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CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL
PROFESSOR ROGRIO LEMOSFERROVIAS
ELEMENTOS COMPONENTES DASUPERESTRUTURA
Ana Carolina Gonzaga Pires 11021ECV031
Anne Caroline Goularte de Resende 93695
Brbara Franco S. Santana 11021ECV002
Camila Macedo Franco 100111
Jos Diego Gasques T. de Souza 11211ECV002
Uberlndia, 21 de agosto de 2014.
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SUMRIO
1 INTRODUO ......................................................................................................... 3
1.1 Objetivos ................................................................................................................. 42 ELEMENTOS COMPONENTES DA SUPERESTRUTURA ............................. 52.1 Sublastro ................................................................................................................. 52.2 Lastro ...................................................................................................................... 52.3 Dormentes ............................................................................................................... 6
2.3.1 Madeira ............................................................................................................... 62.3.2 Ao ...................................................................................................................... 82.3.3 Concreto .............................................................................................................. 8
2.4 Trilhos ..................................................................................................................... 82.5 Acessrios de fixao ........................................................................................... 102.6 Aparelhos de mudana de via ............................................................................... 12
3 CONCLUSO ......................................................................................................... 14
REFERNCIAS .............................................................................................................. 15
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INTRODUO
fundamental que se considere a importncia de se ter um sistema de
transporte eficiente quando se visa o desenvolvimento do pas. O modal ferrovirio
tornou-se um elemento transformador da economia por apresentar grande
eficincia comparada aos outros elementos na composio da matriz de transporte.
Como caractersticas do sistema de transporte ferrovirio brasileiro, pode-se
destacar:
Capacidade de transportar grande volume de cargas;
o tipo de transporte adequado para vencer grandes distncias;
Elevada eficincia energtica;
O custo final do transporte e da manuteno baixo;
Comparado ao modal rodovirio torna-se mais seguro, uma vez que
mais difcil a ocorrncia de roubos;
Devido s operaes de carga e descarga, torna-se um meio detransporte lento;
Por possuir uma pequena extenso da malha ferroviria brasileira, a
flexibilidade do modal limitada;
Para que seja possvel desenvolver o modal ferrovirio brasileiro
importante que antes sejam conhecidos os elementos componentes desse sistema e
suas caractersticas. Assim neste trabalho so apresentados os componentes e ascaractersticas da superestrutura ferroviria.
Este estudo composto por trs sees. Na seo 1 feita a introduo e
apresentados os objetivos, na seo 2 sero apresentados e caracterizados os
elementos componentes da superestrutura, na seo 3 feita a concluso do estudo.
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1.1 Objetivos
Este trabalho visa complementar os estudos desenvolvidos na disciplina de
Ferrovias na Universidade Federal de Uberlndia, buscando definir e caracterizar os
elementos componentes de uma ferrovia, como o sublastro, lastro, dormentes, trilos,
acessrios de fixao e os aparelhos de mudana de via.
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2 ELEMENTOS COMPONENTES DA SUPERESTRUTURA
2.1
Sublastro
O sublastro a primeira parte constituinte da superestrutura e caracterizado por
ser a camada de material que completa a plataforma e apoia o lastro (Figura 1).Designa-se ao sublastro funes relacionadas a distribuio dos esforos recebidos da
camada acima para a camada inferior. Dentre essas funes tem-se:
evitar que o lastro penetre na plataforma;
evitar penetrao da gua, aumentando a resistncia do leito eroso;
permitir relativa elasticidade ao apoio do lastro para que a via permanente no
seja rgida.
Sendo mais barato do que o material do lastro, o sublastro torna-se uma medida deeconomia na construo e manuteno da superestrutura (VFCO, 2014).
Figura 1- Representao do posicionamento do sublastro.
Fonte: Mundo Ferrovirio, 2013.
Lastro
O lastro ferrovirio uma camada intermediria, constituda de material granular, e
situa-se entre o sublastro e os dormentes da ferrovia. Os esforos produzidos pelas cargas
dos veculos so recebidos pelo lastro e distribudos para o sublastro.
A fim de atenuar as vibraes produzidas pela passagem dos veculos, o lastro deve
possuir elasticidade suficiente para absorv-las. Para garantir a funcionalidade dos
dormentes e trilhos, a superfcie do lastro deve ser uniforme e contnua, preenchendo
depresses da plataforma e permitindo o nivelamento dos mesmo. Essa superfcie
tambm deve impedir os deslocamentos dos dormentes.
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2.2 Dormentes
Os dormentes so vigas transversais que transmitem para o lastro os esforos
produzidos pelos veculos (Figura 2). Por posicionar-se entre o trilho e o lastro, tem
como funo evitar os deslocamentos transversais e longitudinais, mantendo o traado.
Uma outra funo dos dormentes a manuteno da bitola da via, ou seja, deve
manter a bitola da via corretamente.
Os dormentes podem ser feitos de materiais diferentes, tais como madeira, ao,
concreto e outros tipos.
Figura 2Representao do dormente como uma viga.
Fonte: RODRIGUEZ, 2012
2.2.1
Madeira
Os dormentes de madeira apresentam muitas qualidades exigidas para os
dormente, tornando-se o principal tipo de dormente. Porm, apresentam um custo elevado
devido escassez de madeira de lei e, para se usar a madeira comum, esta deve receber
um tratamento qumico.
Para se escolher a madeira a ser usada como dormente, deve-se atentar a algumas
condies, como: Resistncia destruio mecnica (coeso e dureza);
Resistncia ao apodrecimento;
Facilidade de obteno;
Fator custo/benefcio.
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As madeiras da 1 Classe (madeira de lei), tais como sucupira e aroeira
apresentam cerne, o que confere maior durabilidade a pea, sendo desnecessrio o
tratamento qumico. J as madeiras da 2 Classe, como o jatob, possuem alburno e
portanto requerem tratamento qumico com fungicida e impermeabilizantes.
Alm da qualidade da madeira, importante observar outros fatores que
influenciam na durabilidade da madeira. Estes fatores esto relacionados ao clima, a
drenagem da via, peso e velocidade dos veculos ferrovirios, grau de secagem e o tipo de
fixao do trilho usado.
Os dormentes de madeira so vantajosos por serem leves (aproximadamente 110
kg, dependendo da densidade da madeira), por apresentarem boa resistncia e
elasticidade e pela facilidade com a qual so manuseados. Alm disso, os dormentes de
mandeira apresentam bom isolamento em linhas sinalizadas, causam menos danos emcasos de descarrilamento e so de fcil substituio.
Em contrapartida, os dormentes de madeira apresentam apodrecimento
progressivo pela ao de fungos, desgaste mecnico causado pela penetrao da chapa de
apoio e movimentao dos parafusos (Figura 3), e relativa facilidade queima.
Figura 3Entalhe do dormente para fixao das placas de apoio.
Fonte: RODRIGUEZ, 2012
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2.2.2 Ao
Consiste em uma chapa laminada em forma de U invertido, curvada em suas
extremidades a fim de formar garras que se afundam no lastro e se opem ao
deslocamento transversal da via (FERNANDES, 2012).
Os fatos dos dormentes de ao serem relativamente leves, apresentarem
longa vida til (entre 40 e 50 anos), fornecerem facilidade para assent-los na via e
possurem boa resistncia e uniformidade das propriedades so algumas das
vantagens do uso desse tipo de dormente.
Por outro lado, os dormentes de ao apresentam vrias desvantagens, tais
como: o fato de serem condutores eltricos, tornando necessrio a instalao de
isoladores na interface trilho/dormente; tm custo de aquisio elevado; geram
rudos excessivamente; apresentam corroso acelerada nos tneis e na vizinhana
martima; tendem a fissurar na regio de fixao com parafusos; e possuem
limitaes para linhas de trfego pesado.
2.2.3 Concreto
Os dormentes de concretos surgiram para substituir os dormentes de madeira
por no se encontrar facilmente madeiras com qualidade e aps polticas para evitar
a derrubada de rvores.
Esse tipo de dormente possuem preo elevado, so difceis de transport-los e
manuse-los devido ao peso, necessitam de um processo de fabricao apurado e exige
maior rigidez da via, um alto padro de lastramento e nivelamento.Em compensao,
apresentam maior estabilidade da vida, maior durabilidade e vida til, economia de lastro,
resistncia aos agentes atmosfricos, reduz os custos de conservao da linha e por fim,
possuem caractersticas fsicas e mecnicas uniformes.
2.3 Trilhos
Os trilhos so perfis metlico que suportam diretamente as cargas transmitidas
pelos trens, repassando-as ao dormente e servindo de via de rolagem e guia para as rodas
do veculo ferrovirio (RODRIGUEZ, 2012)
O trilho pode ser divido em 3 composies: boleto, alma e patim (Figura 4).
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O boleto a parte superior do trilho, na qual se apoiam e se descolam as rodas dos
veculos.
A alma caracteriza-se por ser uma seo estreita e vertical. Sua altura determina a
inrcia do perfil, sendo responsvel pela resistncia do mesmo carga mxima por eixo.
Por ltimo, tem-se o patim que a parte mais larga do trilho, com formato achatado
para reduzir a presso causada pelo contato e facilitar o acesso s fixaes. Este apoiado
e fixado diretamente ao dormente, ou indiretamente por intermdio de placas de apoio.
Figura 4Partes constituintes de um trilho.
Fonte: Mundo Ferrovirio, 2013.
Os trilhos so classificados de acordo com o peso por metro linear. Isso significa
que se um trilho classificado como TR-68, cada metro dele pesa 68 kg. Os trilhos mais
utilizados so:
TR-37 ou 90 RA-A (37,10 kg/m);
TR-45 ou 100 RE (44,64 kg/m);
TR-50 (50,35 kg/m);
TR-57 ou 115 RE (56,80 kg/m);
TR-68 ou 136 RE (67,56 kg/m).
comum que os trilhos apresentem defeitos ao longo de sua vida til. Muitos destes
defeitos so originados em servio, tais como: deformao das pontas, escoamento da
superfcie do boleto, desgaste da alma e patim por ao qumica, desgaste do trilho por
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atrito e fraturas do trilhos. Alguns defeitos so originados na fabricao do trilho, como
vazios, segregao e fissuras provocadas por tenses internas de trao. Sendo assim, ao
receber o trilho, necessrio realizar testes de trao no lote e verificar a dureza e a
presena de matrias estranhas.
Pode-se encontrar trilhos em comprimentos de 12, 18 ou 24 metros. Entretanto, as
companhias ferrovirias soldam os trilhos para obter comprimentos maiores. Esse
processo pode ser realizado em oficinas ou at mesmo na linha. A Tabela 1 apresenta
dados comparativos entre os diferentes tipos de trilhos.
Tabela 1- Comparaes entre trilhos mais usuais. Fonte: GRECO, [201-].
2.4
Acessrios de fixaoOs acessrios de fixao so aqueles necessrios para garantir a fixao do trilho ao
dormente ou a placa de apoio ao trilho, mantendo o trilho na posio correta e a bitola da
via.
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Uma certa resistncia aos deslocamentos horizontal e vertical oferecida pelos
acessrios de fixao. No entanto, as cargas horizontais e verticais devem ser transferidas
para os dormentes sem que o sistema de fixao fique prejudicado.
As fixaes devem permitir a substituio dos trilhos sem que seus embutimentos
sejam afrouxados dos dormentes de madeira. Estas fixaes podem ser classificados
como rgidos ou elsticos.
Os pregos e parafusos (Tirefond) so exemplos de fixao rgida (Figura 5). Com
as vibraes ao longo do tempo, eles se soltam, perdendo a capacidade de resistir a
esforos longitudinais.
Figura 5Acessrios rgidos de fixao. Fonte: Mundo Ferrovirio, 2013.
As fixaes elsticas oferecem fora de presso suficiente para resistir ao
caminhamento e toro no trilho (MUNDO FERROVIRIO, 2013). Podem ser
encontradas como Pandrol, McKay e Vossloh (Figura 6).
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Figura 6Acessrio elstico de fixao. Fonte: Mundo Ferrovirio, 2013.
2.5 Aparelhos de mudana de via
Os aparelhos de mudana de via (AMVs) so dispositivos que permitem a
transferncia de um veculo ferrovirio de uma linha para outra. Estes dispositivos
permitem a livre passagem dos frisos das rodas na mudana do trilho, guiando-as na
direo desejada.
A necessidade do uso dos AMVs ocorre quando uma linha se bifurca ou quando
duas linhas se renem em uma s (Figura 7).
Os AMVs representam uma rea crtica, mais fraca que o restante da via, mesmo
estando situados em tangente, isto devido ao grande nmero de componentes e a umacerta fragilidade dos mesmos frente sua elevada solicitao (MUNDO FERROVIRIO,
2013). Por isso, torna-se necessrio fazer a manuteno e lubrificao destes aparelhos
constantemente.
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Figura 7AMV lateral esquerda. Fonte: Rodriguez, 2012.
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3 CONCLUSO
Atravs deste estudo tornou-se possvel a fixao e a complementao dos
estudos realizados em sala de aula na disciplina de Ferrovias.
Foi possvel analisar os elementos componentes da superestrutura e fazer
uma comparao das caractersticas dos diferentes materiais disponveis para cada
uma desses componentes.
importante que se tenha em vista no s as caractersticas de um elemento
separadamente, mas sim da composio geral de todo o sistema.
Assim, atravs da anlise apresentada por esse estudo torna-se possvel a
aplicao dos conhecimentos bsicos adquiridos em uma possvel situao real.
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REFERNCIAS
CCABrasil. Lastro ferrovirio. Disponvel em:
. Acesso em: 19 ago.
2014.MUNDO FERROVIRIO. Trilhos de via frrea e sua fabricao. Disponvel em:
. Acesso em: 19
ago. 2014.
VFCO. Seo transversal da via frrea.Disponvel em:
. Acesso em: 19
ago. 2014.
GRECO, Jisela Aparecida Santanna. Superestrutura ferroviria. Disponvel em:
. Acesso em: 19 ago. 2014.
RODRIGUEZ, Hlio Suvo. Superestrutura ferroviria. Disponvel em:
. Acesso em: 19 ago.
2014.
FERNANDES, Gilberto. Dormentes. Disponvel em:
. Acesso em: 19 ago. 2014.
http://www.ccabrasil.org.br/Coproduto_Lastro_Ferroviario.asphttp://mundoferroviario.com.br/trilhos-de-via-ferrea-e-sua-fabricacao/http://vfco.brazilia.jor.br/ferrovias/bitolas/corte-perfil-Via-ferrea.shtmlhttp://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/ferrovias1.pdfhttp://www.abpv.org.br/Palestra%20Tecnica%20ABPVHelio.pdfhttp://www.em.ufop.br/deciv/departamento/~gilbertofernandes/aula%209%20-%20dormentes%20.pdfhttp://www.em.ufop.br/deciv/departamento/~gilbertofernandes/aula%209%20-%20dormentes%20.pdfhttp://www.em.ufop.br/deciv/departamento/~gilbertofernandes/aula%209%20-%20dormentes%20.pdfhttp://www.em.ufop.br/deciv/departamento/~gilbertofernandes/aula%209%20-%20dormentes%20.pdfhttp://www.abpv.org.br/Palestra%20Tecnica%20ABPVHelio.pdfhttp://etg.ufmg.br/~jisela/pagina/ferrovias1.pdfhttp://vfco.brazilia.jor.br/ferrovias/bitolas/corte-perfil-Via-ferrea.shtmlhttp://mundoferroviario.com.br/trilhos-de-via-ferrea-e-sua-fabricacao/http://www.ccabrasil.org.br/Coproduto_Lastro_Ferroviario.asp