PALESTRA TÉCNICA
“Superestrutura Ferroviária”
Engº HELIO SUÊVO RODRIGUEZ
SUMÁRIO
I - INTRODUÇÃO
II - A MALHA FERROVIÁRIA DO BRASIL
III - MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA
IV - SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA
- Em Reunião realizada no dia 11/07/2012 com a ABPv ficou acordado a elaboração do
II.1 - EVOLUÇÃO
II.2 - MALHA DE CARGA
II.1 - EVOLUÇÃO
Ano Referência / Período Extensão (km)
1854 Início (E.F. Mauá) 14,50
1854 / 1889 Império 9.356,00 1889 / 1930 1ª República 32.478,00 1930 / 1945 2ª República 35.250,00 1945 / 1957 Pré - RFFSA 37.250,00 1958 RFFSA 37.967,00 (Extensão Máxima) 1996 Privatização 30.450,00 2011 Situação Atual 29.961,00
Ferrovia / Operadora Extensão (Km)
Estrada de Ferro Tereza Cristina – EFTC - 164,00
Ferroeste / E.F. Paraná Oeste S.A. - 248,00
América Logística – ALL
Malha Norte (ALL – RN) 500,00
Malha Oeste (ALL – MO) 1.945,00
Malha Paulista (ALL – MP) 1.989,00
Malha Sul (ALL – MS) 7.304,00
Vale
E.F. Vitória-Minas (EFVM) 905,00
E.F. Carajás (EFC) 892,00
Ferrovia Norte-Sul (FNS) 700,00
Ferrovia Centro-Atlântica - FCA 8.022,00
MRS Logística S.A - 1.674,00
Transnordestina Logística S.A. - 4.238,00
E.F. Trombetas – EFT - 35,00
E.F. Jarí – EFJ - 68,00
E.F. Amapá - EFA - 154,00
EXTENSÃO TOTAL 28.988,00
OBSERVAÇÃO:
Da extensão nominal da Malha Ferroviária de Carga de 28.988Km, cerca de 10.000km compõem a “Malha Operacional Ativa”.
O restante da malha, isto é 18.988 (65%) é subutilizada.
Operadora Extensão Operacional (Km) Observação Metrô SP 65,30
Metrô SP – Via Quatro 12,90 Sistema não concluído (concessão).
CPTM 260,90
Metrô Rio 40,95
Supervia 267,50
Central Logística 17,00 Não computado o Ramal de Niterói (32 km) e Santa Cruz/Itaguai (7 km). Só o Sistema de Bondes.
Metrofor Fortaleza 24,00 Bitola 1,60m (Pajuçara / Porangaba)
Cariri 13,00 Bitola 1,00m CBTU Metrorec 68,80 Bitola 1,60m Demetrô / BH 28,20 Bitola 1,60m Natal 56,20 Bitola 1,00m Maceió 32,10 Bitola 1,00m
João Pessoa 30,00 Bitola 1,00m
Metrô de Salvador (Linha 1) 13,50 Sistema em construção – bitola de 1,435m
Metrô DF 40,37
CPTM – Teresina 13,60 Bitola 1,00m
TRENSURB 33,80
TOTAL 980,00
Fonte de Pesquisa: Anuário Metrô Ferroviário/2011.
“É necessário expandir a Malha Ferroviária Brasileira de forma integrada com os diversos modais em todas as regiões do país. O ritmo atual de crescimento econômico, exige que o país tenha 52.000 km de extensão.”
(Rodrigo Vilaça – Presidente Executivo da ANTF) - Junho/2011
“No Rio de Janeiro é de fundamental importância um conjunto de Projetos de Transportes Ferroviários para garantir a melhoria efetiva da Mobilidade Urbana e um melhor equilíbrio da Matriz de Transporte no Estado (hoje o modal metroferroviário correspondente somente a 7%)”.
A proposição dos tópicos a desenvolver é a seguinte:
1. Introdução;
2. Projeto de Via Permanente 2.1 - Fases do Projeto
2.2 - Infraestrutura
2.2.1 - Projeto Geométrico 2.2.2 - Projeto de Drenagem 2.2.3 - Projeto de Terraplenagem 2.2.4 - Obras de Arte Especiais 2.2.5 - Obras Complementares 2.2.6 - Remanejamento de Interferências 2.2.7 - Túneis 3. Superestrutura 4. Operação 5. Material Rodante 6. Orçamento
A proposição para o desenvolvimento do tópico “Superestrutura” do Manual, inclui os seguintes itens e subitens:
1. Elementos Componentes da Superestrutura 1.1 - Sublastro 1.2 - Lastro 1.3 - Dormentes - Madeira - Aço - Concreto - Outros Tipos
1.4 - Trilho - Conceituação - Perfis - Composição do Aço - Fabricação - Recebimento - Defeitos de Fabricação - Avarias em Serviço - Vida Útil 1.5 - Acessórios de Fixação
- Talas de Junção (Parafusos, Porcas e Arruelas, Placa de Apoio) - Fixações Rígidas
- Fixações Elásticas
2. Cálculo Estrutural da Via Permanente; - Metodologia
- Dimensionamento do Trilho
- Dimensionamento do Dormente e Espaçamento
- Dimensionamento do Lastro (Verificação das Pressões no Lastro, Sublastro, Plataforma e Espessura do Ombro do Lastro)
- Dimensionamento Complementar 3. Gabaritos e Plataformas
- Gabaritos da Via Férrea
- Características da Plataforma
4. Geometria da Via
- Conceituação (Tipo de Transporte e Topografia) - Superelevação (Teórica, Prática e Máxima) - Velocidade Limite
5. Metodologia de Construção da Via Permanente 6. Engenharia de Manutenção da Via Permanente
- Metodologia - Tipos
- Frequência e Indicadores 7. Projeto de Simulação
ESTRUTURA DA VIA PERMANENTE
SEÇÃO TRANSVERSAL TIPO
Estrutura da Via Grade
Trilho (componente longitudinal) Dormente (componente transversal)
Apoio – Meio Elástico – Lastro/Sublastro e Plataforma
Esforços na Via
Verticais (Ex.: Carga Estática)
Longitudinais (Ex.: Dilatação do TLs) Transversais (Força Centrífuga)
É a camada de material que completa a plataforma e que recebe o lastro. Sua função é de absorver os esforços transmitidos pelo lastro e transferi-lo para o terreno adjacente, na taxa adequada de suporte do terreno referido.
O sublastro não deverá permitir a penetração dos agregados situados na parte inferior do lastro, tendo ainda que propiciar uma perfeita drenagem das águas dele provenientes.
Toda a infra-estrutura abaixo do Sublastro é denominado Subleitro.
O lastro e o Sublastro, embora de características diferentes, são dimensionados em conjunto.
PLATAFORMA FERROVIÁRIA
Para uma linha singela, teoricamente a plataforma quando em tangente, te m o aspecto mostrado na Figura abaixo : F = m (h + d) + 0,5b + v
n = 33,3 (3% de inclinação da superfície da plataforma) m = 1,5
b = comprimento do dormente d = altura do dormente
h = espessura mínima de lastro
W = 46 cm (comprimento mínimo segundo a AREMA)
Obs: Quanto aos custos seria bom que W fosse o menor possível, mas vale lembrar sua grande utilidade também para a movimentação de pessoal na manutenção.
1 - m
TRILHO
É o perfil metálico que suporta diretamente as cargas transmitidas pelos trens, repassando-as ao dormente e servindo de via de rolamento e guia para repassando-as rodrepassando-as dos veículos ferroviários.
DORMENTE
É o elemento da superestrutura que tem como finalidade:
- Manutenção da bitola da via;
- Distribuir as cargas dos veículos ferroviários ao lastro;
- Interface do conjunto trilho/lastro evitando os deslocamentos transversais e longitudinais (traçado).
APARELHOS DE MUDANÇA DE VIA
AMV
“Dispositivo que além de suportar e distribuir sobre os dormentes o peso da roda, permite a livre passagem dos frisos das rodas na mudança de trilho, guiando-as na direção desejada”.
Travessão
Conjunto formado por 2 (dois) Aparelhos de Mudança de Via (AMV) interligados e assentados em vias diferentes e em sentidos opostos, que permite a transposição direta do trem ou veículo de uma para a outra linha.
mv2 R FcB P PSt B mv2 B Rmg Bv2 gR V2 R St B Superelevação Teórica
Quando a inclinação da via em uma curva de raio “R” é aquela necessária para anular completamente a força centrífuga que atua em um veículo ferroviário, circulando sobre esta curva a uma velocidade “V”, a superelevação decorrente desta inclinação é chamada “Superelevação Teórica”.
É fácil de se constatar que nestas condições a resultante da soma vetorial da força centrífuga com o peso do veículo tem direção normal ao plano que tangencia as superfícies superiores de rolamento dos trilhos.
Na prática, o cálculo da superelevação teórica é feita do seguinte modo:
G = centro de gravidade do veículo P = peso do veículo = mg
V = velocidade do veículo R = raio da curva Fc = força centrífuga =
B = bitola de centro a centro do trilho, ou seja bitola da via acrescida da largura de um boleto
= ângulo de inclinação da via. St = superelevação teórica R = resultante de P + Fc
XX = reta paralela ao plano que tangencia as superfícies superiores de rolamento dos trilhos, que passa por G e está contida em um a seção transversal normal ao eixo da via
Nesta fórmula foi adotado o valor de B=1,67m (para bitola de 1,60m)
Projetando P e Fc sobre XX, para que a força centrífuga seja anulada, tem-se:
P sen = Fc cos Na prática pode-se fazer cos = 1, assim:
P sen = Fc Mas: sen = Logo: = Fc, donde St = = = St = 13,1 Sendo: V = velocidade em km/h R = raio da curva em metros St = em milímetros
ETAPAS DE CONSTRUÇÃO
Montagem da Grade
- Com ou sem a distribuição de uma camada de brita de 10 a 15cm.
- Pode-se executar a soldagem aluminotérmica para preparar o TLS (até 480m) para a execução do ATT.
Lastramento
- Descarga de pedra britada (etapas), até 4 (quatro) levantamentos médios com 8cm cada com utilização
de máquinas especiais de VP.
Geometria
- Necessária a marcação adequada da linha através da Nota de Serviço de Implantação Altimétrica.
Alívio de Tensão Técnica (ATT)
- A Construtora realiza os procedimentos técnicos adequados: temperatura neutra, desprega a linha, utiliza o tensor, determina a folga da junta e realiza a soldagem aluminotérmica de fechamento e transforma o TLS (até 480m) em TCS.
Acabamento e Serviços Complementares
- Acabamento da linha (talude, etc.).
- Implantação dos marcos quilométricos, de referência (curvas horizontais e verticais), placas de restrição
IV.1 - DEFICIÊNCIA NAS ESCOLAS DE ENGENHARIA / CADEIRA DE TRANSPORTES – FERROVIAS
V.2 - CRIAÇÃO PELO GOVERNO FEDERAL DA EMPRESA DE PLANEJAMENTO LOGÍSTICO – EPL ESTANDO PREVISTO NA ÁREA DE TRANSPORTES O SEGUINTE INVESTIMENTO:
Modal Valor (Bilhões / R$)
Rodovias / Ferrovias 133
TAV 35
Portos e Aeroportos 50
Dados Pessoais
Helio Suêvo Rodriguez
Engenheiro Civil / Consultor Ferroviário Telefone: (21) 9613-5281
E-mail: hsuevo@yahoo.com.br
Coordenador Executivo de Implantação do Programa do Banco Mundial / BIRD
Companhia de Engenharia de Transportes e Logística - CENTRAL Telefones: (21) 2333-9141 / (21) 8596-6274
