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SNP38D58 – Superestrutura Ferroviária

Projeto Geométrico

Prof.: Flavio A. Crispim (FACET/SNP-UNEMAT)

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE

MATO GROSSO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

SINOP - MT

2014

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Prof. Flavio A. Crispim (FACET/SNP)

Elementos de projeto

Velocidade diretriz (V = 80 km/h, VALEC)

Veículos operacional (V = 60 km/h, VALEC)

Veículos operacional pátios (V = 60 km/h, VALEC)

Alinhamento horizontal

Alinhamento vertical

Elementos de seção transversal

Superestrutura Ferroviária 2

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Axiais

Planimétricos

Trechos retos Tangentes às curvas

Trechos

curvos

Curvas de

concordância

horizontal

Simples

Composta Sem transição

Com transição

Altimétricos

Trechos retos Greides retos Tangentes às curvas

Trechos

curvos

Greides

curvos

Curvas de

concordância

vertical

Côncava

Convexa

Transversais Seções transversais

Corte

Aterro

Mista

Elementos planimétricos de uma ferrovia


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Dois trechos retos concorrentes, de uma ferrovia, devem ser

concordados por um arco de curva, que pode ser de dois tipos:

Curva circular simples

(concordância horizontal simples)

Curva circular com transição

(concordância horizontal composta com transição)


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Raio mínimo

R > 150 m (ABNT)

R > 343,823 m, 3º 20’ (VALEC)

CBTU

Se Vdir = 80 km/h, 309,067 m (1,60 m) e 313,925 m (1,00 m)


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Curvas de transição

VALEC - R < 2291,838 m (0 30’)

CBTU – Raios circulares da ordem do milhar ou milhares de metros e a

velocidade diretriz no trecho não exija a introdução de superelevação

no arco circular, não há necessidade de se adotar concordâncias de

curvatura progressiva.


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Concordância horizontal simples

Nele se utiliza apenas um arco de círculo para concordar dois ou mais

alinhamentos de uma rodovia

Oferece boas condições tanto para tráfego (conforto ao usuário), como

para o próprio projeto da curva e para a sua posterior materialização no

campo (fácil locação)


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hrz_simples.html

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O raio pode ser calculado em função da corda e da flecha da curva


𝑅2 =𝑐

2

2

+ 𝑅 − 𝐴 2

𝑅 =𝑐² + 4. 𝐴²

8. 𝐴

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Grau da curva

É o ângulo central correspondente a uma determinada corda (c)

c = 10 m em curvas de raios pequenos (bitola métrica)

c = 20 m em curvas de raios maiores (bitola padrão)

Esses valores são fixados em função do raio da curva


Corda (c) em metros Raio (R) em metros

10 100 ≤ R ≤ 600

20 R > 600

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Grau da curva


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Deflexão por metro


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Grau da curva

Para corda de 20m (mais utilizada) G deve ser múltiplo de 40’ para

facilidade de locação

Assim a uma corda de 1m corresponderá múltiplos de 1’ de deflexão da

corda


Corda (c) em metros Raio (R) em metros dm

10 100 ≤ R ≤ 600 G/20

20 R > 600 G/40

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Ângulo de deflexão para locar vários pontos da curva


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Curva horizontal com transição

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Concordância horizontal composta com transição

É a concordância em que se utiliza um arco de círculo intercalado com

dois ramos de uma curva espiral para concordar dois alinhamentos

Esse tipo de concordância é um dos mais utilizados em projetos de

ferrovias, pois proporciona aos usuários maior conforto e segurança

A passagem do trecho em tangente para o trecho em curva e vice-

versa, ocorre gradativamente


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O motivo é que o raio de curvatura no início da curva, na interseção

com a tangente é infinito e, no trecho circular, assume um valor finito R,

em toda a sua extensão

Numa curva circular sem transição, há uma variação brusca no raio de

curvatura infinito na tangente o e o raio finito R


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Principais vantagens

• possibilita distribuir de forma progressiva e uniforme o efeito da

aceleração centrífuga entre os trechos tangente e circular

• possibilita também uma distribuição progressiva e uniforme da

superelevação e da superlargura, pois seus valores são nulos no

trecho em tangente e constantes no trecho circular


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Curvas geralmente utilizadas a transição:

•Clotóide ou espiral de Cornu (mais utilizada)

•Lemniscata de Bernouille

•Parábola cúbica


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Elementos de uma curva horizontal com transição


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Ângulo central da curva de transição


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Comprimento mínimo da curva de transição

VALEC


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CBTU


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Comprimento mínimo da curva de transição (VALEC)

Compensação = 0,06% por grau da curva


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Comprimento mínimo da curva de transição (AREMA)


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Lc min = 0,118 V³/R (padrão europeu)

Lc min = 0,050 V³/R (bitola métrica)

Lc (m); V (km/h); R (m)


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Comprimento normal de transição (CBTU)


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Comprimento máximo da curva de transição


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Coordenadas retangulares da curva de transição


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Inserção da curva de transição

A inserção da transição em espiral pode ser feita de três maneiras:

• A raio conservado

• A centro conservado

• A raio e centro conservados


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Inserção da curva de transição a raio conservado


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Inserção da curva de transição a centro conservado


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Inserção da curva de transição a raio e centro conservados

Utilizada em casos extremos

Por exemplo, um deslocamento do eixo em seção escavada na rocha e

de grande altura, onde um pequeno avanço sobre o maciço pode ser

excessivamente oneroso e trabalhoso


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Inserção da curva de transição a raio e centro conservados


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Inserção da curva de transição a raio conservado


, R, V

dm adotado

G recalculado

R recalculado

lc adotado

TS = PI - T

SC = TS + lc

CS = SC + D

ST = CS + lc

c

lc min

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Superlargura

Alargamento da bitola nas curvas para facilitar a inscrição do truque

Valores variam geralmente de 1 a 2 cm

O trilho deslocado é o interno (externo guia a roda)

Distribuição antes da curva circular ou durante a transição

Taxa de 1 mm/m em vias convencionais ou 0,5 mm/m em vias de alta

velocidade


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Superlargura


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Superelevação


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Apostila Porto

VALEC


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VALEC


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Resistência de curva (Rc)

A superlargura reduz a resistência de curva

Mas como os rodeiros são solidários ao truque (forma retângulo rígido)

dependendo do raio da curva a Rc pode ser significativa

Rc = 0,20 + (100/R) (p+b+3,8) (locomotivas)

Rc = 500b/R (carros de passageiros e vagões)

Rc (kg/t); R (m); p (base rígida da locomotiva, m); b (bitola, m)


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Resistência de rampa (Ri)

Ri = P. senα

Se α pequeno α = senα = tanα

Ri = P. tanα

Ri = P. i [%]

Ri = 1000.P. i/100 = 10.i [kg/t]

Mas como os rodeiros são solidários ao truque (forma retângulo rígido)

dependendo do raio da curva a Rc pode ser significativa

Rc = 0,20 + (100/R) (p+b+3,8) (locomotivas)

Rc = 500b/R (carros de passageiros e vagões)

Rc (kg/t); R (m); p (base rígida da locomotiva, m); b (bitola, m)


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Rampa compensada

Ric = Ri + Rc

Ric = 10.i ic

10.i ic = 10.i + Rc

i ic = i + Rc/10

i ic = i + 0,10Rc

VALEC


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