SUPERESTRUTURA FERROVIARIA - 2000

5/17/2018 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA - 2000

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Ministerioda Educa~ao GOVERNO FEDERAL

Gerencia de Apoio ao EnsinoCoordenadoria de Recursos Didaticos

SUPERESTRUTURA,FERROVIARIA

ESTRADAS


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AFONSO CLAuDIO BENEZATH CABRAL

SUPERESTRUTURAFERROVIARIA

Vitoria - ES2005


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SU PERESTRUTURA FERROVIARIA

INDICE

COMPONENTES DA SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

Evolucao das Ferrovias 01Generalidades 02Plataforma . 05Lastro 10Dormentes 13Tri lhos e Acess6rios 21Aparelhos de Mudanca de Via 28Dimensionamento e Orcamento do Material por km de Linha Ferrea 31

CONSTRU


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A B I N A01

ESTRADAS DE FERRO

EVOLUCAo DAS FERROVIASA primeira maquina a vapor, sobre rodas, foi desenhada por Richard Trevithick, em 1804, tendo numa

experiencia arrastado 10 toneladas de ferro, 5 vag6es e 70 homens sobre uma via em Pennydonan, no Pais de Gales.A experimcia nao teve nenhum resultado pratico,

Nove anos mais tarde, Willian Hedley construiu duas maquinas a vapor para serem usadas nas minasde hulha de Wylan, proximo a Tyne. Finalmente, em 1814, George Stephenson construiu sua primeira locomotiva, aqual percorreu experimentalmente, 0 trajeto entre Stockton e Darlington. Essa foi a primeira ferrovia propriamentedita a ser destinada ao tratego regular de passageiros e pequenas cargas. Foi inaugurada a 27 de setembro de 1825,tendo levado sete anos para ser construida. Perfazia 61 km de extensao, numa unica via e tinha desvios e intervalosregulares de 400m, para assegurar a circulacao conveniente dos trens.

Pouco mais tarde, foi inaugurada tambem a ferrovia entre as grandes cidades de Manchester e Liver-pool.

No hemisferio ocidental, a primazia no desenvolvimento das ferrovias cabe aos E.U.A., com a primeiraconcessao obtida por John Stevens, conhecido como 0 "Pal das Estradas de Ferro". No entanto, a falta de recursosrnonetarios e de credito, impediram que se pudesse aproveitar a concessao que obteve em 1815.

A primeira estrada de ferro no hemlsferio ocidental foi a "Delaware and Hudson Canol Company", queem 1826, ligou per 26 km de trilhos, as localidades de Carbondale e Honesdale, cuja finalidade foi a de transportar car-vao de pedra.

Em 28 de fevereiro de 1827, a "Baltimore and Ohio" obteve concessao para 0 transporte de passageirose cargas, tendo sido assim, a primeira ferrovia propriamente dita, fora da Europa.

As Estradas de Ferro cornecararn a se propagar pelo mundo, a principio devagar, e mais tarde, de ma-neira mais acelerada, continuando a suaexpansao ate os nossos dias, notadamente apos a crise do pretroleo.

Em 1930 surgiu nos E.U.A. a locomotiva a diesel, usando como combustivel um derivado de petroleo,que se transformou em grande nurnero de palses, no principal sistema de tracao, Entretanto, ate 1965,54% das loco-motivas existentes no mundo eram a vapor.

o sistema de tracao que tem crescido consideravelmente nos anos recentes e 0eletrico. A ferrovia maismoderna, no mundo, e movida a tracao eletrica, a linha TOKAIDO, com 515 km de extensao, percorrida em aproxima-damente,3 horas, com velocidade media de 200km/hora.

o pais de maior extensao ferroviaria do mundo e 0 E.U.A., com 350.000 km de linha, seguido daU.R.S.S. com 128 000 krn, Canada corn 70 000 krn, india com 56000 krn, Australia com 41 000 km, Argentina com 40000 krn, Franca com 39 000 km e 0 Brasil com 33 000 km.

A primeira ferrovia construida no Brasil foi a Estrada de Ferro MAUA. com 16,9 km de extensao, ligan-do 0 Porto de Maua, no interior da Baia de Guanabara e Raiz da Serra, na direcao de Petropotis, inaugurada em 30 deabril de 1854, por Irineu Evangelista de Souza - Barao de Maua,

No Espirito Santo temos, hoje, duas ferrovias - a E.F.V.M. (Estrada de Ferro Vltorla a Minas), perten-cente a Companhia Vale do Rio Doce, com aproximadamente 180 km de extensao, em terrltorio capixaba, ligando 0Espirito Santo a Minas gerais, e E.F.L. (Estrada de Ferro Leopoldina). pertecente a R.F.F.S.A., com aproximadamente250 km em terrltorio capixaba, ligando 0 Espirito Santo ao Rio de Janeiro. Chegamos a ter tres outras ferrovias, hojeerradicadas, ligando Nova Venecia - Sao Mateus, Castelo - Cachoeiro do Itapemirim e Marataizes - Cachoeiro do Ita-pemirim.


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P A G I N A02 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

GENERALIDADES SaBRE ESTRADAS DE FERROVANTAGENS E DESVANTAGENS DAS ESTRADAS DE FERRO QUANDO COMPARADASCOM OUTROS MEIOS DETRANSPORTERS:

VANTAGENS:a- Conexao crescente do mirnero de vaqoes, movimentados economicamente por grandes distan-cias e por reduzido numero de pessoal (comparado com carnlnboes):

b- A operacao ferrovlarla independe das condicoes chmatlcas:c- A operacao ferroviarla apresenta condicoes propicias para completa automatizacaod - Aproveitamento enerqetico mais racional e eficiente;e- Possibilidade de desenvolver, sobre a linha ferrea, velocidades elevadas;f- Permite 0 uso de veiculos ferrovlarlos com elevada carga por eixo.

DESVANTAGENS

a- As ferrovias nao oferecem 0 transporte "porta-a-porta". Os carninhoes oferecem um transportemais rapido devido as facilidades de deslocamento entre os pontos de embarque e desembarquedas cargas;

b- Custos elevados de investimento (custos fixos). Necessidade de transporte em larga escala, paraa dimlnulcao de custos;

c- Problemas de bitolas. Necessidade de baldeacao de cargas entre ferrovias de bitolas diferentes.CLASSIFICA


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

RODOVIA { Velocidade diretrizCaracterfsticas do terreno (plano, ondulado, montanhoso)Volume de tratego.FERROVIA

Velocidade diretrizCaracterfsticas do terreno (plano, ondulado, montanhoso)Volume de trategoBitolaPeso por eixo (trern-tipo)Tipos de tracao. .

c- ElementosSecao transversal, raios mfnimos de curvatura horizontal, curvas de translcao, tangentes mfnimas,

rampas rnaxlmas (usam-se, em ferrovias, rampas compensadas), curvaturas verticais (concavas e convexas), distanciade visibilidade, superelevacao, superlargura, gabaritos, grau de curva (em rodovias - G 10 e G 5 e em ferrovias - G20), trens-tipo.

CONSTITUICAo DA LlNHA

Trilhos e cce ssdrtcsDormentes

a- Infra-estruturaCompreende os aterros, cortes, drenagens, obras de protecao, pontes, viadutos, tuners, cercas, rede

eletrlca e de comunicacoes etc.b- Superestrutura

Compreende lastro, dormentes, trilhos e acess6rios.A superestrutura deve cumprir as seguintes finalidades basicas:

- Manter a exata geometria entre os trilhos (afastamento, inclinacao sobre a vertical, nivelamento longitudinal etransversal);- Permitir que os vefculos circulem suavemente e com sequranca:- Transmitir as cargas dos vefculos para a infraestrutura, sem apresentar deforrnacoes permanentes.

c- BitolaE a distancia invarlavel entre ostrilhos.1'1I9gi Iii 5111111 utsei)( I.,"pelff ie '1 w Iskll!1 til d S Iiill 10$.A bitola e definida ap6s estudos tecnlcos e economlcos, sendo facultado a cada pals definir a bitola que

melhor Ihe convier, em funcao do tratego adotado.

P A G I N A03


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P A D I N A04 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

J6mm------- -------bitolo

A bitola estreita apresenta como vantagens:a) Curvas de menor raio;b) Menor largura da plataforma;c) Economia de lastro;d) Economia de dormentes;e) Economia de obras de artes correntes e especiais;f) Menor resistencia a tracao, nas curvas.

Como desvantagens:a) Menor capacidade de tratego;b) Menor velocidade;c) Necessidade de baldeacao, nos entroncamentos com ferrovias de outras bitolas.

d) Quadro de Bitolas no mundo

EUROPA:- Alemanha Ocidental (DB) ............................... 1 435 mm- Alemanha Oriental (DR) .;........................................ 1 435 rr.m- Austria (OBB) ......................... 1 435, 760 e 1 000 mm- Belgica (SNCB) ..................................... 1 435 mm- Checoslovaquia (CSD) ................ 1 435, 1 000, 1 524 e 750 mm- Dinamarca (DSB) ................................... 1 435 mm- Espanha (RENFE) ............................ 1 668 e 1 006 mm- Finlandia (VR) ................................. 1 524 mm- Franca (SNCF) ............................. 1437 mm- Holanda (NS) ............................. 1 435 mm- Hungria (M.A.V.) .......................... 1 435, 760 e 1 524 mm- Inglaterra (BR) ............................. 1435 e 597 mm- ltalla (FS) ...................................... 1 435 e 950 mm- Noruega (NSB) ............................. 1 435 ITIIT- Polonla (PKP) .................... 1 435, 1 000, 800, 785, 750 e 600 mm- Portugal (CP) ........................ 1 665 e 1 000 mm- Romania (CFR) ............................. 1 435, 891 e 1 524 mm- Suecia (SJ) ........................... 1 435, 891 e 1 067 mm- Sui~a(SBB, CFF, FFS) ........................... 1 435 e 1 000 mm- luqoslavla (JZ) ................... 1 435, 1 000, 760 e 600 mm

AMERICA:- Argentina .......................... 1 000, 1 6767 e 750 mm- Brasil ............................ 1 000, 1 600, 1 435 mm- Canada ........... ,...................................... 1 435 mm- Colombia .............................. 914 mm- cu ba ...... ~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 435 mm- Estados Unidos .............................. 1 435 mm- Mexico ................................... 1 435 mm- Venezuela ......................... 1 435, 1000 e 762 mm


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A G I N A05

AFRICA:- Africa do Sui 1 067 e 610 mm- Arqelia- Congo

1 435, 1 955 e 1 000 mm1 067 mm

- Eti6pia 1 000 mm- Guine 1 000 e 1 435 mm- Marrocos .- Mauritania .- Hodesia .

1 435 mm1 435 mm1 067 mm

ASIA:- Filipinas 1 067 mm- India 1 676, 1 000, 762 e 610 mm- Israel 1 435 e 1 050 mm- Japao 1 067, 1435 e 1 372 mm- Libano 1 435 e 1 050 mm- Russia 1 520, 1 435, 1 067, 1 000 e 600 mm- Vietname 1 000 mm

OCEANIA:- Australia 1 435, 1 067 e 1 600 mm- Nova Zelandia 1 067 mm

PLATAFORMA FERROVIARIA

1. INTRODUCAo

Plataforma ferrovlaria eo suporte da estrutura da via, a qual recebe, atravss do lastro, as tensoes devi-das ao tratego e das demais lnstalacoes necessaries a operacao ferroviaria, como: posteacao da rede eletrica, condu-tores de cabos etc.

Basicamente, a plataforma e constitufda por solos natura is ou tratados, no caso de cortes e aterros, ouentao por estruturas quaisquer, no caso de obras de arte. I

Na construcao das primeiras estradas, pouca lmportancia era dada ao estudo da plataforma (infraes-trutura), quanto aos materiais com que eram form ados os aterros ou os cortes.

S6 recentemente cornecararn a aparecer, na literatura tecnica ferroviaria, destaques a importancia quetem oestudo pormenorizado da plataforma: sua forma, sua constituicao e as tensoes a que esta sujeita.

2. CARACTERISTICAS GEOMETRICASAs caracterfsticas geometricas da plataforma dependem, principalmente, de: bitola, nurnero de linhas,

altura de lastro, tipo de dormente. Estes fatores influem, basicamente, em sua largura. A altura e funcao das condicoestopog raficas.


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A G I N A

06 ET~E51 b t v 1

J \ , m-t :m 1

~

f wT

t dhI l

b- comprimento do dormented- al tura do dormenteh- espessura mlnlma de tastro1- largura do lastro

3- FUN~Ao DA PLATAFORMAAs plataformas ferroviarias tern como funcao, proporcionar apoio a estrutura da via, demodo que nao

sofra deformacees que lmpecam ou influam negativamente na exploracao, sob as condlcoes de tratego que determi-nam 0 tracado da linha.

Para que 0 apoio nao sofra deforrnacoes ou nao influa negativamente no tratego, enecessario que aplataforma tenha certas caracterfsticas de reslstencia, que precisam ser alcancadas, sempre que posslvel, durante apropria construcao,4- CARACTERfsTICAS GEOTECNICAS

Quanto ao aspecto qeotecnico, e importante assinalar os dois elementos basicos que 0 definem: anatureza eo estado. Quanto ao estado, muitas vezes, pela natureza, um material pode ser de excelente qualidade, maspor um motivo qualquer (excesso de agua, gelo etc.) pode encontrar-se em estado que modifica inteiramente suasqualidades primitivas.

A natureza do solo pode ser conhecida atraves dos seguintes fatores: ldentificecao visual, granulo-metria, sedirnentacao, limites de Atterberg (LL, LP, IP), CBR e em alguns cases,0 equivalente de areia, conteudo deCO,CA e materia orqanica.

o que mais interessa a infraestrutura ferroviaria e conhecer a capacidade dos varies materiais naconstituicao das diversas camadas da plataforma.5- TIPOS DE PLATAFORMA

As plataformas desolo saotres tipos: em solo natural, em corte e em aterro.No caso de plataforma em solo natural, verificadas ascaracteristicas de resistencla do terreno, seriio

apenasnecessarios0 desmatamento e a reqularizacao do mesmo.Quando se trata de cortes,uma vez terminada a escavacao, as caracterfsticas geomeci'micas caso

atendam as exlqencias de capacidade de resistencia e deforrnacao, a secaotrabalhada sera naturalmente incorporadaa plataforma.

Arocha nao deve ser considerada bom material para uma espessura reduzida de lastro( 30ern), sendo preferivel continuar a escavacao,colocando uma argila compactada.

Em aterros, existem muitas lndlcacoes quanto a materiais que podem formar a estrutura de umaterro ferroviario, por exemplo, baseando-se nos limites deAtterberg (LL, LP, IP) e no CBR.


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Conhecidos, entretanto, os materiais adequados pelas tabelas de A. CASAGRANDE, 0 dimensiona-mento das diversas camadas do terrapleno, pode ser feito atraves do conhecimento do CBR apenas. Como as pres-soes realmente importantes, devidas a carga movel se dao ate aproximadamente a 3 m de profundidade em relacaoao dormente, procura-se dimensionar e classificar com 0maximo rigor as diversas camadas, ate essa profundidade.As camadas do terrapleno para esseefeito sao: sublastro, material selecionado e subleito.6. DIMENSIONAMENTO DA PLATAFORMA

6.1. Consideracoes iniciaiso estudo do dimensionamento da plataforma, tem por objetivo, em funcao da altura do lastro, 0conhe-

cimento de:a. Espessura e caracterfsticas do sublastrob. Espessura e caracteristicas da camada de material selecionado (MS) que fica logo abaixo do sublastroc. Espessura e caracteristicas das demais camadas do terrapleno.

Quanto maior for a espessura do lastro, maiores serao os recalques na plataforma, com a repeticaoda carga movel.

Deve-se conciliar a altura do lastro com a pressao na plataforma e 0 recalque. A altura do lastroaconselhavel esta em torno de30 cm sob 0dormente.

6.2 Sublastroo sublastro e a camada de material que completa a plataforma e que recebe 0 lastro. Sua funcao e ab-

sorver os estorcos transmitidos pelo lastro e transferl-Ios para 0 terreno subjacente, na taxa adequada a capacidade desuporte do terreno referido. Seu funcionamento e semelhante ao da sub-base dos pavimentos rodoviarlos. Alern dis-so 0 sublastro nao devers permitir a penetracao dos agregados situados na parte inferior do lastro, tendo ainda quepropiciar uma perfeita drenagem das aguas dele provenientes.

6.3. Material selecionadoCamada lnterrnediaria de material situada entre 0 sublastro e 0 subleito, considerada como reforco do

subleito, para que as diversas camadas da plataforma nao tenham varlacao muito grande de CBR.6.4. Tensoes admissiveis na plataforma

As tensoes na plataforma ferrovlaria, ate epocas recentes e seguindo diretrizes utilizadas nas rodovias,eram de modo a considerar que 0CBRnao fosse inferior a 4.

Do mesmo modo 0 fndice de grupo, pode definir a capacidade resistente da infraestrutura, de acordocom 0quadro:

TERRENOExcelenteBomRegularMau

INDICE DEGRUPOo4920

Modernamente, as tensoes admissfveis na plataforma, tern sidodeterminadas por estaformula, atrlbul-da a HEUKELON, aplicada em rodovias:


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08 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

II 0,006 . Edu adm = 1+0,7 log Nonde: Ed = m6dulo de elasticidade do solo obtido em condlcoes dinarnlcas (Ed ~ 100 CBR)

N = nurnero de ciclos. Varia conforme a classe da ferrovia em estudo.6Exemplo: Classe A: N = 2,2 x 106Classe B : N = 1,6 x 106Classe C : N = 1,0 x 106Classe D: N = 0,6 x 10

6.5. Distriouicao de pressoes no lastro

Calcula-se a distribuicao da pressao abaixo do dormente, transmitida para 0 lastro e a plataforma, atra-vas da seguinte f6rmula:Ph = 53,87h1,25 . Pm (F6rmula TALBOT)onde : Ph = Pressao a profundidade h (kg/cm 2) .

Pm = Pressao a superficie do lastro (kg/cm2)h = Profundidade abaixo do dormente (cm)

A f6rmula de Talbot a vallda somente para h >24,3 em, pois para esse valor tem-se Ph = Pm. Elaapresenta boa margem de sequranca para determinacao das pressoes a uma profundidade h abaixo do dormente.

6.6. Crlterios de dimensionamento

A preocupacao por um detalhamento rigoroso das diversas camadas da plataforma ferroviarla e relati-vamente recente, mesmo nos paises de grande progresso tecnol6gico no setor ferrovlario,

Ainda existem duvidas quanto a necessidade ou nao do sublastro, sendo pouco empregado, em ferro-vias brasileiras,

Procura-se estabelecer uma metodologia de dimensionamento das camadas, partindo da pressao sobreo lastro e do conhecimento do CBR do material do subleito que vai receber 0 material selecionado (MS).

Como a distribulcao de pressoes e diferente ao longo das diferentes camadas, de diversas granulome-trias, tem-se que admitir um coeficiente de dlstribuicao (CD) para cada camada, tomando por base 0 do lastro. 0 coe-ficiente de distribuicao de cada uma das camadas, em relacao ao lastro, sera:

LastroSublastroMaterial selecionado

CD = 1CD = 0,87CD = 0,69

Metodologia de calculo:

1. conhece-se 0 CBR do subleito que vai receber as tres camadas principais da ferrovia: lastro, sublastro e materialselecionado (MS).

2. conhece-se 0valor Pm da pressao exercida sobre 0 lastro.3. classiflca-se a linha em estudo num dos grupos A, B, C eD, significando dizer que se tem 0valor de N.


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P A I U N A09UPERESTRUTURA FERROVIARIA

4. Das f6rmulas:0,006 Ed- De HEUKELON: a ' adm = 1+0,7 .Iog N

- De TALBOT: Ph = 53.87 Pmh 1,255. Sendo (( adm ~ Ph, tem-se:

h ~ ( 53,87 . Pm ) 0,87 q'adm

6. 0 valor de h obtido e a soma das alturas de lastro, sublastro e material seleeionado (MS), admitindo que os mate-riais sejam de pedra para olastro.

7. A altura h1 de lastro pode ser ealeulada identieamente, desde que se estabeleca ou se tenha 0CBR sobre 0sublas-tro. Pode-se tarnbem admitir um valor eompativel (por exemplo h1 = 30 em), uma vez que nao ha convenlenclapara que se adote alturas exeessivas.

8. Como 0 CBR do MS deve estar sempre em torno de 10, pode-se estabeleeer CBR = 10 para 0MS e ealeular de mo-do analoqo a altura hs aeima do MS.

hs = altura de lastro + altura de sublastro = h1 + hs19. Conheeendo-se h, h1 e hs1, ealeula-se a altura do MS (hms)

hms = h - h1 - hs1 = h - hs10. As alturas hl,hs1 e hms sao fietieias, visto que estao com os mesmos eoefieientes de distrlbulcao,Fazendo a correcao com os eoeficientes citados, tem-se:

altura do lastroaltura do sublastroaltura do MS

= h1= hs1 x 0,87= hmsx 0,69

Exemplo: Considerando 0 CBR do subleito igual a 3, pressao do lastro (Pm) igual a 4 kg/em2 e a estrada do grupo Bonde N = 2 x 106, terernos:

Ed = 100 CBR = 100 x 3 = 300

(J'adm 0,006 x Ed 0,006.300= = 1 + 0,7 . log 2 10 6+0,7 . log N1,8 1,8= =1 + 0,7 . 6,30103 5,41072

= 0,3327 kg/em2h > ( 53,87 pm) 0,8

adm (53,87.4 ) 0,8

) 0,3327h = (647,723) 0,8h = 177 em


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P A G l i A10 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

Considerando a altura do lastro igual a 30 em:h1 = 30CBR = 10 do MSCBR = 10 ~ Ed= 1000

c r adm = 0,006.10005,41072 5,410726 = 1,1089 kg/em2:hs (53,87 . 4 )0,8> 1,1089 = 68 em

hs1 = 68 - 30 = 38 emhms = 177 - 68 = 10gem

Dimens6es efetivas:altura do lastroaltura do sublastro

= 30 em= 38 x 0,87 = 33 em

altura do material selecionado = 109 x 0,69 = 75 em

L Sublostro I hsl :/ Moteri 01 selecionodo iII hmssu ble l to

LASTRODefini~ioE a parte da superestrutura situado entre 0 dormente e a plataforma. Econstitufdo por uma camada de material resistente, sobre 0qual sao assentados osdormentes.Finalidades

- Distribuir a carga da linha e do material rodante, uniformemente sobre aplataforma, com pressao uniforme e reduzida (sem0lastro os dormentes afundariamnaplataforma);


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A G I N A11E T f = E 5

- Sobrepondo-se a plataforma, suprimir suas irregularidades, formando urnasuperficie continua e uniforme para 0dormente;

- Estabilizar vertical, longitudinal-e lateralmente a via;- Amortizar as a~Oesdos veiculos sobre a via;- Manter os dormentes em sua posicao correta;- Permitir 0escoamento das aguas de chuvas para fora da plataforma;- Assegurar 0 perfeito alinhamento e nivelamento dos trilhos, nas tangentes e no

arredondamento das curvas;- Dificultar a capilaridade (subida d'agua ate os dormentes);- Dificultar 0crescimento da vegetacao:- Elasticidade (funcionar como suporte elastico da via).

ElasticidadeQuando 0 trem desloca-se sobre a superestrutura da via, existe 0 movimento

oscilat6rio, isto e, a via sobe e desce na passagem de cada eixo. Esses movimentoscausam urna perda de energia que se traduz por urna maior resistencia a tra~ao.

A energia absorvida depende do coeficiente de elasticidade da linha, sendo que 0lastro muito elastico (mal socado), resulta em maior movimento oscilat6rio econseqiiente perda de energia e, rigidez elevada do lastro a urn justa valor, resulta emmovimentos oscilat6rios pequenos e menor resistencia a tra~ao.Caraderfsticas de um bom lastro

Qualquer material a ser utilizado como lastro ferroviario, deve atender a certascaracteristicas que nao 0inviabilize e que atenda as finalidades requeridas de urn bornlastro, sao elas:Resistencia - para suportar os esforcos das cargas m6veis.Durabilidade - para resistir aos desgastes e a~aodo tempo.Estabilidade - para nao se deformar e nao se deslocar sob a a~aodos esforcos.Drenabilidade - para permitir 0 rapido escoamento das aguas de chuvas.Limpeza - para nao permitir 0 crescimento da vegetacao e propiciar melhordrenabilidade.Materiais Utilizados

Desde que urn material atenda as caracteristicas de urn born lastro, ele podera serutilizado para tal finalidade.

Q~__'~~riais ).I!!ais fr~,qiie~t~~_ente~s~dos , ~~_9: __ _ _ . -- -Terra - e 0mais barato mas, em compensacao, 0 pior tipo de lastro. Alem de propiciar 0crescimento da vegetacao, em epocas de secas produz poeira e, em epocas de chuvas,produz bolsOes de lama sob 0 dormente, causando 0 desnivelamento da linha(laqueamento da linha), podendo causar acidentes.Saibro - material pouco melhor que a terra, mas que nao reline qualidades de urn bornlastro.Areia - nao se altera em presen~a das aguas, oferece boa drenagem e boa resistenciamas, produz urna poeira de graos muito duros, sendo prejudicial aos trilhos, rodas epecas dos vagOes e locomotivas, por ser poderoso abrasivo, causando desgasteprematuro.Cascalho - pouco melhor que a areia porque nao pode ser arrastado pelas aguas e pelovento. E urn bornmaterial quando quebrado, formando arestas vivas.Seixo rolado - apresenta como inconveniente a forma arredondada que diminue 0atrito entre si, facilitando 0desnivelamento e desalinhamento da via. Quando quebrado,formando arestas vivas, e urn 6timo material. ~ --~--~ --


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ET~E5A G I N A12 SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP6 de pedra - apresenta os mesmos inconvenientes da terra e da areia.Brita zero - boas caracteristicas mas, apresenta deflciencia na firmeza da socaria, devidoa pequena dimensao dos graos,Esc6ria de alto fomo - ap6s a sua fragmentacao para se adequar as normas de lastro, econsiderado como material de excelente qualidade, sendo inferior apenas a rocha. Muitoutilizado em desvios ou ramais de industries siderurgicas.Pedra britada - considerado 0melhor material para lastro. E resistente, inalteravel aosagentes atmosfericos, permeavel e permite urn perfeito nivelamento. As principaisrochas utilizadas para a britagem, sao: arenito, basal to, granito, gnaisse, calcario, etc.Destes, 0 de melhor qualidade e 0 basalto, sendo no entanto 0 mais diffcil de serencontrado, em qualquer regiao.Especifica~oesDimensoes e granulometria

As pedras utilizadas como lastro nao devem ter grandes dimensOes pois, nestecaso, funcionam como "cunhas" e 0 nivelamento da via tern pouca duracao. Por outrolado, dimensOes muito pequenas acarretam urna rapida colmatacao do lastro, perdendosua funcao de drenagem.

Utiliza-se britas que tenham dimensOes entre 3/4" a 3" (2 a 8 em).A granulometria prevista pel a ABNT, segue as especificacoes da A.R.E.A., com 4tipos de lastro: 3/4"a 11/2" ,3/4" a 2" ,3/4" a 21/2" e 3/4" a 3".Peso espedficoA brita deve ter urn peso espedfico elevado, na ordem de 2,7 t/m".Resistencia ao esmagamentoDeve ser maxima, cerca de 700 kg/cm2 Para os ensaios, utilizam-se corpos de

prova serrado em cubos de Scm de aresta.SolubilidadeA solubilidade do material utilizado como lastro, deve ser a minima possivel.AbrasioPodera ser determinada pelo ensaio de "Los Angeles" ou "De Val" , onde severifica 0desgaste por atrito.Absor~ioDeve ser a minima possivel para pedras de alta qualidade. A absorcao maximacl_everaser de 8g / dm".

Perfil o perfil do lastro varia conforme a velocidade, frequencia, peso dos trens ecapacidade de suporte da plataforma, isto e, segundo a importancia da ferrovia e do seutrcifego.

I laroura

II14D /I< J J 1 IJ . . J / c.< 1 . 1 /..1 .d~

haltura


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SUPERESTRUTURA FERROVIAR IAP A G I N A

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ReforcoQuando necessario, faz-se 0 reforco do lastro. Isto acontece quando existir :- aumento de trMego;- cornpensacao de volume devido ao recalque continuo do lastro na plataforma;- compensacao do volume devido a limpeza parcial ou total.Quando 0 lastro penetra na plataforma, formando uma bolsa de lastro, e

necessaria a inspecao e sondagens no local, para verificar a profundidade eextensao dabolsa. Tal problema e corrigido por meio de injecao de argamassa (cimento e areia)atraves de equipamentos especiais.Services

Consistem em:a. Conservacao -limpeza parcial, socaria, nivelamento e alinhamento.b. Renovacao -limpeza parcial ou total, correcao da plataforma, reforco com pedra nova,socaria, nivelamento e alinhamento.Espessura

A espessura do lastro e funcao das pressoes exercidas pela superestrutura naplataforma, press6es estas decorrentes das cargas m6veis.

Na via ferrea, a distribuicao das pressoes exercidas para cada dormente ,decorrente das passagens das cargas m6veis, se transmite a uma grande area daplataforma.

A espessura da camada do lastro deve assegurar uma boa distribuicao das cargasna plataforma, de acordo com a natureza do solo.Manutencau do lastroPara que 0 lastro conserve suas caracteristicas por urn tempo mais longo e atinjasua finalidade mais eficiente , e necessario que se tome os seguintes cuidados:

Nao permitir terra sobre 0mesmo e quando tal acontecer, retirar imediatamente,antes que penetre no seu interior.

Impedir 0crescimento de vegetacao que conseguem florescer no seu interior.Manter boa drenagem da plataforma a fim de impedir que as aguas de chuvas

permanecam empocadas no seu interior ou mesmo lateralmente, que certamente iraproduzir Bolsasde Lastro.

Nos locais de plataforma umida, deve-se procurar seca-Ias, atraves de valasprofundas paralelamente ao lastro ou atravessando-o de um lado para 0outro. Estasvalas, devem ser preenchidas com brita de boa qualidade, afim de evitar 0desmoronamento de suas paredes, sem .Impedir 0escoamento das aguas superficiais esubterraneas.

Manter 0ombro da brita no minimo com 30cm para evitar 0"despuchamento" davia; e no maximo com 50cm por questao de estetica (beleza), nos lugares onde hajasobra de material ocasionada por descarga mal feita.

Manter 0Lastro batido na sua superficie, principalmente entre os dormentes afimde assegurar uma boa ancoragem dos dormentes.

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DORMENTES

1. HISTORICOSao elementos que se situam na direcao transversal ao eixo da linha, sobre os quais se colocarn os tri-

Ihos e, constituem atraves da fixacao, no elemento de unlao entre 0 trilho e 0 lastro, formando com eles, a superes-trutura da via. Sao considerados um dos componentes da superestrutura de maior irnportancia, e por isso, tern sidoobjeto de constantes pesquisas, visando melhorar a sua capacidade de reslstencla, aumentar a sua vida utll e reduzirseuscustos. Existem, hoje, tres tipos principais de dormentes, em uso: Madeira, a90 e Concreto.

Dos tres tipos, 0 que reune melhores qualidades e 0 de madeira, seguido do de concreto, que tem al-cancado um avanco tecnol6gico bem acentuado, competindo com os demadeira nas linhas de alta velocidade, princi-palmente na Europa. Existem dois aspectos principais dosdormentes para a sua classiflcacao:0 de material de constituicao e a forma e caracterfsticas externas.

2. FINALIDADEa. distribuicao das pressoesdos trilhos sobre 0 lastrob. rnanutencao correta da bitola da linhac. garantia de alinhamento dos trilhosd. fixacao dos trilhose. nivelamento dos trilhosf. absorcao dos esforcos transversais e longitudinais (choques e vibracoesl,

3. CONDIC;OESTEORICAS DETRABALHOa. os dormentes golpeam 0 lastro, na passaqern das cargas m6veisb. no lastro socado em toda a extensao.dos dormentes, a flexao e anormal (figura 1). No lastro socado embaixo dosdormentes, abaixo dos trilhos (30 a 40 cm de cada lado) a tlexao e normal (figura 2).

Deformac;oo e r u p t u r c do dbrmenteSocagem em toda e x t e n s d o do dormente( fig. I )

(fig.2 )

c. asdiffceis condicoes de trabalho dos dormentes, exigem boa conservacao e duracaod.o comprimento dos dormentes independe do peso dos eixos, e funcao da bitola e do material dos dormentese. 0 dormente muito comprido, estreita a bitola (figura 3)e, 0 dormente muito curto, alarga a bitola (figura 4).

( fig.3 ) (fig.4 )


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f. 0 dormente deve ter uma boa resistencia e ser 0 mais pesado possivel, para evitar a tendencia ao levantamento daviag. 0 espacamento entre dormentes deve permitir uma soca eficiente, geralmente minimo de 25 a 30 cm e maximo de50 cm entre eixosh. a posicao usada para os dormentes e a transversal a linha (perpendicular ao eixo da linha), sendo que esta sendousado, em fase experimental 0sentido longitudinal ou longarinas.

4. DORMENTES DE MADEIRA

Sao os mais usados no mundo, principalmente pelas qualidades naturais. Sao mais resistentes e elasti-cos.

4.1. Extracao, Forma e Dimens6esOs dormentes na sua extracao podem ser serrados ou lavrados. Apresentam a forma prlsrnatlca. suas

dimens6es sao em funcao da bitola. Em geral, temos dormentes de comprimento de 2m a 2,80m, altura de 0,13 a0,18m e largura de 0,20 a 0,25m.

4.2. Empilhamento e SecagemSao empilhados de 50 a 100 dormentes, em forma de fogueira, conforme sua categoria e a qualidade da

essencla, Deve existir no empilhamento, uma boa circulacao de ar e 0 local deve ser limpo para se evitar os fungos.o tempo de secagem e varlavel, em torno de 6 meses. Deve ser feito um perfeito controle de qualidade e secagem.4.3. Entalhacao e FuracaoOs dormentes sao entalhados (rebaixados) na regiao de apoio dos trilhos, para receberem as placas de

apoio. Este entalhamento deve deixar a superficie de apoio das placas lisa e plana.Os dormentes sao furados no entalhamento, para permitir a fixacao dos trilhos e das placas de apoio,

nos dormentes. Estes furos acompanham a furacao das placas de apoio e devem ter diametros menores que 0 pregode linha (elemento de fixacao do trilho ao dormente). Tanto a entalhacao como a turacao podem ser feitas manual-mente ou atraves de equipamentos apropriados.

4.4. Medidas contra FendilhamentoNa secagem dos dormentes, geralmente acontece que a parte externa seca mais rapidamente que a

parte interna,aparecendo com isto, as fendas nos dormentes.Existem varies dispositivos.contra 0 fendilhamento, para que nao se condenem os dormentes antes do

seu uso em ferrovias. Dentre estas medidas temos a cintagem e os parafusos. Estas medidas visam impedir que asfendas aumentem devido aos esforcos causados durante a passagem das cargas m6veis.

Fendas


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4.5. DatacaoNa deterrninacao da vida efetiva dos dormentes, sao usados os pregos datadores.Nos lotes de dormentes, ou individualmente, sao cravados pregos datadores que acusam a data de sua

utilizacao na linha, para com isto, na epoca certa, haver a troca dos dormentes que atingiram 0 limite de sua vida util,Este sistema pode ser substituido pela utilizacao de programas de computacao,

4.6. HecuperacaoQuando 0 dormente atinge 0 limite de sua vida util, em ferrovias principais e, ainda apresentam carac-

terfsticas que mostram poderem ser utilizados em ferrovias secundarias (desvios, linhas secundarias, linhas provis6-rias etc.) eles sao recuperados e reutilizados. Esta recuperacao consiste em se fechar os furos de flxacao com tarugosde madeira, verificar as fendas e se fazer a cintagem etc.

4.7. Classificacaoa. Quanto a finalidade: dormente de via

dormentes especiais - pontes e chavesdormente de cerne. Quanto ao tipo:dormente branco

c. Quanto ao tratamento: tratadosnao tratados

d. Quanto a qualidadeda madeira:(durabilidade)

-madeiras durassemi-durasmolesbrancas (tratadas)

1~ classe - dureza media provavel - 10 anos2~ classe - dureza media provavel - 5 anos3~ classe - dureza media provavet - 3 anos

Esta classif icacao depende do service florestal.4.8. Vantagens e Desvantagensa. Vantagens: ResistmciaElasticidadeFaci lidade de substitulcao da fixacaoFacilidade de manuseio - carga descarga e aplicacaoNos casos de descarrilhamento, nao sofrem muitoReemprego em linhas secundarias

Bom isolamento em linhas sinalizadasb. Desvantagens: Apodrecimento progressivo e rapido (nao tratados)

Queima quando usada tracao a vaporNao mantern firme a flxacaoDesgaste mecanicoSujeito a escassez

4.9. Tratamento ou Preservacao dos dormentes de Madeira4.9.1. Durabi lidade dos DormentesA durabilidade dos dormentes depende de:

ClimaDrenagem do lastroVolume, peso e velocidade do trMegoCurvatura da l inhaUso da chapas de apoioEpoca do ana para 0corte da madeiraIdade da madeira e grau de secagemNatureza do terreno de que e extra fda a madeiraEspecie de madeira empregada


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4.9.2. Causasprincipais da Deterioracao dos Dormetes de Madeiraa. Apodrecimento - acao def ungos e cogumelos. Umidade e falta de aeracaob. Fendilhamento - depende da epoca do corte e secagem da madeirac. Desgaste - acao mecanica dos trilhos ou chapas de apoio, sob a acao das cargas. Movimento dos pregos ou tire-

fonds alargando os furos, permitindo a penetracao da umidaded. Bepreqacao - acerto da bitola, novos furos para pregos, permitindo a penetracao da umidadee. Outras causas - descarrilamentos, brasas de caldeiras.

4.9.3. Meios deAtenuar asCausascortar os dormentes naepoca certaFazer pilhas para a secagemAplicar cintas e parafusos contra fendilhamentosAplicar tnedidas contra desgasteTratar asmadeiras

4.9.4. Necessidade e Conveniencia do TratamentoDurabilidade dos dormentes quanto ao desgaste e apodrecimentoAlongamento da vida utilDestrulcao dos fungos

4.9.5. Produtos UsadosBieloreto de mercuricCloreto de zincoSulfato de ferroPentaeloro fenolSais de WolmanArseniato de cobreCreosoto (0 melhor)CREOSOTO

Da destllacao do alcatrao, produto proveniente por sua vez da destllacao da madeira, obtern-se umsub-produto, oleaginoso, incolor, odorants, muito venenoso, pouco soluvel em agua, inflamavel a cerca de 2002 C,denominado Creosoto.

Tem a propriedade de coagular a albumina e impedir a decomposicao das rnaterias orgfmicas.Da destilacao do carvao de pedra e do petr6leo, obtem-se produtos analoqos, que, por extensao, sao

chamados, tarnbern, creosoto.Na composlcao do creosoto encontra-se acido fenico, sendo a acaopreservativa desse produto devida a

presenc;:adeste acldo,4.9.6. Tratamento de dormenteso tratamento dos dormentes empregados nas linhas ferreas pode serfeito por dois processos gerais,que sao: tratamento superficial e tratamento por impreqnacao ou penetracao.Tratamento superficialConsiste em:

a. Nacarbonizacao superficial da madeirab. Na pincelagem damadeira, superficialmente, com um preservativoc. No mergulho rapido da madeira, ern um liquido preservativo.

Como e evidente, qualquer desses processos protege somente a parte externa da madeira. Enquantonao se modifica a estrutura dessa parte, a protecao e eficiente. Porem, qualquer ruptura da capa protetora, permite apenetracao dos agentes destruidores.

Tratamento por lrnpreqnacao ou PenetracaoPor este meio, nao s6 a camada externa fica protegida, mas, tambern, 0 interior da madeira, tanto mais,quanto mais aperfeic;:oadofor 0 processo de tratamento empregado.

Baseia-se na propriedade que tem a madeira de absorver os liquidos, mais ou menos, de acordo com 0seu estado de hidratacao.- - - ----- -- -----


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Conforme a pressao operante, subdivide-se em duas classes: a pressao normal a alta pressao

Pressao normalProcesso de lmersao simples ou de KyanConsiste na imersao da madeira na solucao preservativa, durante um tempo determinado. Consegue-

se, assirn, certa psnetracao do preservativo, que nao ultrapassa de 2cm. Quando 0 preservativo usado a 0sublimadocorrosive, a operscao toma 0nome de Processo de Kyan.

A profundidade da penetracao depende da consistencla da madeira e da duracao do banho.Esta a regulada pela formula pratica:N = p + 1,ondeN = ruimero de diasp = espessura da madeira, em polegadas.Processo de Tanques AbertosTarnbem chamado dos Banhos Quentes. A madeira a imersa em um tanque contendo Creosoto ou

Penta-Cloro Fencl, aquecido a 100'? C, durante 4 a 6 horas. Apos, mecanicamente, passa para outro tanque, contendoCloreto de Zinco, Fluoreto de Sodlo ou rnesrno, Creosote. a temperatura normal.

No banho quente sao eliminadas parte do ar e da seiva existente na madeira.Ao passar para 0 banho frio, a mudanca brusca de temperatura provoca a contracao do vapor d'aqua e

do ar ainda existentes no interior da madeira, facilitando, assirn, a absorcao do preservativo.Por este processo podem ser tratadas madeiras verdes e secas. este a 0mais eficiente dos processos

executados a pressao normal. Os resultados obtidos sao os que mais se aproximam dos conseguidos com os proces-sos de alta pressao,

Os processos de classe b (a alta presseo) sao os que sao executados com 0 emprego de alta pressao.Por este meio, consegue-se uma penetracaoprofunda do preservativo, impossivel de ser conseguido atraves de qual-quer dos processos descri tos. Sao eles os seguintes:

1. Processo de BoucherieE utilizado no tratamento dos postes e dormentes.E 0 unlco dos processos de alta pressao que pode ser aplicado no tratamento da madeira verde. Pode

ser aplicado, inclusive, no interior da floresta, antes de descascar a madeira. A ascensao da seiva arrasta 0 preservati-vo.

A aplicacao a feita a pressao, A pressao a obtida com a suspensao do reservatorio do liquido preservati-vo, a cerca de 10 a 12 metros de altura.

Quando se trata de imunizar dormentes, sao estes dispostos num carro onde recebem 0 jato do l lquidopreservativo.

Quando sao empregados preservativos nocivos ao ferro, a aparelhagem deve ser de outro material quenao seja atacado.

2. Processo de "Celula Cheia"Tarnbem chamado processo de Bethell.Consiste no emprego de Creosoto ou outro qualquer preservativo, mesmo soluvel na agua. A madeira a

introduzida em uma autoclave. A seguir, faz-se vacuo no recipiente. Apos, lntroduz-se, por meio de bomba, 0 preser-vativo, aquecido a gO'?C. Eleva-se gradativamente a pressao ate 14 atmosferas. Apos, baixa-se a pressao.

A operacao dura cerca de 2 horas. Passando esse tempo, deixa-se escorrer 0 llquido excedente. Feita adrenagem total, retira-se a madeira. Antes do tratamento, a madeira deve ser secada, no ar, durante 18 a 20 meses.Depois, ainda a tratada em estufa, durante dois dias, cuja temperatura, por ocasiao da entrada da madeira deve ser de75'?C e quando da salda, 40'?C.

Este processo a usado quando se deseja uma penetracao profunda, com retencao de elevado teor depreservativo.

Pela acao do vacuo, todo 0 ar armazenado no interior da celula e expulso e, pela cornpressao posterior,o espaco antes ocupado por ele e tomado pelo preservativo. Dai a denorninacao do processo de "Celula Chela",


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03. Processo da "Celula Vazia"Aqul, 0 preservativo usado e 0 creosoto. 0 processo e aplicado quando se deseja uma penetracao pro-

funda, com retencao de pequeno volume de preservativo.Aqul, a parede celular e submetida a uma pintura, pelopreservativo que, entretanto, nao fica retido nointerior da celula.dois metodos de tratamento, baseados neste princlpio, sao usados: 0 de Rusping e 0 de LOwry.Para 0 tratamento da madeira, em ambos, usa-se 0 autoclave.Pelo metoda de Rusping, carrega-se 0 autoclave com a madeira a tratar. Apos, comprime-se 0 ar ate

cerca de 5 atmosferas, que penetra no interior do lenho. a seguir, admite-se 0 Creosoto com pressao pouco mais ele-vada. 0 ar interior da madeira vai sendo expelido e substituido pelo Creosoto. Apos obter-se a impreqnacao desejada,baixa-se a pressao, drena-se 0 oleo excedente e estabelece-se 0 vacuo. Com a expansao do ar, no interior da celula, eexpulso 0 Creosoto que ali se encontrava. A penetracao obtida e tao profunda como a resultante do processo de Be-thell , mas, economiza-se cerca de 50% do preservativo.o metoda de Lowry e em tudo semelhante ao descrito, apenas prescindindo a admissao de ar inicial,o processo de "Celula Vazia" e 0 que mais demanda instalacoes de maior custo.

Ha outros processos baseados nos principios antes descritos. Em realidade, sao variantes que dizemmais com 0 tipo de preservativo usado, de um modo geral.

A quanti dade de preservativo por dormente depende do processo de tratamento, do estado de hid rata-9aO da madeira e da constituicao desta. Sabemos que quanto maior for 0 teor de lignina, tanto menor sera a capaci-dade de absorcao da madeira.

Da solucao de Cloreto de zinco, usada com a densidade de 10:15 a absorcao vai de 8 a 30 kg de solucaopor dormente, tratando-se de madeira hidratada, atingindo ate 45 kg, em caso de madeiras desidratadas.

A retencao do creosoto oscila entre 5 e 10 kg, por dormente.

5. DORMENTES DE AC;O

Os dormentes de a90 sao muito usados em parses da Europa, onde existe a falta de madeira ou elevadonumero de lndustrias slderurqicas.

5.1. Requisitos de um bom dormente de a90a. Pesado para garantir a estabilidade da linhab. Bastante longo para impedir oscilacao transversalc.Perfil transversal simples, regular e bastante longo e pouca altura, para facilitar a fabricacao e a soca.

5.2. Vantagens e Desvantagens dos dormentes de A90a. Vantagens: Material perfeitamente hornoqeneo Longa vida util Boa resistencia aos estorcos transversais

b. Desvantagens: Desgastes, deforrnacoes e fissuras dos elementos de fixacao, com 0 tratego de trens pesados e gran-

de velocidade, devido as vibracoes

Maior sonoridade

Falta de isolamento eletrico em linhas sinalizadas Nas linhas de tracao eletrica, defeito de dar terra, favorecendo 0aparecimento de correntes parasitas.


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06. DORMENTES DE CONCRETO

6.1. Hist6rico

o primeiro dormente de concreto foi assentado nos E.U.A., em 1893. Entretanto, quando do final do se-culo, a ideia de Monier (1884) de usar 0 concreto na tabrlcacao de dormentes, tomou vulto, a Austria e a ltalia foramos primeiros parses a, efetivamente, produzirem dormentes de concreto.

Imediatamente, outros parses como a Suica e a Suecia tentaram usar 0 concreto em suas ferrovias, eem 1913 e 1922, as ferrovias francesas e alernas, respectivamente, iniciaram testes com dormentes macicos e de doisblocos.

A maioria desses testes nao alcancou resultados encorajadores, 0 que desmotivou 0 prosseguimentodas pesquisas e desenvolvimento de novas tecnlcas de fabricacao, agravados pela facilidade de aquisicao de madeira,pelas ferrovias.

No inlcio da Segunda Guerra Mundial, em 1939, as experlencias foram retomadas, principalmente mo-vidas pela crescente dificuldade de aquisicao da madeira para dormentes, 0que persistiu, ate mesmo, apos a guerra.

As ferrovias da Inglaterra, Alemanha e Franca, forcadas pelos precos excessivos e instaveis, em face dedificuldades financeiras, nao hesitaram em uti lizar 0 concreto para fabricacao de dormentes.

Alem do concreto armado, descortinaram-se novas e promissoras possibilidades de producao com aintroducao de novas tecnicas de concreto protendido.

Com a evolucao das pesquisas, duas formas basicas de projeto se definiram como as mais usadas:dormente monolitico (forma similar as do dormente de madeira) e dormente de dois blocos (dois blocos para apoiodos tri lhos interl igados por tirante rnetalico).

6.2. Vantagens e Desvantagens dos dormentes de concretoa. Vantagens: Longa vida util - 40 a 50 anos Peso elevado, proporcionando maior estabilidade a via Hesistencia aos agentes atmosfericos Caracteristicas ffsicas e rnecanicas uniformes Heducao dos custos de conservacao da linha.b. Desvantagens: Necessidade de processo de fabricacao apurado

dificuldade de transporte e manuseio devido ao peso elevado Dificuldade de fixacao eficaz Dificuldade de se obter eficiente isolamento eletrico Necessidade de linha com alto padrao de lastro e nivelamento.


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TRILHOS E ACESSORIOS

1.HISTORICO

Os primeiros trilhos eram de madeira e surgiram nas minas de carvao (Alemanha e Inglaterra).Pran-choes de madeira, contraventados por pecas de madeira transversais. Posteriormente, essas pecas de madeira sofre-ram um ental he, de modo a impedir que as rodas dos veiculos saissem e foi colocada uma chapa de ferro fundido, nasuperficie de rolamento, para proteger a madeira (fig. 1).

-n~~ F~r- - - - - - - - - - - ---::::::::=:==~

---------=-----~ I~figuro I figuro 2Em 1767, Reynolds criou um trilho de ferro fundido, em forma de "U", assentado sobre dormentes (fi-

gura 2). Em 1800 surgiu a roda com friso. Por volta de 1816, surgiu 0 trilho de ferro fundido, chamado "Espinha dePeixe", cuja forma se aproxima do solido de igual resistencla. pequeno comprimento (3 pes = 0,91 m), de secao re-tangular, com uma pequena saliencia na parte superior.

Com a invencao da locomotiva em 1825 e com 0 aumento de cargas por eixo, deu-se a necessidade detri lhos com mais resistencia e melhores condlcoes de estabi lidade.

Surgiu a ideia de dar ao trilhoaforma de duplo "T", a mais econ6mica para pecas sujeitas a flexao.Em 1836, Charles Vignoles inventou a forma dos trilhos usados modernamente, com pequenas modifi-

cacoes.Em 1838, Robert Stephenson criou 0 trilho de dupla cabeca,

2. FUNC;OESOs trilhos sao elementos fundamentais e caracteristicos das estradas de ferro, justificando que sejam

cuidadosamente estudados, sob os pontos de vista tecnicos e econ6micos.As suas principais funcoes sao:a. Recebem as cargas dos trens e as transmitem aos dormentes e lastro, atuando como viga assentada

em apoios deforrnaveis.b. Os trilhos sao superficies de rolamento das ferrovias que obrigam os veiculos a se deslocarem se-

gundo uma trajetoria determinada.

3. PERFIS TRANSVERSAlS

Os tipos dos trilhos usados atualmente, sao os seguintes:

Duplo Cobec


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3.1. Trilho de FendaUsado somente nas lin has urbanas (bondes), cuja forma tem por fim permitir ao calcarnento das ruas,

encontrar-se aos trilhos, sem os danificar. Os frisos das rodas correm na fenda existente no boleto do trilho.

3.2. Trilho de Dupla CabecaInicialmente eram de forma simetrlca, isto e , com boletos iguais, com a finalidade de depois de gasto

um boleto pelo tratego, 0 trilho poderia ser virado, sendo usado 0 outro boleto, dobrando assim a sua vida util. Devi-do a experlencia ter demonstrado que quando 0 primeiro boleto desgastava, todo 0 trilho se tornavaimprestavel parase usar 0 segundo boleto, veio 0 trilho de dupla cabeca disslrnetrica, sendo que 0 segundo boleto s6 tem dlrnensoessuficientes para fixa\fao do trilho na chapa de apoio.

3.3. Trilho VignoleUsado hoje na maioria das lin has modernas das estradas de ferro. Sua secao transversal tem tres partes

essenciais: boleto, alma e patim.

4. PESO E COMPRIMENTO

o peso do trilho, por unidade de comprimento guarda relacao com os esforcos verticais que 0 trilhotem que suportar e com 0desgaste admissfvel na cabeca do mesmo.

Emprimeira aproximacao, 0 peso do trilho por metro linear, pode considerar-se proporcional a sua re-sistencia elastica e a sua resistencia ao desgaste, devendo satisfazer de modo mais econ6mico as condlcoes impostas.

A escolha do trilho dependera das cargas, velocidade e trMego.

TIPO TIPO AMERICANO EQUIV. (1b/jd) kg/ml

TR-68 AREA 136,36 67,56TR-57 AREA 113,25 56,80TR-50 AREA 100,25 50,35TR-45 AREA 90,20 44,64TR-37 ASCE 75,40 37,11TR-32 ASCE 65,40 32,05TR-25 ASCE 50,40 24,65

AREA - American Railway Enginner AssociationASCE - American Society of Civil Enginners11b = 0,454 kg1 1jd = 0,9144 m

Os fatores que determinam a escolha do comprimento do trilho, sao:a. Pequeno Comprimento dos trilhos facilita manuseio, porem aumenta 0 ruimero de juntas e gastos

com a conservacao da linha.b. Grande comprimento dos trilhos dificulta manuseio, transportes, etc., porern diminue 0 numero de

juntas, diminuindo, assim, os gastos com a conservacao da linha.Os comprimentos padroes dos trilhos sao: 10m, 12m, 18m e 25m. A CSN (Companhia SidenirqlcaNa-

cional) fabrica no comprimento padrso de 12m.Os trilhos sao fabricados segundo os requisitos das especlflcacoes da A.S.T.M. (American Society for

Testing Materials).


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5. DILATA


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6.3. M e io s d e r ed uz ir o s d es ga ste s A superelevacao serve para contrabalancear a forca centrffuga A lubriflcacao das rodas das locomotivas e dos tri lhos da curva e outro meio. De tempos em tempos e colocado nalinha um lubrificador automatico

Escolha de perffs adequados de rodas e trilhos.7. DEFEITOS7.1. De fe itos de fabr ic a !;80a. Vaziosb. Segregacaoc. lnclusces s61idasd. lnclusoes gasosase. Fissuras transversaisf. Defeitos de larninacao7.2. D e fe it os d e F a di ga s n o s T ril ho s

a. Choques ou flexoes nas juntas devido a passagem dos trens, fadiga do metal, podendo acarretar fraturas. Escoa-mento do metal nacabecado trilho.

b. Autotempera superficial - fenorneno provocado pela patinacao das locomotivas e pelo efeito de frlccao enerqicaprovocada pela frenagem, a camada superior do metal seaquece e depois esfria-se rapidamente em contato com 0ar, produzindo uma tempera artificial, que produz trincas, dando um aspecto de pele de cobra. Essastrincas podemser propagar para 0 interior dos trilhos.

c. Escoamento do metal na superficie do boleto - deformacao permanente por um trabalho mecanlco a frio, devidoao martelamento das cargas. Endurecimento da superffcie de rodagem, com formacao de gretas, nao se propagan-do rapidamente para 0 interior, 0metal permanece sao, sendo menos perigosa que a autotempera,

d. Desgastedo patim e da alma, por lncrustacoes que atacam 0aco, promovendo a sua oxidacao raplda (enxofre, sal,salitre etc)e. Desgastedos trilhos nas curvas (principalmente nas de pequeno raio)

f. Desgastes ondulat6rios - causas pouco conhecidas, parecendo originadas das vibracoes produzidas nos trilhos, napassagem das rodas dos velculos, fazendo variar 0 grau de aderencla e a pressao nos pontos de contato, ocasio-nando variacao na velocidade angular da roda e produzindo uma serie de deslizamentos, cuja consequencia e 0desgaste ondulat6rio. 0 desgaste ondulat6rio nao acarreta perigo ao tratego, mas torna 0 trilho excessivamenteruidozo. Preocupam somente em linhasde alta velocidade.

g. Defeitos ocasionados pela rna qualidade do aco,h. Shelling - escamas com. varlos milimetros de profundidade e arrancamento de placas de metal escoado, da su-

perficie do boleto, particularmente entre a superficie de rolamento eo canto da bitola. Problemas decarga por eixoeemlinhas de alta solicitacao ou grande intensidade de tratego.

i. Fissuras internas de fadiga, origens a alguns milimetros abaixo da superficie de rolamento do boleto e degenerandoem rupturas. Defeitos perigosos por serem invislveis.8. SOLDAGEMAs juntas sao os pontos iniciais da destruicao da via. 1550 explica que, se por um lade tem-se tratado de

aperfslcoar a junta mecanica, por outro busca-se diminuir 0 numero de juntas, aumentando 0 comprimento dos trl-Ihos.

Baseados nos limites norma is de comprimento na fabrlcacao das barras laminadas, precisa-se, paraobter trilhos de maior comprimento, fazer a soldagem dos mesmos, que pode efetuar-se no local de assentamento davia ou em oficinas especiais (Estaleiro de soldas).

Os trilhos novas sao fornecidos em barras curtas, em geral 12m, as quais sao soldadas em barras emcomprimentos multiples de 12m. Nassoldas detopo desejamos obter uma uniao perfeita, uma uniforme superficie derolamento e uma base de patim continua, isto e, sem rebarbas.

As soldas nao devem apresentar dobra ou empeno, na area de sua influencla, devendo ainda possuir,sempre que possivel, a mesma resistencia do trilho.

A via permanente de uma ferrovia de intense tratego e possuindo trilhos curtos, recaem sobre asjuntasuma parcela de aproximadamente 30 a 40% das despesas de manutencao da via permanente.


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Por isso, todos os esforcos sao dispendidos para reduzir 0mimero de juntas na via fEmea.o comprimento econ6mico dos trilhos soldados e dado pela relacao que existe entre 0custo da solda-gem eo custo de manutencao em linhas de trilhos nao soldados.o transporte de trilhos longos soldados pode dar lugar a complicacoes, assim como 0 seu manejo, porisso, prefere-se em geral, soldar trilhos continuos no local de assentamento da via.

8.1. Processos de soldagema. Solda alumlnoterrnlcaE aquela que fazemos mediante a fusao "in loco" de uma liga apropriada obtida por uma reacao exo-

termlca, fundindo 0material e entornando-o na folga aproximada de 17 a 26mm, conforme 0 caso, deixada entre ostopos dos trilhos que serao ligados em uma unica peca, apos a solidificacao do material. A reacao quimica e a seguin-te:

2 AI + Fe203 + elementos-liga solidos AI203 + 2Fe + elementos-liga fun didos + 185000 caloriasEste processo foi descoberto em 1896, pelo professor H. Goldschmidt, que tirou proveito dessaideia

explorando-a com sucesso. este e 0 unico processo que permite a soldagem de dois materiais pela fusao de outromater ial suplementar obtido pela reacao quimica.

Este processo e muito bom para a soldagem de perfis pesados, como os trilhos.Os elementos-liga solidos que sao adicionados a porcao alumincterrnlca tern a finalidade de dar ao

material suplementar as propriedades quimicas e fisicas que se tem no material dos trilhos. A escorea formada peloAI203 e mais leve que 0aco fundido e flutua, ocupando a parte superior.

Este processo e conhecido pela marca registrada de THERMIT. A reacao inicia-se a temperatura de11009C, conseguida com um fostoro especial, pois 0 aluminio possui maior afinidade para 0 Oxiqenio do que para 0Ferro, libertando-o deste, junto com 0 calor que pode chegar ate 30009C. Apos a solidif icacao, 0 excesso de materialremovido por processos mecanicos - prensa e esmerilhamento. Otirno para 0 campo e nao recomendado para servi-cos em estaleiros. E um processo muitocaro, requerendo grande habilidade do soldador. Nas figuras seguintes, indi-camos as varias fases de uma solda alurninotermica.

folga

Trilho A Trilho B Nivelamento e estabelecimento da folga especificada entre as extremidades dos trilhosa serem soldadas; a medida da folga obedece 0perfil dos trilhos e processo empregadona soldagem dos mesmos.

Colocacao de mol de refratario que envolve 0 local da soldagem, moldando aproxima-damente 0 perfil do trilho.

Pre-aquecimento das extremidades dos trilhos a soldar, por macarlcos especiais, utili-zando misturas de gas natural/ar comprimido, ou de preterencia gas propano/oxiqenio.

Corrida de aco fundido pelo processo alurninotermico, em estado de liquido/quente,dentro do molde e soldagem dos trilhos, por inter e clrcunfundlcao,

b) Solda por caldeamentoApos uma adequada limpeza, aquecemos os topos dos trilhos a serem soldados, ate uma temperatura

hornoqenea de aproximadamente 11009 C e logo a seguir sao caldeados um contra 0 outro instaneamente, com umapressao que varia de 4 a 7 kg/mm2 conforme a qualidade do aco do trilho. 0 calor pode ser obtido pela combustao deum gas apropriado em torno dos topos dos trilhos ou colocado em curto-circuito em uma rnaquina propria para asoldagem de trilho, onde a energia eletrlca utilizada e de baixa voltagem na ordem de 4 a 8 V e de elevada ampera-gem, da ordem de 40 000 a 90 000 A, dependendo do tamanho do perfil.


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rPAGIlU26 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

A solda elatrica decaldeamento a a mais limpa e perfeita de todas, resultando no trilho quase as mes-mas condicoes de reslstencla daquelas do materiallaminado. As maqulnas de soldas modernas permitem produzir de15 a 22 soldas por hora, produzindo barras desde 60 metros ate 720 metros, dependendo apenas das condicoes demanuseio disponiveis no Estaleiro ede transporte na Estrada de Ferro.

Este processo a ideal para Estaleiros. Existem equipamentos portatels, mas que ainda necessitam deaperteicoarnentos,

c) Selda AutoqenaE executada no campo, por dois soldadores, simultaneamente, iniciando no patim esubindo gradati-vamente. Esta solda a de baixissima qualidade e de curta vida util, sendo a sua qualidade forternente influenciada pelahabilidade dos soldadores. Sempre que possivel, este processo deve ser evitado, Ela somente deve ser aplicada pararemover defeitos localizados em trilhos, como patinagens ou outros, e, mesmo assim, os trilhos devem ser mantidosquentes, durante 0 service de soldagem. exige muita habilidade dos soldadores.

8.2. Q u a li da d e d a s S o ld a s fM,Com relacao a qualidade das soldas de trilhos, podemos afirmar qu~elhOr a conseguida com a Soldapor Caldeamento pelo processo sletrlco e seguido de perto pelo processo a gas, vindo bem mais adiante a Solda alu-

mlnotermlca, Segundo levantamento feito nos Estados Unidos, no fim da decada passada, os indices de qualidadeacusaram os valores indicados pela tabela seguinte:

Processo de soldagens detrilhos

Nurnero de Soldasexecutadas

Numero de falhasconstatadas

Falhas para cada 100soldas executadas (%)

Fator deOualidade

Solda de caldeamento porprocesso elstrlco

10366415 651 0,0063 1,0000

Solda de Caldeamento porprocesso a gas

6471347 665 0,0103 1,6349

Solda alurninoterrnlca 0,4768 75,68251 173 144

8.3. V a nt ag e ns d o s t ri lh o s lo n g os s o ld a do sa. Heducao do nurnero de dormentes, talas de jun~ao e material da via em geral,b. Economia nos gastos de conservacao da via por reducao do nurnero de juntas;c. Maior vida utll media dos trilhos;d. Possibilidade de se utilizar trilhos velhos;e. Economia na conservacao do material rodante (movel) por reducao de trepidacoes e desgastes;f. Maior condutividade do trilho com menos consumo de energiae mais facll e segura a conservacaodos circuitos de slnaflzacao:g. Menor movimento dos veiculos, sobre todos os carros de viagem.

9. ACESSORIOS DOS TRILHOS9.1. Descri~oOs acessorios sao pecas metalicas destinadas a garantir a continuidade dos trilhos e manutencac da

bitola, interligando os trilhos e fixando-os aos dormentes.

9.2. P la ca s d e A p o ioColocadas entre 0 trilho e 0 dormente, tern por finalidade:

- Aumentar a superficie de apoio do trilho sobre 0dormente;- Dar ao trilho a lnclinacao prevista pela norma (1/20 ou 1,40);- Aumentar a vida utll dos dormentes principalmente nas curves:- Melhorar a fixa~ao dos trilhos aos dormentes;

-,_A_U_m_e_n_ta_r_a_r,..e.;..S_is_te_n_C_ia_a_O_de_S_IO_C_a_m_e_n_t_o_t_ra_n_s_v_er_s_a_1_o_s_t_r_jlh_o_S~' = J


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9.3. Fixa~oesSao responsavsis pela bitola e pela fixacao dos trilhos aos dormentes. Podem ser rigidas ou elastlcas.As fixacoes rigidas sao constituidas dos pregos.e tirefonds.as elastlcas sao pecas destinadas a fixa9ao dos trilhos, permitindo, entretanto, seu movimento de ftexao

sem perder 0 poder de retencao dos trilhos aos dormentes. Sao constituidas de pregos de bitola, prego de fixacao,prego elastlco, grampos elasticos, molas, chapas.

t Fi xacoes RfgidasPrego TirefondFixacoesEI6sticasPrego deFixocao Prego deBitola PregoEI6stico

c F Gr9mpoEldstica Mola(Fixacao GEO) Chapa

9.4. Juntas dos trilhos9.4.1. Requisitos te6ricos para uma junta perfeita

a. Mesma resistencia e mesma rigidez dos trilhos que ela junta;b. Extremidades dos trilhos rigorosamente em linha, lateral e verticalmente.

9.4.2. Talas de Jun~oTern por finalidade a uniao dos trilhos sucessivos, impedindo 0movimento transversal ou verti-cal de um sobre 0 outro e permitindo 0 deslocamento relativo no sentido longitudinal, para ga-rantir os efeitos da dilatacao terrnlca.

9.4.3. Desvantagens dasJuntasa. Pontos fracos da linha, especialmente sob 0 ponto de vista dlnarnico:b. Deterloracao prematura do material fixo e rodante;c. Choque e ruido na passagem das rodas;d. aumento de resistencia ao rolamento dos trens;e. Favorece0caminhamento dos trilhos;f. Dirninuicao davida utll dos dormentes, nasjuntas;g. Necessidadede substituicao dos trilhos, por desgastes de deforrnacao nas extremidades.

9.4.4. Parafusos, Porcase ArruelasFazemas liga90es das talas.

( ] ] ~ \' \ ' \ \ \ \W , '~ r . : : : . : : : :@ : : . : : . - _ : ~ ~Pllrafuso Arruela Porco


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9.4.5. RetensoresSao pecas metalicas. elasticas, que sao colocadas no patim do trilho e encostado no dormente.Sua funcao principal e impedir 0movimento dos trilhos, quer pelas forces de tracionamento das loco-

motivas, quer pelas forces originarias da variacao da temperatura.Os retensores s6 sao aplicados nas linhas de flxacao rfgida. Os principais tipos sao: Fair "T" eMS.

Fa ir "T"~ Fair "V" ou MS

Nos trilhos longos soldados, sao colocados nas extremidades do trilho, isto e, na zona de resplracaoeles sao postos em todos os dormentes de um lado e do outro (em box) ou colocados em dormentesalternados.

Na parte interna do trilho eles sao colocados de um lado e do outro do dormente (em box), mas emdormentes alternados cada dois.

APARElHOS DE MUDANCA DE VIA

1. Descri{:aoOs aparelhos de mudanca de via (AMVS) sao dispositivos instalados nas vias ferreas que permitem a

transterencia de um trem ouvefculo ferroviarlo de uma linha para outra, sem provocar interrupcao no fluxo operacio-nal.

De um modo geral, todos os AMVs instalados nas vias, representam uma area crftica mais fraca queo restante da via mesmo estando situado em tangente.

Tecnica e praticamente e possfvel assentar AMVs em curvas, e quando isto ocorrer deve-se estar cons-ciente deseu maior custo de manutencao e conservacao devido ao desgaste natural e das sollcltacoes mais acentua-das em relacao aqueles assentados em tangentes.

2. Classifica{:iioComuns

- Especiais- Trlanqulos de reversao- Peras- Cruzamentos- Para-Choques

GiradoresCarret6es

2.1. ComunsPartes componentes:

a. Agulhas ou lancesb. Contra-agulhas ou encosto das agulhasc. Aparelho de manobrad. Trilhos de liga~ao ou enlace: retos e curvose. Coracao ou [acaref. Calcesg. Coxinsh. Contra trilhosi. Chapas de apoio especiaisj . Dormentes especiais


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A B I N A

29

2.2. Especiais2.2.1. Giradores

2.2.2. Carretoes

I I I

J I I I~

II II

t I III

2.3. Trianqulos de Heversao

2.4. Peras

---

-t

--

-


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P A S I N A30 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

2.5. Cruzamentos

2.6. Para-Cheques

- - - - - - - _ - - . . . . . c . . . . - - - - - _ - - - - - - - 1 ! 1 1 1 1 par achoquedesvio morto


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Determinar a quantidade e 0 peso do material da superestrutura, para eonstruir 1 km de Iinha, eonsi-derando os seguintes dados:1. Trilho tipo 572. Talas de juncao

3. Talas de JuncaoNa uniao de 2 trilhos, preeisam de duas talas de juncao eompletas, logo para eada trilho teremos 2 talas.Quant/km = nQde trilhos x 2 = 168 x 2 = 336 unidadesPeso/km = Quantlkm x Peso/Unidade = 336 x 24 = 8064 kg

SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A I I N A

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CALCULO DO MATERIAL DA SUPERESTRUTURA PARA 1 KM DE LlNHA

Exemplo:

(57 kg/ml - 12 m/unidade24 kg/unidade com 6 furos

3. Plaeas de Apoio - 9,5 kg/unidade com 4 furos4. Espacarnento dos dormentes - 0,56 m5. Pregos de Hxacao - 0,30 kg/unidade6. Parafuso + Porea + Arruela - 1,20 kg/unidade7. Dormentes: Dimens6es - 0,24 x 0,20 x 2,20 - Peso 80 kg/unidade8. Lastro:

t0.30 t 2.20 t 0.30 t

1 .20I I

~0.30 14.50/

Calculos:

1. Dormentes:1 kmQuantidade/Km = -=------Espacamento 1000 1786 dormentes--=0,56

Peso/km = Quant.lkm x Peso Unidade = 1786 x 80 = 142800 kg

2. Trilhos:1 km 1000 m= ~ = 84 unidadesuantidade/km = Comp/Unid.

= 84 x 2 (2 filas de trilhol= 168 unidades

Peso/km = Quant/km x Peso/Trilho = 168 x 57 x 12 = 114912 kg

4. Plaeas de ApoioEm eada dormente teremos duas plaeas de apoio de trilhos, uma de eada lado.Quant/km = numero de dormentes x 2 = 1 786 x 2 = 3 572 unidadesPeso/km = Quantlkm x Peso/unidade = 3 572 x 9,5 = 33934 kg


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5. Pregos de FixacaoCada prego de apoio leva quatro pregos.Quantidade/km = nurnero de placas x 4 = 3572 x 4 = 14288 unidadesPeso/km = Quantidade/km x Peso/unidade = 14288 x 0,30 = 4287 kg

6. Parafusos + Porcas + ArruelasCada jogo de duas talas de [uncao leva seis conjuntos de porcas, arruelas e parafusos.

n!?detalasx6 336x6Quantidade/km = ---2--- = -2-- = 1008 unidades

Peso/km = Quantidade/km x Peso/unidade.= 1008 x 1,20 = 1210 kg2.20 t 0.30 t. Lastro f 0.20 I -..304.50

Volume do lastro = Volume total do lastro - Volume dos dormentes

V I d I ( 4,50 + 2,80 ) x 0,5 x 1 km - 2,20 x 0,20 x 0,24 x n!?de dormenteso ume 0 astro = ____;~-_;_~2= 1,825 x 1000 - 0,106 x 1786= 1636 metros cubicos

PROBLEMAS PROPOSTOS1. Determinar a quantidade e 0 peso do material da superestrutura para construir lkm de linha, considerando os da-

dos abaixo:1. trilhos TR 45 12m2. Talas de Juncao3. Placas de Apoio4. Pregos de Linha5. Parafusos com porcas e arruelas6. Dormentes7. Retensores8. Lastro

24,72 kg/unidade (com 4 furos)8,9 kg por unidade (com 6 furos)0,35 kg/unidade0,98 kg por unidade80 kg por unidade c/ 0,61 m de espacarnento1,2 kg por unidade com 10 unidades por trilho1,35 metro cubico/metro linear c/ 1.800 kg/m3

2. Calcular a quantidade e 0 peso do material de linha, na construcao de 25 km de ferrovia, sendo:

1. Trilhos2. Talas de Juncao3. Parafusos com porcas e arruelas4. chapas de apoio5. Tirefond6. Grampo Elasticc7. Dormentes8. Lastro

68 kg/m com 18 m cada barra24 kg/unidade com 6 furos1,3 kg por unidade9 kg/unidade com 4 furos0,4 kg por unidade0,2 kg por unidade0,6 m de espacamento c/85 kg por unidade1,8 metro cubico/metro linear c/ 1.500 kg/m3


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33P A B I N A


CONSTRUCAO DA SUPERESTRUTURA DAS VIAS FERREASConcluida a terraplenagem, tem inicio 0que chamamos "Assentamento da Unha".o assentamento dalinha pode ser dividido em tres fases principais.1. Distribulcao dos materiais2. Assentamento propria mente dito3. Nivelamento, alinhamento e acabamento.

1. DISTRIBUICAO DOS MATERIAlSA distrlbulcao dos materia is pode ser feita "antecipadamente" ou "simultaneamente", a medida que a

linha for sendo assentada.Antecipadamente - a feita da seguinte maneira:Os materiais chegam em vaqoes plataformas, no ponto extremo da linha, sao colocados sobre bascu-

lantes e carretas e sao depositados ao longo do eixo da plataforma.As carretas carregadas com trilhos, se deslocam no eixo da plataforma e os trilhos vao sendo descarre-

gados de um e de outro lado, de modo que se obtenha um minimo de movlmentacao,Os dormentes sao carregados em basculantes, que fazem a descarga em pontes, cuja distancia a de-

terminada pelo espacarnento entre dormentes e a capacidade do veiculo. Existem equipamentos que distribuem osdormentes no eixo da linha, no espacarnento desejado.

Os acesscrlos. tais como: talas de [uncao, parafusos com porcas e arruelas, pregos e chapas de apoio,sao, da mesma forma que os dormentes, distribuidos ao longo do eixo, de modo a se evitar perdas de tempo com 0seu manuseio.

A dlstrlbuicao do lastro a feita diretamente por vagoes tipo HOOPER (descarga inferior), por conse-guinte so podera ser feita apos0 "Assentamento propriamente dito",o numero de vefculos deve ser determinado em funcao doavancarnento da ponta da linha, de tal formaque a distribuicao dos materiais nao sedistancie ou nao seaproxime do assentamento propriamente dito.

A distribulcao antecipada tem a vantagem de assegurar um asssentamento continuo, mesmo que hajauma interrupcao temporarla que lrnpeca 0 fluxo do material do almoxarifado ou deposito daVia Permanente ao Can-teiro de Service.A distribuilf80 simultanea a feita a medida que a linha for sendo assentada e consiste na descarga diretados vaqoes para 0 assentamento propriamente dito, a medida que a linha for sendo construlda, 0 trem de lastro (10-comotiva com vaqoes carregados somente com material a ser usado na construcao], vai avancando ate alcancaro ul-timo trilho pregado no dormente, mesmo que 0 lastro nao tenha side descarregado.

Esta dlstribulcao so permite uma frente de assentamento em novos rarnais e duas frentes nas variantes.Nao sendo bem planejado, a construcao podera sofrer interrupcoes, pela falta de material. A vantagem

principal consiste em menor rnovimentacao de material.2. ASSENTAMENTO PROPRIAMENTE DITO

Este item da construcao da superestrutura das vias farreas, pode ser dividido em sete (07)fases:1. Dlstrlbuicao dos dormentes num eixo da linha, num espacamento proximo do desejado.No casodos dormentes nao estarem entalhados, devera ser feito antes de secolocar os trilhos.2. Colocacao dos trilhos sobre os dormentes, sem se preocupar com 0alinhamento e a bitola.3. Distribuicao dos tirefonds ou pregos e chapas de apoio em cada dormente, e as talas de [uncao, pa-

rafusos com porcas e arruelas em cada uma das liga90esdos trilhos.4. Fazendo-se a liga9ao dos trilhos sem dar 0aperto total nos parafusos.5. Preqacaoe fixacao dos trilhos e colocacao dos dormentes no espacamento certo.6. Alinhamento parcial da linha e reaperto das juntas.7. Dlstrlbulcao de brita.o dimensionamento da turma e distrlbulcao do pessoal, depende da velocidade de assentamento de-

sejadae dos indices de producao por service.A turma de assentamento pode ser distribulda da seguinte maneira:


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a. Um grupo fazendo, alternadamente, a distribulcao dos dormentes e a colocacao dos trilhos sobre osrnesmos, tendo-se 0 cuidado para colocarem as juntas alternadas ou paralelas, conforme Normas daFerrovia.

b. Outro grupo fazendo a distrlbulcao do material rniudo (pregos, parafusos etc.)c. Outro grupo fazendo as Iiga90es dos trilhos, tendo 0 cuidadode se deixar as folgas entre os trilhos

desejados e de proceder a lubrlficacao das talas e parafusos com graxa grafitada.d. Outro grupo faz a preqacao, que pode ser manual ou com maqulnas. No caso de linhas de fixacao

rigida, para a preqacao, deve-se ter em cada fila de trilho, urn homem colocando os pregos na fura-9ao, e para cada pregador, deve-se ter urn sapremador (homern com alavanca firmando 0 dormentecontra 0 trilho).

Quando os dormentes nao estao furados, deve-se colocar, antes da preqacao, urn grupo munido de ar-co e ferro de pua, que vai furando os dormentes de urn lado, imediatamente na frente da preqacao, e do outro lado,tomando-se por referencla 0 trilho ja pregado, coloca-se 0 trilho sern preqacao.na bitola desejada e faz-se a furacao,

A colocacao dos dormentes no espacarnento desejado, pode ser feito com rnaquinas espacadoras oupor homens com rnarrao de 5 kg, dan do pancadas nas extremidades dos dormentes para que 0 mesrno se desloqueate a posicao definitiva.e. Urn outro grupo ficaria encarregado de fazer urn alinhamento grosseiro, para permitir a passagem

do trern de lastro que vai levar material para as proximidades de sua dlstrlbulcao e para fazer a des-carga da brita.Este mesrno grupo podera fazer a primeira descarga da brita, tendo 0 cuidado para nao descarregarcom excesso. Ainda poderia ficar encarregado de dar 0 aperto final nos parafusos, quer por meio dernaquinas ou por meio de chaves proprias,A dlstrlbulcao do pessoal da forma descrita, e para urn avancamento rapido, entretanto, para urnavancarnento mais lento, poderia se reduzir 0 pessoal e concentra-te para executar todas as fases doassentamento, no decorrer do dia ou rnesrno em varies dias, isto e, um dia faria as fases 1,2 e 3, nodia seguinte seriam executadas as fases 4,5,6 e 7, dependendo do ruimero de homens da turma.

3.NIVELAMENTO.ALlNHAMENTO E ACABAMENTOApos a primeira descarga da brita, fazemos 0 nivelamento da linha, na altura desejada. Para isto, urna

turma topogrMica coloca de 10 em 10 metros, estacas de nivel, a 3 metros do eixo da linha.o levante da linha e feito por meio de rnacacos comuns tipo simplex ou por meio de macacos hidraull-cos. o nivelamento da linha pode ser feito fazendo-se 0 levantamento de 10 em 10 metros, procedendo-se asocaria em cada levante, ou faz-se 0 levante total desejado, procedendo-se em seguida a primeira socaria. Apos apassagem do trem de lastro por alguns dias, corrige-se 0 nivelamento e faz-se a segunda socaria. A terceira socaria,precedida da correcao final do nivelamento e feito apos algum tempo de ter sido a linha, aberta ao trMego.

A socaria pode ser feita manualmente com a soca (ferramenta semelhante a picareta) ou com equipa-mentos denominados socadoras. Nas curves, 0 trilho interno serve de referencla para se dar a superelevacao, isto e,por meio de regua de superelevacao, faz-se 0 levante do trilho externo, sendo a dlstrlbulcao da superelevacao feita naespiral (curva de concordancia).

Apos 0 primeiro nivelamento, vern 0 alinhamento que consiste em tornar-se as retas as mais perfeitaspossiveis e as curves, bem arredondadas. 0 alinhamento pode ser feito norrnalmente, com alavancas que forcam a li-nha para urn lado ou outre, conforme orientacao do feitor. Nas retas, a lndicacao do puchamento e dado visualmentepor meio de aparelhos oticos. Nas curvas,0 puchamento e feito por metoda de cordas.o alinhamento pode ser feito por meio de maquinas que usarn 0 metoda de cordas.o rnetodo de cordas consiste em se empregar uma corda de comprimento previamente estabelecido(geralmente 10 metros), fazendo-se 0 puchamento necessario para que as flechas finais sejam as correspondentes aoraio da curva. Correndo as extremidades da corda sobre 0 trilho externo, 0 feitor vai verificando as flechas e proce-dendo as correcoes que se fizerem necessarias.o acabamento consiste em se fazer a cornplernentacao do lastro e reqularlza-Io, de tal forma que faceiea superficie dos dormentes e tendo largura suficiente para se ter 0 ornbro da brita necessario para impedir 0 movi-mento transversal da linha.


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SUPERESTRUTURA FERROVIARIAP A B I N A35

A reqularlzacao do lastro e feita com rnaquinas denominadas Reguladoras de Lastro. Estes equipa-mentos retiram 0 lastro descarregado entre os trilhos, lancando-o para as extremidades dos dormentes, ao mesmotempo que transportam 0 excesso de lastro descarregado nas extremidades dos dormentes, de um lugar para outroem que ha falta. Ap6s a raqularizacao, algumas maquinas sao equipadas com uma vassoura rotativa, que serve paraeliminar 0p6 de brita que fica depositado sobre os dormentes, dando uma melhor aparencia.Ainda durante 0 acabamento, e comum se fazer uma cornpactacao na superffcie do lastro, que alem demelhorar 0 aspecto do mesmo, serve para aumentar a resistencla aos esforcos normais da linha. Esta cornpactacaopode ser feita manual mente, por meio de placas quadradas ou retangulares, de madeira ou metalica, ou por meio deequipamentos com placasmetalicas que fazem a cornpactacao por vlbracao,

Ap6s a execucao dos servicos mencionados, e necessario se fazer 0 recolhimento do material que ficouespalhado ao longo da via, principalmente os materiais miudos, tais como: pregos, parafusos, retensores etc., que saofacilmente esquecidos na correria do trabalho. Esta providencia tem por objetivo garantir a sequranca do trateqo, poise comum serem colocados sobre os trilhos, podendo ocorrerem serios acidentes.

CUIDADOS QUE DEVEM SER OBSERVADOS DURANTE A CONSTRUC;AO

1. DISTRIBUIC;Ao DO MATERIALDurante a distrlbuicao do material, os cuidados necessarios sao mais de orqanlzacao e controle, do que

de tecnica, isto por que os materiais com que se lida sao grosseiros e robustos, permitindo um manuseio sem cuida-dos especiais.

2. ASSENTAMENTO PROPRIAMENTE DITONeste Item, deve-se tomar cuidados especiais durante a construcaao da linha, para que mais tarde nao

surjam reflexos na rnanutencao da mesma,em funcao da nao adocao dessescuidados.Assim teremos:2.1. Durante a colocacso dostrilhos sobre os dormentes, devemos observar para que nao sejam colo-

cados trilhos empenados;2.2. Durante a conteccao das juntas, deve-se:

a. Lubrificar os parafusos, porcas, arruelas e talas;b. Topar as extremidades dos trilhos;c. Apertar os parafusos com chaves que dispoem de medidores de esforcos, para se regular 0

aperto;d. Nao torcar a penetracao dos parafusos, por meio de pancadas, pols, pode-se ofender a rosca,

inutilizando 0 parafuso.

CONSERVAC;AO DA VIA PERMANENTE

1. OBJETIVO DACONSERVAc;:Ao DA VIAManter seu tracado em planta e perfil, sem defeitos que prejudiquem 0 trafeqo, mantendo uma plata-

forma bem drenada, um lastro limpo e um alinhamento e nivelamento perfeito, com as curvas bem puxadas e comsuperelevacao correta.

Em resumo: Manter a linha em boas condicoes tecnicas: Vigilfmcia contra acidentes fortuitos.


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P A G I N A E i r E S6 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA2. DEFEITOS QUE APARECEM NA VIA2.1. Defeitos devido ao trMego:

a. No plano horizontal:- dlferencas de bitola;- afrouxamento de fixa~ao;- deslocamentos transversais das tangentes;- deslocamentos das curvas;- arrastamento dos trilhos;- deslocamento dos dormentes.

b. No plano vertical:- desnivelamento na plataforma enos trilhos;- defeitos de superelevacao (falta ou excesso).

c. Outros defeitos:- desgaste e fratura das talas de jun~ao;- desgaste dos parafusos (perda de rosca);- desgaste e fratura dos tri lhos;- defeitos nos aparelhos de rnudanca de via;- afrouxamento dos parafusos;- modificacao da incllnacao correta dos trilhos (em vias sem chapas de apoio).

2.2. Defeitos devido aos agentes atrnosfericos- crescimento de mato na faixa da via;- apodrecimento dos dormentes;- defeitos na drenagem;- entupimento ou destruicao das valetas de escoamento.

3. SERVI


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a. Conservacao EventualHeparacao de defeitos, a medida em que aparecem. Services salteados, sem rnetodlzacao de tarefas.Metodo mais rudimentar de conserva, executado pelas turmas de conserva (um feitor e aproximada-

mente um trabalhador, para cada quildmetro de linha, em vias de grande trafeqo).Ao mestre de linha esta subordinado um determinado trecho da linha (50 a 100 km).Os defeitos da linha sao observados visualmente, pelo metre de linha ou feitor, percorrendo 0 trecho, a

pe, em auto de linha ou no trem, providenciando sua imediata reparacao.b. Conservacao Met6dicaFeita pelas turmas de conserva, mas, obedecendo a uma proqrarnacao previa. 0 trecho a ser conserva-

do e inspecionado pelo Engenheiro Residente e pelo Mestre dellnha, sendo feita, entao, uma proqramacao previa dosservices, de modo a se determinar os servlcos a serem executados e ruimero aproximado de dias em cada service.

As quantidades de material necessario sao orcadas a fim de se fazer 0 fornecimento desse material, asturmas. Os services sao executados a eito, isto e, sem lnterrupcao, do infcio ao fim do trecho, removendo-se os de-feitos previamente anotados.4.2. Bevisao Geral da Linha ou Revisao Integral

Services de maior vulto executados por turmas especiais (20 a 100 homens).Exemplos:Revisao geral da linha, em planta e perfil (puxamento, nivelamento e acabamento da linha).- Henovacao ou substltulcao dos trilhos;- He-espacarnento ou substl tuicao dos dormentes;- Benovacao do lastro;- Prolongamento dos desvios;- Construcao de variantes;- Pintura de pontes;- Construcao de cercas;- Bevisoes na infraestrutura;- Hevisoes no sistema de drenagem etc.Estes servlcos reconduzem a linha a um mfnimo padrao desejavel, de modo a poder conservar, por al-guns anos, apenas com uma pequena manutencao realizada pelas turmas de conserva.Este tipo de conserva e clcllca, isto e, realizada ao fim de perfodos determinados de acordo com a inten-

sidade do tratego. Tende a generalizar-se nas estradas de ferro, principalmente com a mecanizacao dos services.5. ORGANIZACAo DOS SERVICOS

5.1. Orqanizacao administrativa da conservacao da Via Permanente das Estradas de Ferro.De um modo geral, obedece ao seguinte esquema (organograma)

Se~ao Tecnica r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ Departamento da r - - - - - - - - - - - - - - - ~Via PermanenteI

+ EngenheirosAuxiliares

Residmcia A I 150 a250 km

Residencia B I1 Engenheiro+ Auxiliares

Residencia C I

Se~ao A J1 mestre delinha eauxiliar

50 a100 km

Comuns - 10 km Turmas I 1 feitor +n trabalhadoresecanizadas - 50 km


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P A S I N A38 SUPERESTRUTURA FERROVIARIA

- Setor de manutencao de equipamentos.- As residencies dlspoern, ainda, de: ferraria, carpintaria e manutencao de edificios (turrnas de pedrei-ros).

- Operacao de equipamentos.- Via Permanente - Estaleiro de Solda

- Estacoes de tratamento de dormentes etc.5.2. Proce s sos de Cons e rv a !(ao

a. Sob 0p o n to d e v is ta d e o rg a ni za !t ii oa.1. Processo Convencional - e 0 rotineiro e infelizmente ainda predornina em ferrovias brasileiras.

Conservacao feita sem uma proqrarnacao mais rigorosa e sem um controlo de produtividade.a.2. P ro ce ss o r ac io na l o u c ie ntific o - obedece a uma proqramscao e a urn controle rigoroso de custos.E a substituicao da admlnistracao direta pela cientifica, controlada por dados estatisticos de custo e

producao dos servlcos, Observa-se um controle de produtlvidade.Podemos distinguir na orqanlzacao racional da conservacao, as seguintes fases:- Proqrarnacao

- Orqanlzacao- controle

P ro g ra m a!(a o - quantidade dos services a executar, locallzacao dos mesmcs, epoca do ana em que de-vern ser executados e estabelecimento da producao a ser exigida de cada trabalhador.

O r ga n iz a! ti io - deterrninacao dos quadros de pessoal para execucao das tarefas, os ciclos em que astarefas serao executadas bem como a rotina a ser obedecida (revisao reduzic!a ou integral).

C on tro le - verlficacao da producao obtida, cornparando-acorn os indices medios de produtividade co-nhecidos - calculo de custos (rrultiplicando 0salario/hora pelo indice obtido Elm homem/hora, para cada tarefa).

De te rmina !t iio dos indice s de Produtividade- Dados existentes (para comparacao]- Cronometragem direta- Deterrnlnacao indireta, por meio de boletim de aproprlacao,

6. FERRAMENTAS USADAS NA CONSTRUCAO E NA CONSERVACAO DA VIA

6.1. Fe rra mentas ma nua isas principais sao: alavancas, trados, enx6s de ribeira, picareta de soca, marreta de preqacao, serra para

tr ilhos, brocas e chaves de parafusos.6.2. Ferramentas mecanicas (m a qu in as d e lin ha )aurrento de producaomaquinas de pequeno, medio e grande portemaqulnas modernas de alta precisao e alta producao,

Princ ipais t ipos- Desguarnecedora de lastro, reguladora de lastro, ptxadores de linha (track-liner), socadoras e nivela-

doras de linha (rnultlplas e Individuals. socadora por nivelacao, grande producao de ate E O metros por hora).- Autos de Linha.- Maqulnas de: pregar, furar dormentes, furar e serrar trilhos, apertar parafusos, lubrificar juntas,

substituir dormentes, tirefonadoras, despregadores, capina quimica da linha, autos delinha etc.

- Equlparr.ento de carga e descarqa de trllhcs lonqcs.- Carro de controle para inspecao da linha etc.


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P A G I N A39UPERESTRUTURA FERROVIARIA

A VIA EM CURVA

1. Forca centrifuga e superelevaeaeUrn veiculo percorrendo uma trajetoria circular de raio R, esta sujeito a uma forca centrifugadada pela

expressao:

fc = Rsendo: Fc = forca centrifuga

m = massaV = velocidadeR = raio de curvatura

Em uma via ferrovlaria estabelecida num plano horizontal, a forca centrifuga deslocara no sentido dotrilho externo, provocando neste um forte atrito atraves dos frisos das rodas. Se a grandeza da forca centrifuga exce-der um certo limite, podera ocorrer 0 tombamento do veiculo.

Para contrabalanc;:ar 0 efeito nocivo da forca centrifuga, i

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SUPERESTRUTURA FERROVIARIA - 2000

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