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memorial de calculo de ferrovias
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Características da viaParâmetros Nº Lista
6Espaçamento entre dormentes, cm 61Faixa de socaria, cm 90Resistência da via, kg/dormente 240Coeficiente de lastro, admensional 10Comprimento da ZN, m 250
10522
10.2Peso máximo do vagão prancha-TEU, ( t) 70Tara do vagão prancha-TEU, (t) 24Comprimento do vagão prancha-TEU, (m) 22.6Peso máximo do vagão prancha-BITREM, ( t) 94Tara do vagão prancha-BITREM, (t) 20Comprimento do vagão prancha-BITREM, (m) 20.8Peso máximo do vagão tanque, t 102Tara do vagão tanque, (t) 20
14Peso máximo do vagão carga geral, t 88Tara do vagão carga geral, (t) 23
18.5Comprimento útil do pátio, m 1550Entrelinha, m 4.5
10
Velocidade de projeto, km/h 65Ombreiras do lastro, cm 90Trem de transporte de TLS, m 218Raio de curvatura da pêra, m 185Peso do dormente de concreto, kg 415Estaca inicial 614 12.9082
Peso máximo do vagão hopper, tTara do vagão hopper, tComprimento do vagão hopper (m)
Comprimento do vagão tanque (m)
Comprimento do vagão carga (m)
No do coração
SELEÇÃO DO TRILHO 34
Dados:Espaçamento entre os dormentes a = 61 cm
Coeficiente dinâmico Cd = 1.141
Coeficiente de lastro C = 10
Módulo de Elasticidade do Aço E = 2,100,000 kg/cm²
a) Coeficiente de dormente b) Coeficiente de superestrutura
D = 0,9xCx bxc 413.70 0.95
D = 24,300.00 kg/m 703.40 1.61
951.50 2.17
1610.80 3.68
2039.50 4.66
2730.50 6.24
3350.60 7.65
3950.00 9.02
c) Momento máximo d) Tensão máxima
321.70 t.cm Para : 81.60 cm³ ---- 3,942.39 kg/cm² -2,442.39 -2442.39
367.98 t.cm 120.80 cm³ ---- 3,046.21 kg/cm² -1,546.21 -1546.21
397.20 t.cm 149.10 cm³ ---- 2,663.99 kg/cm² -1,163.99 -1164
448.80 t.cm 205.60 cm³ ---- 2,182.88 kg/cm² -682.88 -682.882
470.70 t.cm 247.40 cm³ ---- 1,902.60 kg/cm² -402.60 -402.603
495.67 t.cm 295.00 cm³ ---- 1,680.25 kg/cm² -180.25 -180.251
511.47 t.cm 341.70 cm³ ---- 1,496.85 kg/cm² 3.15 3.15323
523.05 t.cm 391.60 cm³ ---- 1,335.68 kg/cm² 164.32 164.321
Deve ser adotado para a via o TR 61 porque é o trilho que apresenta a tensão mais próxima e inferior a 1500kg/cm²
PROJETO DO TLSa) Temperaturas
60 ºC
10 ºC 40 ºC
sendo:
Então:
45 25 ºC Δt = 35 ºC
35 35 ºC (escolhido o maior)
Faixa de Temperatura 35 ºC < TN < 45 ºC
b) Reação longitudinal da via c) Zona de respiração
240 kg/dormente Área da seção do trilho S = 77.45 cm²
Coeficiente de dilatação 1.15E-05 / ºCr = 393.44 kg/m
166.389 m
d) TLS e) Junta de dilatação
Dados:ZN = 250 m j = 6.70 cm
TLS = 2 x ld + ZNTLS = 582.778 m f) Definição da Zona Neutra
Considerando que cada barra possui uma extensão de ZN = TLS - 2 x ld 12 m, será necessário então: ZN = 255.2216 m
49 barras A Zona Neutra sofre um acréscimo de 5.22 m588 m
g) Resumo do TLSTrecho 01 N1 = 5,873.00 m = 8 TLS0 + TLSu1 [ TLS0 + 581.00 ] = N1 = 9 TLS0Trecho 02 N2 = 12,448.00 m = 20 TLS0 + TLSu1 [ TLS0 + 100.00 ] = N2 = 21 TLS0Trecho 03 N3 = 11,679.00 m = 18 TLS0 + TLSu1 [ TLS0 + 507.00 ] = N3 = 19 TLS0
I25 = cm4 g25 =
I32 = cm4 g32 =
I37 = cm4 g37 =
I45 = cm4 g45 =
I50 = cm4 g50 =
I57 = cm4 g57 =
I61 = cm4 g61 =
I68 = cm4 g68 =
M25 = W25 = σ25 =
M32 = W32 = σ32 =
M37 = W37 = σ37 =
M45 = W45 = σ45 =
M50 = W50 = σ50 =
M57 = W57 = σ57 =
M61 = W61 = σ61 =
M68 = W68 = σ68 =
tmax = tm = (tmax + tmin )/2 + 5
tmin = tm =
t'c = tm + 5 (temperatura máxima recomendável para assentamento).
t"c = tm - 5 (temperatura mínima recomendável para assentamento).
t'c = ºC --- Δtc = tmax - t" Δtc =
t''c = ºC --- Δtt = t' - tmin Δtt =
resistência da via (r0) =
r = ro /a a =
ld =
de TLS:
³
6
Da
EIg
aPCM dmáx )25(8
)87(
gg
W
kgM máxmáx
1000
r
tSEld
a
ES
rlj d
.
.2
∑ N = 49 TLS0
TABELA E TRILHOSTipo Brasileiro - TR 25 32 37 45 50 57 61 68
Tipo Americano -
Peso Calculado (kg/m) 24.65 32.05 37.11 44.65 50.35 56.90 61.00 67.56Peso Calculado (lb/jds) 49.70 64.60 74.80 90.00 101.50 114.70 122.96 136.20
BoletoÀrea 13.23 17.16 19.87 20.58 24.51 25.22 27.85 31.35
% 42.00 42.00 42.00 36.20 38.20 34.80 36.50 36.40
AlmaÀrea 6.58 8.58 9.94 13.68 14.52 19.68 20.99 23.35
% 21.00 21.00 21.00 24.00 22.60 27.10 27.10 27.10
PatimÀrea 11.61 15.10 17.48 22.64 25.16 27.68 28.08 31.47
% 37.00 37.00 37.00 39.80 39.20 38.10 36.40 36.50Àrea Total 31.42 40.84 47.29 56.90 64.19 72.58 77.45 86.12
413.70 703.40 951.50 1610.80 2039.50 2730.50 3350.60 3950.00
Módulo de Resistência (cm³)Boleto 81.60 120.80 149.10 205.60 247.40 295.00 341.70 391.60Patim 86.70 129.50 162.90 249.70 291.70 360.70 410.20 463.80
Raio de Giração (cm) 3.63 4.15 4.49 5.32 5.63 6.13 6.54 7.11
5040 ASCE
6540 ASCE
7540 ASCE
9020 ASCE
10025 ASCE
115215 ASCE
13637 ASCE
Área Calculada da Seção (cm²)
Momento de Inércia (cm4)
ESPESSURA DO LASTRO 31
Dados:
Carga por eixo P = 35 t
Dormentes 2.80 x 0.30 x 0.20 m
Faixa de socaria c = 0.90 m
Base rígida p = 3.65 m
Dormentação 1,639 dormentes/Km
CBR 20%Velocidade V = 65 Km/h
Resolução:
a) Espaçamento entre dormentes b) Coeficiente de redução dinâmica c) Coeficiente dinâmico
a = 1000/ dormentação n = d / a Cd = 1 + ( V² / 30.000)
a = 0.610 m n = 5.982 Cd = 1.141
e) Pressão na face inferior do dormentf) Pressão de ruptura do sublastro g) Pressão admissível sobre o sublastro
FS = 5.5
1.236 kg/cm² 14.000 kg/cm² 2.545 kg/cm²
d) Carga de projeto
3,337.248 kg
h) Espessura do lastro
h = 13.00 cm
33.000 cm
X = 0.6267015707Y = 0.4178010471
a) Área total da seção b) Seção de vazios
ST = (B+b)xh/2 ST = 2.184 m² SV = 0.257 m²
c) Volume ocupado pelos dormentesPelo projeto tem-se: nº de trechos = 3
Trecho 01 5,873.00 mTrecho 02 12,448.00 mTrecho 03 11,679.00 m
Total 30,000.00 m (comprimento total da seção)
VD = 8,260.56 m³
VOLUME DE BRITA NO LASTRO *medidas em metros no desenho
0.9 2.80 0.9
0.201.5
1 0.13 0.42
i% = 3% 0.09
0.63 4.60 0.63
5.85
d) Volume total da seçãoVT = (ST – SV) x comprimento total da seção
VT = 57,802.62 m³
e) Volume de britaVB = VT - VD VB = 49,542.06 m³
p0 = Pc / (bxc) pr = 0,7xCBR pa = pr / FS ;
p0 = pr = pa =
Pc = (P / n) . Cd
Pc =
h = 24,27x( p0 / pa ) 0,8
h t = h + h dormente
h t =
SV = Bxhvazio/2
VD = comprimento total do trecho x (Vdormente / a)
RETENSIONAMENTO 35
L = k(TLSp - 1) + TLSu
TLSp TLSu = 1TLSp + TS TS
TLSp = trilho longo soldado padrão (projeto completando múltiplo de barra padrão 12 m)TLSu = último trilho longo soldado (1 padrão com a ZN aumentada de TS)k = número inteiro de trilhos soldados padrãoTS= resto do número inteiro de TLSp
a) Número de TLS padrão b.3) Número total de retensores
Nn = ∑ N
N = 49 40417 retensores
b) Quantidade de retensores
(nº retensores por dormentex2xldxretendores no ld) / a
8727 retensores
b.2) Retensores na Zona Neutra
(trecho - 2xld)x(retendores na ZN) / aTrecho 01 N1 = 6054 retensoresTrecho 02 N2 = 13238 retensoresTrecho 03 N3 = 12398 retensores
31690 retensores
SOBRAS DE TRILHOS (sobras de barras de 12 m)Sub-trecho 01 L1 = Extensão do trecho - k x TSo = 581.00 m L1 = 7 mSub-trecho 02 L2 = Extensão do trecho - k x TSo = 100.00 m L2 = 8 mSub-trecho 03 L3 = Extensão do trecho - k x TSo = 507.00 m L3 = 9 m
Total 1188.00 m Ltotal = 24 m
Total de trilho utilizado Ltotal = 60,048 m
SOLDASComo o comprimento máximo do trem de transporte de TLS é de 218 m,
admite-se que a situação ótima é para o transporte do TLS soldado no estaleiro com comprimento igual á metade do TLS, ou seja, 109 m
Assim, a distribuição entre soldas em estaleiro e no campo é a seguinte:TLSo = TLS/3
TLSo = 196 mNº de barras de 12 m = 17 barras
Sendo:32 soldas no estaleiro
2 barras soldadas em campo (de cada lado)
a) Soldas no TLS no estaleiro b) Soldas no TLS no campo c) Soldas no TLSu no campo
3136 196 198
d) Nº total de soldas no campo
394
DORMENTES
N= 49,170 dormentesdo terminal ferroviário de: 5,500 mExtensão do trecho : 13,601.852 m
NTOTAL = Nld + NZN
NTOTAL =
b.1) Retensores no ld padrão
Nld =
Nld =
NZN =
∑ NZN =
NSOLDAS ESTALEIRO = NSOLDAS CAMPO = NSOLDAS CAMPO =
N TOTAL SOLDAS CAMPO =
N= extensão do trecho / a Os dormentes de madeira foram dimensionados de acordo com a soma dos comprimentos totais dos aparelhos de mudança de via com seus terminais ou desvios e com o comprimento da via principal
N= 22,294 dormentes
N= extensão do trecho / a
ACESSÓRIOSa) Placas de apoio b) Fixações elásticas 36N = 2 x número de dormentes N= 4 x número de dormentes
N = 98,340 unidades N = 196,680 unidades
TALAS DE JUNÇÃO
12
4,534 unidades
TRILHO AÇO-LIGA
1,000Q = 3,804.69 t
SUPERLARGURAa) Cálculo do raio mínimo para dispensa da superlargura
Dados:r → raio do veículo (m); b = 1.6 m
c = 0.07 m
j = 0.015 m
Sendo a locomotiva de linha corrida modelo (C - C) DASH9 B= b + c = 1.67 m, pode-se concluir, que o diâmetro da roda é de 1016 mm
logo seu raio será de 508 mm.R = 1,131.15 m
b) Cálculo da Superlargura
Para: R = 615 m
S = 0.0126 m
Para: R = 1,175 mS = -0.0006 m
Para: R = 1,387 mS = -0.0028 m
INSCRIÇÃO FORÇADAa) Cálculo do Avanço do Friso da Roda
D → Diâmetro da roda da locomotiva (mm);m → Altura do friso (mm)μ → Avanço do friso (mm)
Sendo a locomotiva de linha corrida modelo (C - C) DASH9, pode-se concluir, que o diâmetro da roda é de 1016 mm
e a altura do friso vale 30 mm.
174.59 mm
f = 28 mmR = 0.56 m
R → Raio da curva do trilho (m) S → Superlargura (mm)p →Base rígida do veículo (mm) j → jogo de via (mm)μ → Avanço do friso (mm)
NTALAS DE JUNÇÃO = 4 x Extensão do Trecho
NTALAS DE JUNÇÃO =
Q = 2 (extensão do trecho + perdas) x peso unitário
B → bitola do rodeiro (m), onde: j → jogo da via (m)
r → raio do veículo (m);B → bitola do rodeiro (m), R → Raio da linha corrida (m)
m =
b) Raio mínimo para inscrição forçada para truque de três eixos
j
BxrxR
20
jR
BxrxS
20
mxDm
fx
xpR
8
)2( 2m jSf
f → folga da linha (mm)
37
c) Raio mínimo para inscrição forçada para truque de dois eixos f = 28 mm
R = 0.02 m
R → Raio da curva do trilho (m) S → Superlargura (mm)p →Base rígida do veículo (mm) j → jogo de via (mm)μ → Avanço do friso (mm) f → folga da linha (mm)
R = -0.02 m
R → Raio da curva do trilho (m) p → Base rígida do veículo (mm)μ → Avanço do friso (mm) f → Folga da linha (mm)
e) Contra trilhosPara impedir o descarrilamento, os contra trilhos são instalados em curvas,onde o espaçamento em relação ao trilho é dado a seguir:
, onde:
c = 1.5 me = 0.025 m
8.76 cm
d) Raio mínimo de curvatura para inscrição livre (pêra ferroviária)
ε → afastamento do contratrilho b → bitola (m) S → superlargura (m) c → gabarito do rodeiro (distância interna das rodas) e → espessura do frisos (m)
e =
f
xpR
m jSf
fx
xpxpR
2
)2( 2 m
)()( ecSb e
CÁLCULO DA CURVA SIMPLES VERTICAL
L (m)Estaca Pc Estaca Pt
ID e nº Estacas m nº Estacas mcurva1 320 2.90 1.45 784.00 16.7117 800.00 16.7117curva2 320 2.98 1.49 1565.00 7.7117 15181.00 7.7117
CALCULO DA CURVA EM ESPIRAL
32
Coordenadas
R V (Km/h) Lc Lc Lc Sc (Grau) Sc (Radiano) Ac (Grau) Xc Yc q (m) p (m) Tscurva1 1011 85.00 42.52 101.75 100.00 2.83 0.049456 24.082 18.415 424.934 1.648 99.976 49.996 0.412 265.735curva2 932 85.00 46.13 97.69 100.00 3.07 0.053648 21.935 15.787 356.805 1.788 99.971 49.995 0.447 230.696curva3 975 85.00 44.09 99.92 100.00 2.94 0.051282 18.477 12.601 314.422 1.709 99.974 49.996 0.427 208.653
L (m)nº Estacas m nº Estacas m nº Estacas m nº Estacas m nº Estacas m nº Estacas m nº Estacas m
curva1 8,923 446.00 3.00 781.00 4.7 5.00 0.0 786.00 4.7 21.00 4.9 807.00 9.6 812 9.64curva2 8,132 406.00 12.00 742.00 13.7 5.00 0.0 747.00 13.7 17.00 16.8 765.00 10.5 770 10.51curva3 6,653 332.00 13.00 668.00 14.7 5.00 0.0 673.00 14.7 15.00 14.4 689.00 9.1 694 9.13Observação: A distribuição das estacas não foi considerada a numeração da estaca inicial.
Raio da
curva
Comprim. Minimo
transição
Comprim.
transição
Comprim.
adotado
Ângulo da
aspiral
Ângulo da
aspiral
Ângulo
central
Ângulo
circular
Desenv. da
circular
Raio do Pc
e PT
Desloc.
centro curva
Tangente
da espiralqº Dq (m)
Estaca Lin Estaca Tsn Estaca Lcn Estaca Scn Estaca Dqn Estaca CSn Estaca STn
SUPERELEVAÇÃOEste cálculo será elaborado para cada curva que apresentar raio menor que 33
900 m entre uma das 3 curvas previstas no projeto para cada tipo de vagão que pode transitar estas linhas.
- CÁLCULO DO Lc mínimoO comprimento mínimo de transição é calculado em função do raio, verificação feita abaixo.EM FUNÇÃO DO RAIO
79.3574193 m
80.00 m
SUPERELEVAÇÃOa) Teórica
B = 1.67 m
127 x R v = 65.000 Km/h
h = 0.090 m
b) Máxima
n → coeficiente de reviramento 5
n x H 2 H → altura do centro de gravidade 2.8 m
d → deslocamento do centro de gravidade 0.1 m
0.003 m
c) Distribuição da Superelevação
0.003 cm/m
NOTA DE SERVIÇOA tabela abaixo será elaborada para a curva com raio menor 900 m entre as 3
curvas previstas no projeto, ou seja, para a curva de raio de 615 m
ESTACAS PRINCIPAISEstaca TS = #N/A + #N/A m
Estaca SC = #N/A + #N/A m
Estaca CS = #N/A + #N/A m
Estaca ST = #N/A + #N/A m
Rampa -0.421%
ESTACA PROJETO liProjeção
hiCotas dos trilhosInterno Externo
#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A 0 #N/A 0 0#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A
#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A 20 #N/A #N/A #N/A#N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A #N/A
lc =
lc =
h = B x v²_
hp = h - B B – d
hp =
h t = h p
l c
h t =
menorc Rxl 2,3