Departamento de Eng Produo Estradas de Ferro Via

Departamento de Eng. Produção Estradas de Ferro Via Permanente - Projeto Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa rodrigoalvarengarosa@gmail. com (27) 9941 -3300 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 1

Superestrutura – Projeto da VP • Projeto da Via Permanente – A distância entre os trilhos (bitola) – Traçado da via permanente – A quantidade de linhas, trechos a serem construídos Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 2

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola • Distância entre os trilhos é denominada bitola Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 3

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 4

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 5

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 6

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 7

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola • • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 8

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 9

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola Mista Métrica Larga Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 10

Superestrutura – Projeto da VP - Bitola Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 11

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 12

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Curva Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 13

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Tangente Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 14

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Rampa Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 15

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Plano Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 16

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • • 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 eou o trilho não suportem as forças fazendo com que o trem saía do trilho, descarrilando Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 17

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 18

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 19

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 20

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • • • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 21

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 22

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria • 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) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 23

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Cremalheira Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 24

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Cremalheira Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 25

Superestrutura – Projeto da VP - Geometria Cremalheira Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 26

Projeto 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 27

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 28

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Via Singela Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 29

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Linha Dupla Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 30

Superestrutura – Projeto da VP Entrelinha Entrevia Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 31

Superestrutura – Projeto da VP Seção Típica de uma ferrovia de linha dupla Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 32

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Tráfego Linha Singela Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 33

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Tráfego Linha Dupla Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 34

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • Outros aparelhos de via ajudam a direcionar a circulação de trens pela ferrovia – Travessão – Triângulo de reversão – Pêra ferroviária Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 35

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • O aparelho denominado travessão tem por função fazer a transferência de uma linha distinta para outra linha distinta Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 36

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Travessão Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 37

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Travessão Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 38

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias p O triângulo de reversão é usado para mudar a direção de uma composição, necessitando de se realizar recuos para que a manobra seja executada. Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 39

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias p As pêras ferroviárias são usadas para mudar a direção de circulação de uma composição, no entanto diferem do triângulo pois o trem circula Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 40

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Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias p Rotunda - só para inverter o sentido da locomotiva Giro Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 42

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias Rotunda Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 43

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • Dois conceitos importantes – Perfil compensado – Perfil Equivalente Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 44

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 45

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • 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. 000 m de ferrovia vai-se calculando o Perfil Equivalente Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 46

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 47

Projeto de Circulação de Composições Ferroviárias • 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 Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 48

Passagem em Nível Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 49

Passagem em Nível (Sinalização) Cruz de Santo de André Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 50

Passagem em Nível (Sinalização + Cancela) Cancela com Guariteiro Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 51

Passagem em Nível (Sinalização + Cancela) Cruz de Santo de André Cancela dos dois lados da ferrovia Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 52

Passagem em Nível (SINISTROOOO!!!!) Curso de Engenharia Civil - Estradas de Ferro – Departamento de Produção - Prof. Dr. Rodrigo de Alvarenga Rosa 53