Palestra Tecnica ABPVHelio
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PALESTRA TCNICA
Superestrutura Ferroviria
Eng HELIO SUVO RODRIGUEZ
13/11/2012 00
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SUMRIO
I - INTRODUO
II - A MALHA FERROVIRIA DO BRASIL
III - MANUAL BSICO DE ENGENHARIA FERROVIRIA
IV - SUPERESTRUTURA FERROVIRIA
V - CONSIDERAES FINAIS
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I - INTRODUO
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- Em Reunio realizada no dia 11/07/2012 com a ABPv ficou acordado a elaborao do
Manual Bsico de Engenharia Ferroviria;
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II A MALHA FERROVIRIA DO BRASIL
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II.1 - EVOLUO
II.2 - MALHA DE CARGA
II.3 - MALHA METROFERROVIRIA
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II.1 - EVOLUO
Ano Referncia / Perodo Extenso
(km)
1854 Incio (E.F. Mau) 14,50
1854 / 1889 Imprio 9.356,00
1889 / 1930 1 Repblica 32.478,00
1930 / 1945 2 Repblica 35.250,00
1945 / 1957 Pr - RFFSA 37.250,00
1958 RFFSA 37.967,00
(Extenso Mxima)
1996 Privatizao 30.450,00
2011 Situao Atual 29.961,00
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Ferrovia / Operadora Extenso (Km)
Estrada de Ferro Tereza Cristina EFTC - 164,00
Ferroeste / E.F. Paran Oeste S.A. - 248,00
Amrica Logstica ALL
Malha Norte (ALL RN) 500,00
Malha Oeste (ALL MO) 1.945,00
Malha Paulista (ALL MP) 1.989,00
Malha Sul (ALL MS) 7.304,00
Vale
E.F. Vitria-Minas (EFVM) 905,00
E.F. Carajs (EFC) 892,00
Ferrovia Norte-Sul (FNS) 700,00
Ferrovia Centro-Atlntica - FCA 8.022,00
MRS Logstica S.A - 1.674,00
Transnordestina Logstica S.A. - 4.238,00
E.F. Trombetas EFT - 35,00
E.F. Jar EFJ - 68,00
E.F. Amap - EFA - 154,00
EXTENSO TOTAL 28.988,00
II.2 MALHA DE CARGA
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OBSERVAO:
Da extenso nominal da Malha Ferroviria de Carga de 28.988Km, cerca de 10.000km compem
a Malha Operacional Ativa.
O restante da malha, isto 18.988 (65%) subutilizada.
Quais os motivos para no utilizao dessas ferrovias?
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Operadora
Extenso
Operacional
(Km)
Observao
Metr SP 65,30
Metr SP Via Quatro 12,90 Sistema no concludo (concesso).
CPTM 260,90
Metr Rio 40,95
Supervia 267,50
Central Logstica 17,00 No computado o Ramal de Niteri (32 km) e Santa
Cruz/Itaguai (7 km). S o Sistema de Bondes.
Metrofor Fortaleza 24,00 Bitola 1,60m (Pajuara / Porangaba)
Cariri 13,00 Bitola 1,00m
CBTU
Metrorec 68,80 Bitola 1,60m
Demetr / BH 28,20 Bitola 1,60m
Natal 56,20 Bitola 1,00m
Macei 32,10 Bitola 1,00m
Joo Pessoa 30,00 Bitola 1,00m
Metr de Salvador (Linha 1) 13,50 Sistema em construo bitola de 1,435m
Metr DF 40,37
CPTM Teresina 13,60 Bitola 1,00m
TRENSURB 33,80
TOTAL 980,00
Fonte de Pesquisa: Anurio Metr Ferrovirio/2011.
II.3 MALHA METROFERROVIRIA
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necessrio expandir a Malha Ferroviria Brasileira de forma integrada com os diversos modais em todas as regies do pas. O ritmo atual de crescimento econmico, exige que o
pas tenha 52.000 km de extenso.
(Rodrigo Vilaa Presidente Executivo da ANTF) - Junho/2011
No Rio de Janeiro de fundamental importncia um conjunto de Projetos de Transportes Ferrovirios para garantir a melhoria efetiva da Mobilidade Urbana e um melhor equilbrio
da Matriz de Transporte no Estado (hoje o modal metroferrovirio correspondente somente
a 7%).
(Helio Suvo Rodriguez)
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III MANUAL BSICO DE ENGENHARIA FERROVIRIA
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A proposio dos tpicos a desenvolver a seguinte:
1. Introduo;
2. Projeto de Via Permanente
2.1 - Fases do Projeto
2.2 - Infraestrutura
2.2.1 - Projeto Geomtrico
2.2.2 - Projeto de Drenagem
2.2.3 - Projeto de Terraplenagem
2.2.4 - Obras de Arte Especiais
2.2.5 - Obras Complementares
2.2.6 - Remanejamento de Interferncias
2.2.7 - Tneis
3. Superestrutura
4. Operao
5. Material Rodante
6. Oramento
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IV SUPERESTRUTURA FERROVIRIA
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A proposio para o desenvolvimento do tpico Superestrutura do Manual, inclui os seguintes itens e subitens:
1. Elementos Componentes da Superestrutura
1.1 - Sublastro
1.2 - Lastro
1.3 - Dormentes
- Madeira
- Ao
- Concreto
- Outros Tipos
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1.4 - Trilho
- Conceituao
- Perfis
- Composio do Ao
- Fabricao
- Recebimento
- Defeitos de Fabricao
- Avarias em Servio
- Vida til
1.5 - Acessrios de Fixao
- Talas de Juno (Parafusos, Porcas e Arruelas, Placa de Apoio)
- Fixaes Rgidas
- Fixaes Elsticas
1.6 - Aparelho de Mudana de Via - AMVs
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2. Clculo Estrutural da Via Permanente;
- Metodologia
- Dimensionamento do Trilho
- Dimensionamento do Dormente e Espaamento
- Dimensionamento do Lastro (Verificao das Presses no Lastro,
Sublastro, Plataforma e Espessura do Ombro do Lastro)
- Dimensionamento Complementar
3. Gabaritos e Plataformas
- Gabaritos da Via Frrea
- Caractersticas da Plataforma
4. Geometria da Via
- Conceituao (Tipo de Transporte e Topografia)
- Superelevao (Terica, Prtica e Mxima)
- Velocidade Limite
- Raio Mnimo
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5. Metodologia de Construo da Via Permanente
6. Engenharia de Manuteno da Via Permanente
- Metodologia
- Tipos
- Frequncia e Indicadores
7. Projeto de Simulao
8. O Uso das Telecomunicaes nas Ferrovias
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ESTRUTURA DA VIA PERMANENTE
SEO TRANSVERSAL TIPO
Estrutura da Via Grade
Trilho (componente longitudinal)
Dormente (componente transversal)
Apoio Meio Elstico Lastro/Sublastro e Plataforma
Esforos na Via
Verticais (Ex.: Carga Esttica)
Longitudinais (Ex.: Dilatao do TLs)
Transversais (Fora Centrfuga)
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a camada de material que completa a plataforma e que recebe o lastro. Sua funo de absorver os esforos transmitidos pelo lastro e transferi-lo para o terreno adjacente, na taxa adequada de suporte do terreno referido.
O sublastro no dever permitir a penetrao dos agregados situados na parte inferior do lastro, tendo ainda que propiciar uma perfeita drenagem das guas dele provenientes.
Toda a infra-estrutura abaixo do Sublastro denominado Subleitro.
O lastro e o Sublastro, embora de caractersticas diferentes, so dimensionados em conjunto.
SUB-LASTRO
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PLATAFORMA FERROVIRIA
Para uma linha singela, teoricamente a plataforma quando em tangente, te m o aspecto mostrado na Figura abaixo :
F = m (h + d) + 0,5b + v
n = 33,3 (3% de inclinao da superfcie da plataforma)
m = 1,5
b = comprimento do dormente
d = altura do dormente
h = espessura mnima de lastro
W = 46 cm (comprimento mnimo segundo a AREMA) Obs: Quanto aos custos seria bom que W fosse o menor possvel, mas vale lembrar sua grande utilidade
tambm para a movimentao de pessoal na manuteno.
1 - m
n
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TRILHO
o perfil metlico que suporta diretamente as cargas transmitidas pelos trens, repassando-
as ao dormente e servindo de via de rolamento e guia para as rodas dos veculos
ferrovirios.
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DORMENTE
o elemento da superestrutura que tem como finalidade:
- Manuteno da bitola da via;
- Distribuir as cargas dos veculos ferrovirios ao lastro;
- Interface do conjunto trilho/lastro evitando os deslocamentos transversais e longitudinais
(traado).
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APARELHOS DE MUDANA DE VIA
AMV
Dispositivo que alm de suportar e distribuir sobre os dormentes o peso da roda, permite a livre passagem dos frisos das rodas na mudana de trilho, guiando-as na direo
desejada.
A seguir, alguns exemplos esquemticos de AMVs:
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AMV Lateral a Esquerda
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Travesso
Conjunto formado por 2 (dois) Aparelhos de Mudana de Via (AMV) interligados e
assentados em vias diferentes e em sentidos opostos, que permite a transposio direta do
trem ou veculo de uma para a outra linha.
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mv2
R
FcB
P
PSt
B
mv2 B
Rmg
Bv2
gR
V2
R
St
B
Superelevao Terica Quando a inclinao da via em uma curva de raio R aquela necessria para anular completamente a fora centrfuga que atua em um veculo ferrovirio, circulando sobre esta curva a uma velocidade V, a superelevao decorrente desta inclinao chamada Superelevao Terica.
fcil de se constatar que nestas condies a resultante da soma vetorial da fora centrfuga com o peso do veculo tem direo normal ao plano que tangencia as superfcies superiores de rolamento dos trilhos. Na prtica, o clculo da superelevao terica feita do seguinte modo:
G = centro de gravidade do veculo
P = peso do veculo = mg
V = velocidade do veculo
R = raio da curva
Fc = fora centrfuga =
B = bitola de centro a centro do trilho, ou seja bitola da via acrescida da largura de um boleto
= ngulo de inclinao da via.
St = superelevao terica
R = resultante de P + Fc
XX = reta paralela ao plano que tangencia as superfcies superiores de rolamento dos trilhos, que passa por G e est contida em uma seo transversal normal ao eixo da via
Nesta frmula foi adotado o valor de B=1,67m (para bitola de 1,60m)
Projetando P e Fc sobre XX, para que a fora centrfuga seja anulada, tem-se:
P sen = Fc cos
Na prtica pode-se fazer cos = 1, assim: P sen = Fc
Mas: sen =
Logo:
= Fc, donde St = = = St = 13,1 Sendo:
V = velocidade em km/h
R = raio da curva em metros
St = em milmetros
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ETAPAS DE CONSTRUO
Montagem da Grade
- Com ou sem a distribuio de uma camada de brita de 10 a 15cm.
- Pode-se executar a soldagem aluminotrmica para preparar o TLS (at 480m) para a execuo do ATT.
Lastramento
- Descarga de pedra britada (etapas), at 4 (quatro) levantamentos mdios com 8cm cada com utilizao
de mquinas especiais de VP.
Geometria
- Necessria a marcao adequada da linha atravs da Nota de Servio de Implantao Altimtrica.
Alvio de Tenso Tcnica (ATT)
- A Construtora realiza os procedimentos tcnicos adequados: temperatura neutra, desprega a linha,
utiliza o tensor, determina a folga da junta e realiza a soldagem aluminotrmica de fechamento e
transforma o TLS (at 480m) em TCS.
Acabamento e Servios Complementares
- Acabamento da linha (talude, etc.).
- Implantao dos marcos quilomtricos, de referncia (curvas horizontais e verticais), placas de restrio
de velocidade, etc.
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V CONSIDERAES FINAIS
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IV.1 - DEFICINCIA NAS ESCOLAS DE ENGENHARIA / CADEIRA DE TRANSPORTES
FERROVIAS
V.2 - CRIAO PELO GOVERNO FEDERAL DA EMPRESA DE PLANEJAMENTO
LOGSTICO EPL ESTANDO PREVISTO NA REA DE TRANSPORTES O SEGUINTE INVESTIMENTO:
Modal Valor (Bilhes / R$)
Rodovias / Ferrovias 133
TAV 35
Portos e Aeroportos 50
TOTAL 218
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Dados Pessoais
Helio Suvo Rodriguez
Engenheiro Civil / Consultor Ferrovirio
Telefone: (21) 9613-5281
E-mail: [email protected]
Coordenador Executivo de Implantao do Programa do Banco Mundial / BIRD
Companhia de Engenharia de Transportes e Logstica - CENTRAL
Telefones: (21) 2333-9141 / (21) 8596-6274
E-mail: [email protected]