Superestrutura Ferroviria

Com colaborao das

notas de aula Profa. Jisela Greco

2Histria da Ferrovia

O transporte ferrovirio nasceu no sculo XIX 1 Locomotiva - 1814 - Inglaterra

z construda pelo ingls George Stephenson

z movida a vapor dgua

z essa locomotiva era capaz de puxar 30 t de carga a uma velocidade de 6 Km/h

z inovao tecnolgica: rodas unidas por correntes, para que todos os eixos participassem da trao

1 Viagem - 27/09/1825 (Inglaterra)z linha frrea ligando Stockton a Darlington

z velocidade prxima dos 25 Km/h

3Histria da Ferrovia

Meados do sculo XIX:z rodas motrizes passaram a ficar atrs da caldeira

uso de rodas de grande dimetro

sensvel aumento da velocidade

locomotiva a vapor se tornou o meio dominante de trao nas ferrovias, o que perdurou por mais de um sculo

Expanso das ferrovias Reino Unido (1840): 2000 Km de estrada de ferro Frana (1840): 550 Km Entre 1835 e 1839: ferrovia chegou Alemanha,

Blgica e Itlia

4 Expanso das ferrovias (continuao)

Estados Unidos: expanso atingiu nveis espetaculares

1840: 4.500 Km de trilhos

1850: 30.000 Km de trilhos

1914: mais de 415.000 Km de trilhos

Rssia: construo de vias frreas iniciou-se em 1836

z importncia para a unio de territrios

z caracterstica: linhas com grande extenso (cerca de 10.000 Km)

ndia (1910): 51.000 Km

5Ferrovias no Brasil

1 Estrada de ferro

z construda pelo baro de Mau (Irineu Evangelista de Souza)

z inaugurada em 30 de abril de 1854

z percurso: Porto de Mau (Baa de Guanabara) a Petrpolis

z velocidade: 38 km/h

Em 1858 inaugurou-se o primeiro trecho da ento Estrada deFerro D.Pedro II (depois Central do Brasil e hoje incorporada Rede Ferroviria Federal)

6Ferrovias no Brasil (Cont.)

A Baronesa

7Ferrovias no Brasil (Cont.)

1930: j existiam 30.000 Km de linhas

Apesar da adeso imediata s ferrovias, o Brasil deu preferncia maistarde ao transporte rodovirio

z Na dcada de 1950 foi implantada a indstria automobilstica e multiplicaram-se as estradas de rodagem pelo pas

Vrias tentativas foram feitas para reanimar o trem, terminando com aprivatizao das estradas de ferro, na dcada de 1990

O mximo que se conseguiu foi manter em funcionamento as redesde carga

Restaram apenas duas linhas regulares de passageiro, mantidas pelaVale do Rio Doce: a Estrada de Ferro Vitria-Minas (ligando Vitria eBelo Horizonte ) e a estrada de Ferro Carajs (ligando o sul do Parao Porto de So Lus) e umas dez linhas tursticas

8Elementos Principais da Via Permanente

Sublastro; Lastro; Dormentes; Trilhos

Constituio das Estradas de Ferro Infra-estrutura - terraplenagem e todas as obras situadas abaixo de

seu greide

Plataforma ou leito - superfcie final de terraplanagem Superestrutura ou via permanente - constituda pelas partes sujeitas

ao desgaste imposto pelas rodas dos veculos e pelas intempries

9Funes da Superestrutura

Permitir o rolamento dos trens Distribuir os esforos provenientes de movimentos

z verticais: peso dos trensz horizontais: longitudinal via

transversal via

Caractersticas bsicas da linha Preparada para receber grandes cargas por eixo (20 a 30t so

comuns!!!!)

Componentes ligados com a rigidez adequada construda prevendo operaes para manuteno (ou

conservao)

Tem geometria compatvel com o trem, sua segurana e controle

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Lastro e sublastro Distribuem as cargas plataforma Podem ser: solo, areia, escrias, pedras, cascalhos, pedregulhos,

pedra britada (o mais comum)

Especificaes do lastro:z massa especfica 2,7 g/cm3z coeficiente de desgaste Los Angeles 35%

z amostra: 5Kg (limpa e seca); 12 esferas de ao; 30 a 33 rpm; 500 revolues

z aps, passa-se o material na peneira #12 (1,68 mm) e pesa-se a quantidade retida

z sendo P = peso da amostra (5Kg)

Pn = peso do material retido

%35%100 =PPnPCLA

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Equipamento de abraso

tampa carga abrasiva

embreagem

Mquina de abraso Los Angeles

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Granulometria

Abertura da mallhapol mm

% quepassa

% retida eacumulada

2 1/2 63,5 100 02 50,8 90 - 100 0 - 10

1 1/2 38,0 35 - 70 30 - 651 25,4 0 - 15 85 - 100

3/4 19,0 0 - 10 90 - 1001/2 12,7 0 - 5 95 - 100

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Altura do Lastro Estudos de Talbot - bulbo de presses Sejam

p0 = presso mdia na face inferior dodormente

p = presso a uma profundidade qualquer

100%0ppK =

Segundo Talbot 025,187,53 p

hph =

ph = presso a uma profundidade h (Kg/cm2)

p0 = presso mdia na face inferior do dormente (Kg/cm2)

h = altura do lastro (cm) h 25 cm

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Determinao de p0

Sendop = carga a ser considerada sobre o dormenteb = largura do dormente (cm)c = faixa de socaria (cm) - varia de 70 a 80 cm para bitola mtrica e de 80 a

90 cm, para bitola larga

perfil transversal perfil longitudinal

cbpp =0 Qual o valor de p?

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A AREA (American Railway Engineering Association) recomenda

pesadamaisrodadaacapdoCnpp ndn argsen,=

dormentesdoscentrosentredistveculodoeixosentredistncia

adn

.==

)/100(000.30

12

hKmVVCd

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Dormentes Viga transversal que transmite ao lastro os esforos aplicados Podem ser de madeira, ao, concreto, mistos Tm como uma de suas funes manter a bitola da via correta Dimenses:

Bitola de 1,00 m Bitola de 1,60 m

madeira concreto madeira concreto

Comp. (m) 2,00 1,75 2,80 2,40Alt. (m) 0,16 0,19 0,17 0,20

Largura (m) 0,22 0,20 0,24 0,29Peso (Kg) 70 140 110 190

Dormentes de madeira:z renem todas as qualidades exigidas para o dormente: durabilidade, resistncia,

elasticidade e permitem boa fixaoz agentes biolgicos causadores da destruio da madeira: fungos e insetosz tratamento qumico dos dormentes

Dormente de concreto

Dormente de ao

Dormente misto(Roger

Soneville)

Trilhos Ser a superfcie de trfego e guia dos trens Suportar os esforos transmitidos pelo trem Distribuir e transmitir tais esforos Contribuir para a rigidez longitudinal da linha Suportar e transmitir os esforos atribudos

temperatura nos trilhos e no ambiente

Principais funes

De fabricao Originados em servio:

z deformao das pontasz autotmpera superficialz escoamento na superfcie do boletoz desgaste da alma e patim por ao qumicaz desgaste do trilho por atritoz fraturas dos trilhos

Defeitos nos Trilhos

Caractersticas e dimenses dos trilhos

COMPRIMENTO DE TRILHOS DA SIDERRGICA: 12, 18, 24m

MAS A FERROVIA SOLDA OS TRILHOS EM OFICINA, OU NA LINHA

FEPASA - RIO CLARO: 300m

20

Pr-dimensionamento de trilhosDeterminao da Carga de Clculo

Pclculo = P . Cd

)/100(30000

12

hKmVVCd

Bitola distncia entre os boletos de trilhos

Bitolas mais usuais Mtrica: 1,00m (estreita) Larga: 1,60m (bitola padro) Internacional: 1,435m

A bitola define as relaes geomtricas trem-via

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Fixaes Ligam os trilhos ao dormente Transmitem cargas entre o trilho e o dormente

Fixao GEO -origem nas

ferrovias alems

Outro tipo de fixao elstica

(grampo elstico duplo)

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Juntas entre trilhos So os espaos entre trilhos O tamanho das juntas denominado folga de junta Quando a folga de junta zero, a junta denominada topada A folga de junta varia ao longo do tempo A mxima folga de junta entre trilhos estimada em 2cm

Talas de juno Ligam trilhos nas juntas Transmitem trao ou compresso entre os

trilhos

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Socadora

Soca: efetuada abaixo dos dormentes, regio de soca

a operao para compactar o lastro e fornecer a resistnciapara suportar as cargas

Manual (com a soca, um tipo especial de picareta), ouMecnica

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Socadora niveladoraAcabadora

Mquina para limpeza de

lastro

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Mecnica da Locomoo

Tipos de veculos:z veculos que tracionam: material de trao

z locomotivas

z veculos tracionados: material rodantez carros

veculos que transportam, exclusivamente, passageiros

z vages veculos destinados ao transporte de cargas

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Locomotivas a vapor

Sua energia fornecida pela expanso do vapor que produz trabalho nos cilindros

Locomotiva Baldwin, para bitola mtrica, fabricada em 1895

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Locomotiva diesel - eltrica

Utiliza como fonte de energia um motor diesel transportado pela prpria locomotiva

Locomotiva eltrica

Trao eltrica

Primeiro trem eltrico

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Tipos de vagesz Vago fechadoz Vago gaiolaz Vago gndola (abertos na parte superior)z Vago plataforma (simples estrados para transporte de veculos,

mquinas, trilhos etc.)

z Vago tanquez Vago frigorficoz Vago tremonha (o fundo formado por planos inclinados, com

portas para descarga de fundo)

Vago Fechado