caracteristicas dos projetos ferroviarios
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7/24/2019 Caracteristicas Dos Projetos Ferroviarios
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Caractersticas dosProjetos Ferrovirios
Prof. Hostilio Xavier Ratton Neto
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Gabaritos dos veculos
ferrovirios
Devem atender e compatibilizar-se com:
cortes
tneis
obras de arte
instalaes fixas
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Gabaritos dos veculos
ferrovirios
Gabarito esttico do material rodante:seo transversal
Gabarito cinemtico:envoltria sobre o gabarito esttico e
seus provveis deslocamentos nomovimento
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Gabaritos dos veculos
ferroviriosMximo carregamento:
tamanho que a carga ultrapassa ogabarito do material rodante
A soma do gabarito com o mximocarregamento representa a seo
transversal mxima que um veculo esua carga podem ocupar.
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Gabaritos dos veculos
ferrovirios no Brasil
Dimenso (m) Bitola larga Bitola mtricaComprimento 26,30 18,30
Largura 3,25 2,85
Altura 4,55 3,80
Distnciaentre pinos de
pio
18,90 18,00
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Trem padro (Trem tpico)
O comprimento do trem padro leva emconsiderao as limitaes impostas pelasresistncias ao movimento, pelo
comprimento do trem, pela resistncia dosengates e pelo funcionamento dos freios.
O trem padro utilizado nas simulaes
para facilitar a escolha da melhor diretriz noanteprojeto (projeto bsico).
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Trem tipo
Carga mvel utilizada na verificao deestabilidade no Projeto de Obras deArte Especiais (NB-7).
Classe de linhaTrem tipo
Bitola larga Bitola mtrica
A e BTB-32 ou
TB-27TB-20
C, D e E TB-27 TB-16
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VelocidadesVelocidade mxima:
condicionada pelas caractersticasmecnicas dos veculos, pelo traado
da via, pelas caractersticas dasuperfcie de rolamento, pela proteoe estanqueidade da via e pelo confortodos passageiros e pela segurana eintegridade das cargas transportadas.
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VelocidadesVelocidade de marcha:
em seu clculo so computadas apenasas paradas em razo das restries detrfego (cruzamentos, ultrapassagens)Velocidade comercial:consideram-se no seu clculo, alm das
paradas devidas ao trfego, auelas emptios e terminais
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VelocidadesVelocidade diretriz (Velocidade de
projeto):velocidade bsica para a fixao das
caractersticas do traado.
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Grau da curva (G)
ngulo formado entredois raios da curva,correspondendo a uma
determinada corda dacurva, de comprimento c.
R RG
c
senG
2=
c
2 R
G = arc senc
2 R
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Raio da curva e corda
Pode-se determinar o raio (R) da curvaem funo da corda (c):
Ou pode-se determinar a corda emfuno do raio:
R = 180 c G
c = G
180 R
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Material rodante nas
curvas
O entrosamento entre via e veculoimpe condies geomtricas via:
SuperelevaoSuperlargura
Curvas de transioRaios mnimos
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Superelevao
Causa:Atuao de uma fora centrfuga e a
necessidade de equilibr-la.
R
F
P
St
=
P v2
g RF =
m v2
R
Fazendo g = 9,81 m/s2
e V em km/h:
F =
P V2
127R
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Superelevao terica
P sen = F cos tg = V2
127 R
sen tg
R
F
P
St
l
sen =St
l
St = em mm
l
= em m
sen =St
1000 l
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Superelevao terica
l= 1,067 m (hitola mtrica)l= 1,667 m (bitola larga)
sen =V2
127 R
St
=1000 lV2
127 R
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Superelevao prtica
Como os trens no andam todos
mesma velocidade, adota-se umasuperelevao prtica, que um valorinferior ao da superelevao terica.
A fora centrfuga no compensada,mas deve ser limitada em funo da
segurana da circulao (tombamentoou descarrilamento) e o conforto dospassageiros.
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Bitola
Superelevao prtica (mm)
Calculada Limites
( = 0,4 m/s2) ( = 0,6 m/s2) NormalExcepcional
(*)Mtrica St - 45 St - 65 Sp100 Sp 120
Larga St - 68 St - 102 Sp160 Sp 180
Superelevao prtica
(*)Quando se tratar de obter velocidade mxima e efetiva euniforme em uma extenso superior a 2.000 m, que est sendolimitada pela curva em estudo.
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Taxa de superelevaoAumento gradual da superelevao
desde a tangente, onde nula at asuperelevao Sp prevista na curvacircular.
A acelerao centrfuga no compensada:
St - Sp
102 la =
St e Sp = em mml= em m
a = m/s2
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Taxa de superelevao
A superelevao adotada na curvacircular alcanada pela introduo de
uma taxa de superelevao na curva detransio entre a tangente e a curvacircular.A taxa de acelerao (a) fornece oaumento gradativo da acelerao
centrfuga at atingir o valor nocompensado previsto na curva circular.a 0,25 m/s2 /s
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Taxa de superelevao
A taxa de superelevao dada por:
0,9 (St - Sp)
a V S=
a = 0,25 m/s2/s
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Velocidades mximas
nas curvas
So as velocidades que levam aoatingimento das superelevaes mximaspermitidas:
V = 4,1 R1/2 (bitola mtrica)V = 4,5 R1/2 (bitola larga)
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SuperlarguraA superlargura combinada folga das
rodas (inerente ao material rodante)leva folga da linha suficiente para
permitir o enquadramento das basesrgidas dos truque nas curvas.
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SuperlarguraA frmula geral da superlargura :
S = J jonde:
S = superlarguraJ = folga da linha
j = folga das rodas
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SuperlarguraDeduz-se que:
J = l 2r / 2Ronde:
l r= base rgida do truqueR = raio da curva
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SuperlarguraTambm se deduz:
j = r b / 2 R
onde:
r = raio da rodab = bitola da via
= ngulo de conicidade dasuperfcie de rolamento da roda
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SuperlarguraValores adotados pela RFFSA (NV-5-
302):Mximos: 15 mm
Mnimos: bitola mtrica:
no se emprega em curvas de raio inferior a 100 m
bitola larga: no se emprega em curvas de raio inferior a 120 m
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Raio mnimoDefinido em funo de:
Velocidade diretrizBitola da via
Superelevao mxima admitidaDados do material rodante:
Posio do centro de gravidade
Base rgida etc
Limite de acelerao lateral no
compensada
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Raio mnimoCaractersticas das curvas de raio
pequeno:Obrigam a menores velocidades
Causam maior desgaste aos trilhos erodas
Construo mais difcil
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Raio mnimoPrescries da N-1/DNEF
Bitola larga:
Linhas
Terrenos
Planos Ondulados Montanhosos
Raio (m) Grau () Raio (m) Grau () Raio (m) Grau ()
Troncos
Principal
Valoreslimite
1.145,93 100 572,99 200 382,02 300
Secundrio 572,99 200 491,14 220 343,82 320
Subsidirias
Principal
Valoreslimite
491,14 220 382,02 300 312,53 340
Secundrio 312,53 340 286,54 400 264,51 440
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Raio mnimoPrescries da N-1/DNEF
Bitola mtrica:
Linhas
Terrenos
Planos Ondulados Montanhosos
Raio (m) Grau () Raio (m) Grau () Raio (m) Grau ()
Troncos
Principal
Valoreslimite
572,99 200 491,14 220 343,82 320
Secundrio 491,14 220 382,02 300 312,53 340
Subsidirias
Principal
Valoreslimite
382,02 300 343,82 320 286,54 400
Secundrio 286,54 400 264,51 440 229,26 500
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Raio mnimo
Raio mnimo em funo da velocidade diretriz
Bitola
mtrica
Velocidade diretriz(km/h)
60 70 80 90 100 110 120 130
Raio mnimo (m) 214 292 381 482 595 720 857 1.006
Bitolalarga
Velocidade diretriz(km/h)
70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
Raio mnimo (m) 242 316 400 494 598 711 835 968 1.112 1.265
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Curvas de transioAs curvas de transio visam melhor
adaptao dos veculos em movimento,quando passam da tangente para a
curva circular, respeitando oscondicionantes de:superelevao;
superlargura econtinuidade geomtrica.
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Curvas de transioCurvas de transio empregadas:
Radiide ao arco (clotide ou espiral deCornu) as preferidas em estradas de ferro;
Radiide s cordas (lemniscata de bernoulli);
Radiide s abscissas; e
Parbola cbica
No se adota transio para curvas degrande raio (maiores do que 1.000m)
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Curvas de transioComprimento das transies:
onde:L = comprimento da transio (m)a = acelerao no compensada (m/s2)V = velocidade (km/h)
St = superelevao terica (mm)Sp = superelevao prtica (mm)
L = a . V . S p0,9 (St - Sp)
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Curvas de transioComprimentos mnimos:
so definidos em funo da aceleraono compensada.
Bitola mtrica (a = 0,42 m/s2
):
Bitola larga (a = 0,6 m/s2):
L = 0,06 V3
R
L =
0,86 V3
R
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Curvas de transioA N-1/DNEF indica que nas curvas
circulares com raios inferiores a 1.146m, os comprimentos das curvas de
transio, em planta, sero mltiplos de10 m.
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Tangentes mnimasUsadas no caso de ocorrncia de
curvas consecutivas opostas.Devem permitir a insero de trs
veculos ferrovirios, para evitaresforos contrrios nos engates de ummesmo veculo.
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Tangentes mnimas
Comprimentos mnimos (N-1/DNEF)
Na prtica, no se adota menos de 300 m.
Bitola Com concordncia Sem concordncia
Mtrica 110 m 150 m
Larga 150 m 210 m
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Rampas:Servem para ligar pontos que apresentam diferenas de
nvel.Rampa compensada (icomp):
Rampa imaginria em tangente, cuja resistnciacorresponde soma das resistncias de rampa (Rr) e de
curva (R c) em um determinado trecho.As resistncias de rampa e de curva condicionam acapacidade de trao dos veculos tratores e definem assees de trao.
Rc + Rr= RrcompRr= 10 i e Rrcomp = 10 icomp10 i + Rc = 10 icomp
icomp =
Declividade
10 i + Rc10
R d
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Rampas compensadas
mximas
Valores limite para projetosBitola larga
TrensRampa mxima (%)
Terreno suave Terreno mdioTerreno
acidentado
Carga 0,5 1,0 1,5Passageiros 1,0 1,5 2,0
Subrbio 1,0 1,5 2,0
Rampas compensadas
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Rampas compensadas
mximas
Valores limite para projetosBitola mtrica
TrensRampa mxima (%)
Terreno suave Terreno mdioTerreno
acidentado
Carga 0,5 1,0 1,5Passageiros 1,2 1,8 2,0
Subrbio 1,2 1,8 2,0
Rampas compensadas
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Rampas compensadas
mximas
Valores limite para projetos (N-1/DNEF)
LinhasTerreno
Plano Ondulado Montanhoso
Troncos Principais Valoreslimite
0,5 1,0 1,5
Secundrias 0,8 1,2 15
Subsidirias Principais Valoreslimite
1,0 1,5 1,5
Secundrias 1,2 1,8 2,0
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Concordncia das rampas por meio de
curvas verticais.Normalmente se intercala uma curva(parbola do 2o grau tangente a ambas as
rampas):Curvas cncavas:
i1 i2 < 0
Curvas convexas:i1 i2 > 0
Concordncia vertical
i1
i2
i1
i2
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Concordncia verticalRecomendaes de projeto (N-1/DNEF):
A concordncia vertical deve ser introduzidaquando:
Nas curvas convexas:
| i1- i2| 0,2 %
Nas curvas cncavas:| i
1- i
2| 0,1 %
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Concordncia verticalComprimento da concordncia vertical
onde:g = projeo horizontal do comprimento da
curva (m)
a = distncia entre estacas = 20 metrosi1 e i2 = rampas adjacentes (%)r = taxa de variao da declividade por estaca (%)
g = a (i1 i2)
r
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Concordncia verticalValores recomendados para a taxa de variaoda declividade r (AAR):
Curvas convexas: Estradas principais:
r 0,067 %
Estradas secundrias:r 1,34 %
Curvas cncavas: Estradas principais:
r 0,033 % Estradas secundrias:
r 0,067 %
Caractersticas dos
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Caractersticas dos
Projetos Ferrovirios
Hostilio Xavier Ratton Neto