PALESTRA TÉCNICA. Superestrutura Ferroviária. Engº HELIO SUÊVO RODRIGUEZ 13/11/

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1 PALESTRA TÉCNICA Superestrutura Ferroviária Engº HELIO SUÊVO RODRIGUEZ 13/11/

2 SUMÁRIO I - INTRODUÇÃO II - A MALHA FERROVIÁRIA DO BRASIL III - MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA IV - SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA V - CONSIDERAÇÕES FINAIS

3 I - INTRODUÇÃO

4 - Em Reunião realizada no dia 11/07/2012 com a ABPv ficou acordado a elaboração do Manual Básico de Engenharia Ferroviária ;

5 II A MALHA FERROVIÁRIA DO BRASIL

6 II.1 - EVOLUÇÃO II.2 - MALHA DE CARGA II.3 - MALHA METROFERROVIÁRIA

7 II.1 - EVOLUÇÃO Ano Referência / Período Extensão (km) 1854 Início (E.F. Mauá) 14, / 1889 Império 9.356, / ª República , / ª República , / 1957 Pré - RFFSA , RFFSA ,00 (Extensão Máxima) 1996 Privatização , Situação Atual ,00

8 II.2 MALHA DE CARGA Ferrovia / Operadora Extensão (Km) Estrada de Ferro Tereza Cristina EFTC - 164,00 Ferroeste / E.F. Paraná Oeste S.A ,00 Malha Norte (ALL RN) 500,00 América Logística ALL Malha Oeste (ALL MO) 1.945,00 Malha Paulista (ALL MP) 1.989,00 Malha Sul (ALL MS) 7.304,00 E.F. Vitória-Minas (EFVM) 905,00 Vale E.F. Carajás (EFC) 892,00 Ferrovia Norte-Sul (FNS) 700,00 Ferrovia Centro-Atlântica - FCA 8.022,00 MRS Logística S.A ,00 Transnordestina Logística S.A ,00 E.F. Trombetas EFT - 35,00 E.F. Jarí EFJ - 68,00 E.F. Amapá - EFA - 154,00 EXTENSÃO TOTAL ,00

9 OBSERVAÇÃO: Da extensão nominal da Malha Ferroviária de Carga de Km, cerca de km compõem a Malha Operacional Ativa. O restante da malha, isto é (65%) é subutilizada. Quais os motivos para não utilização dessas ferrovias?

10 II.3 MALHA METROFERROVIÁRIA Operadora Extensão Operacional (Km) Metrô SP 65,30 Observação 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 Metrorec 68,80 Bitola 1,60m Demetrô / BH 28,20 Bitola 1,60m CBTU 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.

11 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 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%). (Helio Suêvo Rodriguez)

12 III MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA

13 A proposição dos tópicos a desenvolver é a seguinte: 1. Introdução; 2. Projeto de Via Permanente Fases do Projeto Infraestrutura Projeto Geométrico Projeto de Drenagem Projeto de Terraplenagem Obras de Arte Especiais Obras Complementares Remanejamento de Interferências Túneis 3. Superestrutura 4. Operação 5. Material Rodante 6. Orçamento

14 IV SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA

15 A proposição para o desenvolvimento do tópico Superestrutura do Manual, inclui os seguintes itens e subitens: 1. Elementos Componentes da Superestrutura Sublastro Lastro Dormentes - Madeira - Aço - Concreto - Outros Tipos

16 1.4 - Trilho - Conceituação - Perfis - Composição do Aço - Fabricação - Recebimento - Defeitos de Fabricação - Avarias em Serviço - Vida Útil Acessórios de Fixação - Talas de Junção (Parafusos, Porcas e Arruelas, Placa de Apoio) - Fixações Rígidas - Fixações Elásticas Aparelho de Mudança de Via - AMVs

17 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 - Raio Mínimo

18 5. Metodologia de Construção da Via Permanente 6. Engenharia de Manutenção da Via Permanente - Metodologia - Tipos - Frequência e Indicadores 7. Projeto de Simulação 8. O Uso das Telecomunicações nas Ferrovias

19 ESTRUTURA DA VIA PERMANENTE SEÇÃO TRANSVERSAL TIPO Estrutura da Via Grade Esforços na Via Trilho (componente longitudinal) Dormente (componente transversal) Apoio Meio Elástico Lastro/Sublastro e Plataforma Verticais (Ex.: Carga Estática) Longitudinais (Ex.: Dilatação do TLs) Transversais (Força Centrífuga)

20 SUB-LASTRO 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.

21 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 1 - m n 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.

22 TRILHO É o perfil metálico que suporta diretamente as cargas transmitidas pelos trens, repassandoas ao dormente e servindo de via de rolamento e guia para as rodas dos veículos ferroviários.

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24 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).

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27 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. A seguir, alguns exemplos esquemáticos de AMV s:

28 AMV Lateral a Esquerda

29 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.

30 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 mv 2 Fc = força centrífuga = R 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 uma 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: St sen = B Logo: V 2 St = 13,1 R Sendo: V = velocidade em km/h R = raio da curva em metros St = em milímetros PSt B FcB mv 2 B = Fc, donde St = = = P Rmg Bv 2 gr

31 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 de velocidade, etc.

32 V CONSIDERAÇÕES FINAIS

33 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 TOTAL 218

34 Dados Pessoais Helio Suêvo Rodriguez Engenheiro Civil / Consultor Ferroviário Telefone: (21) hsuevo@yahoo.com.br Coordenador Executivo de Implantação do Programa do Banco Mundial / BIRD Companhia de Engenharia de Transportes e Logística - CENTRAL Telefones: (21) / (21) helio.suevo@central.rj.gov.br