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1Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga [email protected](27) 9941-3300
Departamento de Eng. Produção
Estradas de FerroVia Permanente - Projeto
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• Projeto da Via Permanente– A distância entre os trilhos (bitola)– Traçado da via permanente– A quantidade de linhas, trechos a serem construídos
Superestrutura – Projeto da VP
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• Distância entre os trilhos é denominada bitola
Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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• Existem quatro tipos de bitola– Larga – com 1,60 m– Standard ou normal - com 1,435 m– Métrica – com 1,0 m– Bitola estreita – abaixo de 1,0 m
Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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• A bitola é um dos fatores mais importantes no projeto ferroviário
• A partir dela é possível estabelecer os seguintes parâmetros da ferrovia
– Velocidade– Capacidade de Transporte– Tipo do material rodante– Aspectos econômicos das ferrovias– Integração entre ferrovias existentes
Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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• A falta de padronização das bitolas acarreta custos logísticos: transbordo entre as ferrovias
• Para minimizar o problema faz-se a optção por uma via de bitola mista
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10Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Métrica
Larga
Mista
Superestrutura – Projeto da VP - Bitola
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• Geometria da Via Permanente é o traçado de uma ferrovia– Em tangente - indica um trecho em linha reta. O ideal é
que toda linha seja em tangente. – Em curva - Trechos em curvas são aqueles nos quais a VP
muda de direção– Em rampa – trechos inclinados em relação ao plano da VP– Plano – trecho com inclinação zero
• As vezes, na EFVM, ouve-se falar: paralelo
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Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
Curva
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Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
Tangente
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Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
Rampa
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Plano
Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
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• As curvas geram diversos efeitos negativos para a via permanente e circulação dos trens: Criação de resistência à tração; Desgaste do trilho e o do material rodante
• Em curva a velocidade do trem deve ser reduzida– A força gerada pode fazer com que o friso e\ou o trilho
não suportem as forças fazendo com que o trem saía do trilho, descarrilando
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• Um outro aspecto que leva à redução de velocidade na curva é o risco de o vagão tombar
– A roda do trem está sendo forçada a ir na direção do trilho pela ação do friso, mas a carga tende a manter sua direção original, gerando uma força lateral
• Cria-se nas curvas mais críticas, uma superelevação– Eleva-se o trilho externo da curva em relação ao trilho
interno da curva– Não é recomendado o uso de superelevação em pátios e
áreas de manobras
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• Toda curva ferroviária tem de ser projetada levando em conta o raio que ela terá, quanto maior o raio, menor o atrito, e menor a força lateral
• Os veículos ferroviários possuem truques e a curva tem que permitir a inscrição dessa base rígida na curva, além de limitar o escorregamento entre roda e trilho.
• Para se conseguir raios de curva maiores, são feitos os cortes e aterros, vistos anteriormente
• Existe ainda a possibilidade de se fazer super-largura
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• As rampas são as inclinações em relação ao plano da via permanente. As rampas são também denominadas de greide
• As rampas são medidas em percentual e quando se diz que uma ferrovia possui um trecho com rampa de 1,5 %, quer dizer que a via sobe 1,5 m na vertical após ter-se deslocado 100,0 m na horizontal
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• O ideal é que as ferrovias fossem planas• As rampas são difíceis de serem vencidas pelas
composições e pela pouca aderência roda/trilho das composições ferroviárias
• Vagões estacionados em trechos com rampas superiores a 0,25% necessitam ser calçado para não deslizarem. Já são consideradas rampas fortes as que possuem inclinação superior a 1,0%.
• Para rampas acima de 2,0% os esforços para tracionar o veículo podem superar a aderência e as rodas começam a patinar
• Deve ser considerado não só a inclinação da rampa, mas, também, o comprimento da rampa
– Força por tempo prolongado o motor de tração
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• Existem dois tipos de trecho em relação às rampas– Simples Aderência - onde o trem se desloca usando
somente o contato simples e direto da roda com o trilho– Com cremalheira - as locomotivas possuem uma roda
central dentada motora que se encaixa num trilho suplementar também dentado
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• Para vencer rampas elevadas nos trechos de simples aderência:
– Introduzir uma ou mais locomotivas de auxílio na cauda do trem, que ajudam a empurrá-lo no sentido ascendente (helper)
– Lançar sobre a via uma certa quantidade de areia que as locomotivas carregam para aumentar a aderência (Areiro)
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Cremalheira
Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
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25Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Cremalheira
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Cremalheira
Superestrutura – Projeto da VP - Geometria
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Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
• O conjunto de linhas por onde a composição pode circular• Linha é o espaço onde as composições ferroviárias podem
circular, delimitados na largura pela bitola da via e na distância pela extensão linear dos trilhos
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28Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Conforme a quantidade de linhas paralelas para circulação de composições ferroviárias, a via pode ser definida, como:
– Singela ou simples - possuem uma única linha principal onde ocorre a circulação das composições ferroviárias em ambos os sentidos.
– Dupla - possuem mais de uma linha principal
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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29Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
ViaSingela
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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30Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
LinhaDupla
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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31Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Superestrutura – Projeto da VP
Entrelinha
Entrevia
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Superestrutura – Projeto da VP
Seção Típica de uma ferrovia de linha dupla
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33Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Tráfego Linha Singela
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34Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Tráfego Linha Dupla
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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35Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• Outros aparelhos de via ajudam a direcionar a circulação de trens pela ferrovia
– Travessão– Triângulo de reversão– Pêra ferroviária
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36Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
• O aparelho denominado travessão tem por função fazer a transferência de uma linha distinta para outra linha distinta
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37Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Travessão
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38Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Travessão
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39Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
O triângulo de reversão é usado para mudar a direção de uma composição, necessitando de se realizar recuos para que a manobra seja executada.
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As pêras ferroviárias são usadas para mudar a direção de circulação de uma composição, no entanto diferem do triângulo pois o trem circula
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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Rotunda - só para inverter o sentido da locomotiva
Giro
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Rotunda
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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• Dois conceitos importantes– Perfil compensado– Perfil Equivalente
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• Perfil compensado– A operação da ferrovia não olha mais a ferrovia como rampas e
curvas– Transforma todas as curvas em rampas– Como?
• Vê a resistência que uma curva oferece ao tráfego do trem e gera o equivalente em percentual de rampa e soma a rampa do trecho analisado
• Desta forma a ferrovia passa a ter somente rampas ou seja um Perfil Compensado
Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasProjeto de Circulação de Composições Ferroviárias
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• Perfil Equivalente– Similar ao Perfil Compensado– Só que em vez de considerar a ferrovia como um todo
ele considera o tamanho de um trem e neste espaço que ele ocupa a VP é calculado o Perfil Equivalente similar ao Perfil Compensado
– Um trem de 160 vagões, típico da CVRD, tem aproximadamente 2.000 metros. Assim, a cada 2.000m de ferrovia vai-se calculando o Perfil Equivalente
Projeto de Circulação de Composições Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasFerroviárias
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• Gabarito da Via Permanente– O polígono (altura, largura, comprimento) representativa
da VP onde todos os veículos podem passar livremente (túneis, taludes, pontes, armazéns, estações de passageiros, etc)
– Deve ser considerado o jogo dos vagões quando em marcha e o efeito dos vagões em curva
Projeto de Circulação de Composições Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasFerroviárias
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• Passagem em Nível– É o cruzamento de uma ferrovia com uma rodovia no
mesmo plano– Há interferência de um tráfego no outro– Locomotiva deve tocar buzina pelo menos 500 metros
antes de alcançar a passagem em nível– Preferência é da ferrovia
Projeto de Circulação de Composições Projeto de Circulação de Composições FerroviáriasFerroviárias
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Passagem em NívelPassagem em Nível
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Passagem em Nível (Sinalização)Passagem em Nível (Sinalização)
Cruz de Santo de André
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Cancela com Cancela com GuariteiroGuariteiro
Passagem em Nível (Sinalização + Cancela)Passagem em Nível (Sinalização + Cancela)
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52Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa
Cancela dos Cancela dos dois lados dadois lados daferroviaferrovia
Cruz de Santo de AndréCruz de Santo de André
Passagem em Nível (Sinalização + Cancela)
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Passagem em Nível (SINISTROOOO!!!!)Passagem em Nível (SINISTROOOO!!!!)