Caracteristicas Dos Projetos Ferroviarios

7/24/2019 Caracteristicas Dos Projetos Ferroviarios

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Caractersticas dosProjetos Ferrovirios

Prof. Hostilio Xavier Ratton Neto


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Gabaritos dos veculos

ferrovirios

Devem atender e compatibilizar-se com:

cortes

tneis

obras de arte

instalaes fixas


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ferrovirios

Gabarito esttico do material rodante:seo transversal

Gabarito cinemtico:envoltria sobre o gabarito esttico e

seus provveis deslocamentos nomovimento


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ferroviriosMximo carregamento:

tamanho que a carga ultrapassa ogabarito do material rodante

A soma do gabarito com o mximocarregamento representa a seo

transversal mxima que um veculo esua carga podem ocupar.


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ferrovirios no Brasil

Dimenso (m) Bitola larga Bitola mtricaComprimento 26,30 18,30

Largura 3,25 2,85

Altura 4,55 3,80

Distnciaentre pinos de

pio

18,90 18,00


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Trem padro (Trem tpico)

O comprimento do trem padro leva emconsiderao as limitaes impostas pelasresistncias ao movimento, pelo

comprimento do trem, pela resistncia dosengates e pelo funcionamento dos freios.

O trem padro utilizado nas simulaes

para facilitar a escolha da melhor diretriz noanteprojeto (projeto bsico).


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Trem tipo

Carga mvel utilizada na verificao deestabilidade no Projeto de Obras deArte Especiais (NB-7).

Classe de linhaTrem tipo

Bitola larga Bitola mtrica

A e BTB-32 ou

TB-27TB-20

C, D e E TB-27 TB-16


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VelocidadesVelocidade mxima:

condicionada pelas caractersticasmecnicas dos veculos, pelo traado

da via, pelas caractersticas dasuperfcie de rolamento, pela proteoe estanqueidade da via e pelo confortodos passageiros e pela segurana eintegridade das cargas transportadas.


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VelocidadesVelocidade de marcha:

em seu clculo so computadas apenasas paradas em razo das restries detrfego (cruzamentos, ultrapassagens)Velocidade comercial:consideram-se no seu clculo, alm das

paradas devidas ao trfego, auelas emptios e terminais


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VelocidadesVelocidade diretriz (Velocidade de

projeto):velocidade bsica para a fixao das

caractersticas do traado.


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Grau da curva (G)

ngulo formado entredois raios da curva,correspondendo a uma

determinada corda dacurva, de comprimento c.

R RG

c

senG

2=

c

2 R

G = arc senc

2 R


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Raio da curva e corda

Pode-se determinar o raio (R) da curvaem funo da corda (c):

Ou pode-se determinar a corda emfuno do raio:

R = 180 c G

c = G

180 R


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Material rodante nas

curvas

O entrosamento entre via e veculoimpe condies geomtricas via:

SuperelevaoSuperlargura

Curvas de transioRaios mnimos


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Superelevao

Causa:Atuao de uma fora centrfuga e a

necessidade de equilibr-la.

R

F

P

St

=

P v2

g RF =

m v2

R

Fazendo g = 9,81 m/s2

e V em km/h:

F =

P V2

127R


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Superelevao terica

P sen = F cos tg = V2

127 R

sen tg

R

F

P

St

l

sen =St

l

St = em mm

l

= em m

sen =St

1000 l


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Superelevao terica

l= 1,067 m (hitola mtrica)l= 1,667 m (bitola larga)

sen =V2

127 R

St

=1000 lV2

127 R


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Superelevao prtica

Como os trens no andam todos

mesma velocidade, adota-se umasuperelevao prtica, que um valorinferior ao da superelevao terica.

A fora centrfuga no compensada,mas deve ser limitada em funo da

segurana da circulao (tombamentoou descarrilamento) e o conforto dospassageiros.


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Bitola

Superelevao prtica (mm)

Calculada Limites

( = 0,4 m/s2) ( = 0,6 m/s2) NormalExcepcional

(*)Mtrica St - 45 St - 65 Sp100 Sp 120

Larga St - 68 St - 102 Sp160 Sp 180

Superelevao prtica

(*)Quando se tratar de obter velocidade mxima e efetiva euniforme em uma extenso superior a 2.000 m, que est sendolimitada pela curva em estudo.


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Taxa de superelevaoAumento gradual da superelevao

desde a tangente, onde nula at asuperelevao Sp prevista na curvacircular.

A acelerao centrfuga no compensada:

St - Sp

102 la =

St e Sp = em mml= em m

a = m/s2


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Taxa de superelevao

A superelevao adotada na curvacircular alcanada pela introduo de

uma taxa de superelevao na curva detransio entre a tangente e a curvacircular.A taxa de acelerao (a) fornece oaumento gradativo da acelerao

centrfuga at atingir o valor nocompensado previsto na curva circular.a 0,25 m/s2 /s


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Taxa de superelevao

A taxa de superelevao dada por:

0,9 (St - Sp)

a V S=

a = 0,25 m/s2/s


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Velocidades mximas

nas curvas

So as velocidades que levam aoatingimento das superelevaes mximaspermitidas:

V = 4,1 R1/2 (bitola mtrica)V = 4,5 R1/2 (bitola larga)


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SuperlarguraA superlargura combinada folga das

rodas (inerente ao material rodante)leva folga da linha suficiente para

permitir o enquadramento das basesrgidas dos truque nas curvas.


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SuperlarguraA frmula geral da superlargura :

S = J jonde:

S = superlarguraJ = folga da linha

j = folga das rodas


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SuperlarguraDeduz-se que:

J = l 2r / 2Ronde:

l r= base rgida do truqueR = raio da curva


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SuperlarguraTambm se deduz:

j = r b / 2 R

onde:

r = raio da rodab = bitola da via

= ngulo de conicidade dasuperfcie de rolamento da roda


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SuperlarguraValores adotados pela RFFSA (NV-5-

302):Mximos: 15 mm

Mnimos: bitola mtrica:

no se emprega em curvas de raio inferior a 100 m

bitola larga: no se emprega em curvas de raio inferior a 120 m


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Raio mnimoDefinido em funo de:

Velocidade diretrizBitola da via

Superelevao mxima admitidaDados do material rodante:

Posio do centro de gravidade

Base rgida etc

Limite de acelerao lateral no

compensada


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Raio mnimoCaractersticas das curvas de raio

pequeno:Obrigam a menores velocidades

Causam maior desgaste aos trilhos erodas

Construo mais difcil


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Raio mnimoPrescries da N-1/DNEF

Bitola larga:

Linhas

Terrenos

Planos Ondulados Montanhosos

Raio (m) Grau () Raio (m) Grau () Raio (m) Grau ()

Troncos

Principal

Valoreslimite

1.145,93 100 572,99 200 382,02 300

Secundrio 572,99 200 491,14 220 343,82 320

Subsidirias

Principal

Valoreslimite

491,14 220 382,02 300 312,53 340

Secundrio 312,53 340 286,54 400 264,51 440


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Raio mnimoPrescries da N-1/DNEF

Bitola mtrica:

Linhas

Terrenos

Planos Ondulados Montanhosos

Raio (m) Grau () Raio (m) Grau () Raio (m) Grau ()

Troncos

Principal

Valoreslimite

572,99 200 491,14 220 343,82 320

Secundrio 491,14 220 382,02 300 312,53 340

Subsidirias

Principal

Valoreslimite

382,02 300 343,82 320 286,54 400

Secundrio 286,54 400 264,51 440 229,26 500


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Raio mnimo

Raio mnimo em funo da velocidade diretriz

Bitola

mtrica

Velocidade diretriz(km/h)

60 70 80 90 100 110 120 130

Raio mnimo (m) 214 292 381 482 595 720 857 1.006

Bitolalarga

Velocidade diretriz(km/h)

70 80 90 100 110 120 130 140 150 160

Raio mnimo (m) 242 316 400 494 598 711 835 968 1.112 1.265


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Curvas de transioAs curvas de transio visam melhor

adaptao dos veculos em movimento,quando passam da tangente para a

curva circular, respeitando oscondicionantes de:superelevao;

superlargura econtinuidade geomtrica.


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Curvas de transioCurvas de transio empregadas:

Radiide ao arco (clotide ou espiral deCornu) as preferidas em estradas de ferro;

Radiide s cordas (lemniscata de bernoulli);

Radiide s abscissas; e

Parbola cbica

No se adota transio para curvas degrande raio (maiores do que 1.000m)


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Curvas de transioComprimento das transies:

onde:L = comprimento da transio (m)a = acelerao no compensada (m/s2)V = velocidade (km/h)

St = superelevao terica (mm)Sp = superelevao prtica (mm)

L = a . V . S p0,9 (St - Sp)


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Curvas de transioComprimentos mnimos:

so definidos em funo da aceleraono compensada.

Bitola mtrica (a = 0,42 m/s2

):

Bitola larga (a = 0,6 m/s2):

L = 0,06 V3

R

L =

0,86 V3

R


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Curvas de transioA N-1/DNEF indica que nas curvas

circulares com raios inferiores a 1.146m, os comprimentos das curvas de

transio, em planta, sero mltiplos de10 m.


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Tangentes mnimasUsadas no caso de ocorrncia de

curvas consecutivas opostas.Devem permitir a insero de trs

veculos ferrovirios, para evitaresforos contrrios nos engates de ummesmo veculo.


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Tangentes mnimas

Comprimentos mnimos (N-1/DNEF)

Na prtica, no se adota menos de 300 m.

Bitola Com concordncia Sem concordncia

Mtrica 110 m 150 m

Larga 150 m 210 m


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Rampas:Servem para ligar pontos que apresentam diferenas de

nvel.Rampa compensada (icomp):

Rampa imaginria em tangente, cuja resistnciacorresponde soma das resistncias de rampa (Rr) e de

curva (R c) em um determinado trecho.As resistncias de rampa e de curva condicionam acapacidade de trao dos veculos tratores e definem assees de trao.

Rc + Rr= RrcompRr= 10 i e Rrcomp = 10 icomp10 i + Rc = 10 icomp

icomp =

Declividade

10 i + Rc10

R d


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Rampas compensadas

mximas

Valores limite para projetosBitola larga

TrensRampa mxima (%)

Terreno suave Terreno mdioTerreno

acidentado

Carga 0,5 1,0 1,5Passageiros 1,0 1,5 2,0

Subrbio 1,0 1,5 2,0

Rampas compensadas


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Rampas compensadas

mximas

Valores limite para projetosBitola mtrica

TrensRampa mxima (%)

Terreno suave Terreno mdioTerreno

acidentado

Carga 0,5 1,0 1,5Passageiros 1,2 1,8 2,0

Subrbio 1,2 1,8 2,0

Rampas compensadas


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Rampas compensadas

mximas

Valores limite para projetos (N-1/DNEF)

LinhasTerreno

Plano Ondulado Montanhoso

Troncos Principais Valoreslimite

0,5 1,0 1,5

Secundrias 0,8 1,2 15

Subsidirias Principais Valoreslimite

1,0 1,5 1,5

Secundrias 1,2 1,8 2,0


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Concordncia das rampas por meio de

curvas verticais.Normalmente se intercala uma curva(parbola do 2o grau tangente a ambas as

rampas):Curvas cncavas:

i1 i2 < 0

Curvas convexas:i1 i2 > 0

Concordncia vertical

i1

i2

i1

i2


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Concordncia verticalRecomendaes de projeto (N-1/DNEF):

A concordncia vertical deve ser introduzidaquando:

Nas curvas convexas:

| i1- i2| 0,2 %

Nas curvas cncavas:| i

1- i

2| 0,1 %


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Concordncia verticalComprimento da concordncia vertical

onde:g = projeo horizontal do comprimento da

curva (m)

a = distncia entre estacas = 20 metrosi1 e i2 = rampas adjacentes (%)r = taxa de variao da declividade por estaca (%)

g = a (i1 i2)

r


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Concordncia verticalValores recomendados para a taxa de variaoda declividade r (AAR):

Curvas convexas: Estradas principais:

r 0,067 %

Estradas secundrias:r 1,34 %

Curvas cncavas: Estradas principais:

r 0,033 % Estradas secundrias:

r 0,067 %

Caractersticas dos


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Caractersticas dos

Projetos Ferrovirios

Hostilio Xavier Ratton Neto

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