contados a partir da borda de pavimentação da pista, e ocuparem faixa de largura útil de, no máximo, 75 cm, não se deve dispor carga devido à multidão na faixa ocupada por ele. Nos outros casos, a multidão deve ser considerada na faixa ocupada pelo guarda-rodas. Quando se tratar de ponte com refúgios centrais elevados, em rodovias de mais de uma pista, é obrigatório o carregamento dessa área, com carga p’.
No cálculo dos arcos ou vigas principais com 30 m ou mais de vão, permite-se, ainda, substituir as cargas concentradas do veículo por carga igual, mas uniformemente distribuída, disposta sobre área retangular ocupada pelo mesmo.
3. PERÍODO DE 1984 a 2004
No período de 1984 a 2004, as considerações sobre carga móvel em pontes rodoviárias vêm sendo realizadas de acordo com a norma NBR 7188/84 (ABNT, 1984). Tais considerações são definidas nos itens (3.1) e (3.2).
3.1. Classes
− Classe 45: a base do sistema é um veículo-tipo de 450 KN de peso total; − Classe 30: a base do sistema é um veículo-tipo de 300 KN de peso total; − Classe 12: a base do sistema é um veículo-tipo de 120 KN de peso total;
A utilização das diferentes classes de pontes fica a critério dos órgãos com jurisdição sobre as mesmas.
3.2. Trem-tipo
Os trens-tipos são compostos de um veículo e de cargas uniformemente distribuídas de acordo com a tabela (5) e mostrado nas figuras (4) e (5)
Tabela 5 – Carga dos veículos e cargas uniformemente distribuídas (ABNT, 1982) Veículo Carga Uniformemente Distribuída
Peso Total p p’ Classe da Ponte Tipo KN tf KN/m² kgf/m² KN/m² kgf/m² Disposição da carga 45 45 450 45 5 500 3 300 30 30 300 30 5 500 3 300 12 12 120 12 4 400 3 300 - Carga p em toda a pista - Carga p’ nos passeios (a) Classes 45 e 30 (b) Classe 12
VEÍCULO p p 6,00 m p 3,00 m p
Figura 5 - Veículo e multidão em planta (ABNT, 1982)
A área ocupada pelo veículo é retangular, com 3,0 m de largura e 6,0 m de comprimento. A tabela (5) reúne as características dos veículos-tipo representados nas figuras (4) e (5).
O veículo-tipo, sempre orientado na direção do tráfego, deve ser colocado na posição mais desfavorável para a análise e o dimensionamento de cada elemento, não se considerando a porção do carregamento que provoque redução das solicitações. A carga distribuída de intensidade
p é aplicada em toda pista de rolamento, nesta incluídas as faixas de tráfego, os acostamentos e os
afastamentos. Deve ser descontada apenas a área ocupada pelo veículo. Os passeios, independentemente de largura ou altura, são carregados com a carga distribuída de intensidade p’, não majorada de impacto.
Deve-se ressaltar que a carga p’ do trem-tipo da norma de 1982 não tem o mesmo significado da carga p’ do trem-tipo da norma de 1960 (a que se refere o item 3.2). Neste caso, a carga p’ é uma carga distribuída relativa à multidão sobre passeios e não sobre a pista de rolamento.
Tabela 6 – Características dos veículos-tipo (ABNT, 1982)
Unid. Tipo 45 Tipo 30 Tipo 12 Quantidade de eixos Eixo 3 3 3 Peso total do veículo KN -tf 450 – 45 300 - 30 120 – 12 Peso de cada roda dianteira KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 20 – 2 Peso de cada roda traseira KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 40 – 4 Peso de cada roda intermediária KN -tf 75 – 7,5 50 - 5 - Largura de contato b1 de cada roda dianteira m 0,50 0,40 0,20
Largura de contato b3 de cada roda traseira m 0,50 0,40 0,30
Largura de contato b2 de cada roda intermediária m 0,50 0,40 -
Comprimento de contato de cada roda m 0,20 0,20 0,20 Área de contato de cada roda m² 0,20 x b 0,20 x b 0,20 x b Distância entre eixos m 1,50 1,50 3,00 Distância entre os centros de roda de cada eixo m 2,00 2,00 2,00
Trem Tipo Homogeneizado
No cálculo dos arcos ou vigas principais, permite-se, ainda, homogeneizar as cargas distribuídas e subtrair das cargas concentradas dos veículos as parcelas correspondentes àquela homogeneização, desde que não haja redução dos esforços solicitantes. Assim, o carregamento móvel sobre essas peças pode ser simplificado como mostrado na figura (3.6), onde
3 6 2 × − =P p Ph .
Figura 6 – Simplificação para o carregamento móvel permitida pela NBR 7188/82 (ABNT, 1982)
CONVENCIONAL p1 P p2 P P p1 Ph Ph Ph p2 HOMOGENEIZADO
Trens Tipos Especiais
Algumas Rodovias do estado de São Paulo, tendo em vista a utilização das mesmas para a passagens de “Cargas Especiais” na época de sua execução, na fase de projeto, além do Trem Tipo da norma vigente na época, eram verificadas para a passagem de Trem Tipo Especial conhecido como “TT CESP”.Essas cargas especiais eram transformadores e turbinas destinados à Usinas Hidroelédricas de propriedade das Centrais Elétricas de São Paulo (CESP).
PRINCIPAIS RODOVIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO
(Histórico e Trens de Tipo de Projeto)
1-RODOVIA ANCHIETA (SP-150):
A construção do primeiro trecho de ligação do Planalto Paulista com a Baixada Santista iniciou-se em 1937 e esta primeira etapa foi inaugurada em 13/03/1947.
O segundo trecho de Serra e o trecho da Baixada foram inaugurados em 09/07/1953.
Para a construção desta Rodovia foi criado uma comissão composta por engenheiros dos quadros do DER denominada “SVT – Serviço Técnico da Via Anchieta”. O primeiro trabalho desta comissão foi a elaboração de Normas e Procedimentos a serem adotados para a construção da rodovia, fixando diretrizes gerais de projeto e o trem tipo a ser adotado para o projeto das Obras de Arte.
O Trem Tipo adotado pela comissão previa a aplicação da carga de um compressor de 24 ton junto com um caminhão de 12 ton (Notar que esse Trem Tipo é superior ao Trem Tipo classe I adotado pela norma vigente naquela data – NB6/43)
A rodovia passou para a administração da concessionária ECOVIAS em 27/05/1998.
2-RODOVIA DOS IMIGRANTES (SP-160):
Para a construção desta rodovia foi criada a empresa DERSA – Desenvolvimento Rodoviário S/A no ano de 1969.
A rodovia, projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP, foi inaugurada em duas etapas sendo a primeira em 23/01/1974 compreendendo o trecho do planalto e a Interligação com a Rodovia Anchieta (SP-041) e a segunda em 28/06/1976 (trecho de serra).
Passou para a concessionária ECOVIAS em 27/05/1998, no processo de privatização das Rodovias.
3- RODOVIA PRESIDENTE CASTELLO BRANCO:
Esta rodovia teve inaugurado o seu primeiro trecho de 171 Km de São Paulo à “Torre de Pedra” no dia 10/11/1968. Um segundo trecho da Torre de Pedra até Avaré foi inaugurado em 31/01/1971 e o terceiro trecho até Espírito Santo do Turvo teve inauguração em 04/1992.
São 302 Km de rodovia hoje administradas por 3 (trez) concessionárias: VIAOESTE (inicio em 30/03/1998): Km 13+700 ao Km 79+380;
RODOVIA DAS COLINAS (inicio em 02/03/200): Km 079+380 ao Km 129+600 SPVIAS (inicio em 10/02/2000): Km 129+600 ao Km 315+034
4-RODOVIA DOS BANDEIRANTES (SP-348):
Chamada inicialmente de “Via Norte”, a Rodovia dos Bandeirantes na sua primeira etapa foi projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP. Esta primeira etapa foi inaugurada e entregue ao tráfego em 28/10/1978
(período de construção de 11/08/1976, data da assinatura do contrato à 28/10/1978)
A segunda etapa da Rodovia dos Bandeirantes (prolongamento), foi projetada para o Trem Tipo classe 45 da NBR 7188/84
A rodovia encontra-se sob concessão da AUTOBAN desde 01/05/1998
5-RODOVIA AYRTON SENNA e RODOVIA CARVALHO PINTO (SP-070):
Chamada inicialmente de “Via Leste”, depois Rodovias dos Trabalhadores para em seguida ser denominada Rodovia Ayrton Senna na sua primeira etapa (trecho entre São Paulo e Guararema) foi projetada para o Trem Tipo classe 36 da NB6/60 e verificada para o Veículo Especial da CESP. Esta primeira etapa foi construída entre 06/1980 e 30/04/1982 tendo sido inaugurada e entregue ao tráfego em 01/05/1982
A segunda etapa de construção desta Rodovia, denominou-se Rodovia do Carvalho Pinto (trecho entre Guararema e Taubaté), foi projetada para o Trem Tipo classe 45 da NBR 7188/84 tendo sido iniciada em 08/03/1990 e inaugurada em 23/12/1994
