Disciplina: Engenharia dos Transportes

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Ferrovias

Ferrovias Transporte ferroviário é aquele realizado por locomotivas e vagões, sobre um par de trilhos equidistantes entre si.

Ferrovias Basicamente está constituído por a via-férrea e os veículos (comboios).

Os origens das ferrovias
Construção das pirâmides de Egipto Extracção de minerais

Evolução das ferrovias
1803: Trevithix construi-o uma máquina de vapor que trasladou-se só a uma velocidade de 8 km/h. 1825: Nascimento da ferrovia em sua forma atual. 1835: Alcanza-se por primeira vez a velocidade de 100 km/h de Liverpool a Manchester.

1839: Perfura-se o primeiro túnel em Alemânia. 1863: Inauguração do primeira ferrovia subterrânea em Londres. 1868: Inauguração do primeira ferrovia elevada em New York. 1883: Inauguração do Expresso Oriente, primeiro combo internacional de lujo de largo recorrido.

1910: Uma ferrovia cruza a cordilheira dos Andes a 3200 m de altura. 1964: Japão inicia a explotação de ferrovia de alta velocidade Sinkansen, na línea entre Tóquio y Osaka. A meados do século XX inicia a construção de trens que superam os 200 km/h

ICE (Alemanha): 250 km/h; TGV - Train a Grande Vitesse (França): 320 km/h; THALIS - Trem Europeu (Internacional): 250 km/h; EUROSTAR (Reino Unido): 300 km/h; AVE – Alta Velocidade Espanhol (Espanha): 300 km/h; TALGO (Espanha): 220 km/h; SHINKANSEN – Trem Bala (Japão): > 300 km/h; MAGLEV – Transrapid de Xangai (China): 430 km/h. 3 de abril de 2007, Frância: Velocidade de 574,8 km/h.

Características que tornam satisfatório o uso das ferrovias como meio de transporte
Menor custo por distância e volume transportado, quando relacionado com o modal rodoviário; Espaço para o transporte de grandes quantidades e diversidades de cargas, pesos e volumes; Não apresenta risco de congestionamento; Meio de transporte menos susceptível a acidentes de percurso;

Limitações do transporte ferroviário
Seu maior problema está na dificuldade de percorrer áreas com declives e aclives acentuados. Necessidade de reembarcar a mercadoria em caminhões para entregá-las na porta do consumidor. Em determinadas situações o tempo de viagem pode tornar-se irregular, por causa de demoras, paradas no percurso.

Sistema ferroviário O sistema ferroviário se divide em: via, veículo e terminal. Veiculo: (Locomotivas) Locomotiva a vapor Locomotiva eléctrica

Sistema ferroviário Veiculo (veículos traccionados):
Carros: veículos que transportam passageiros. Vagões: veículos destinados ao transporte de cargas Vagão Plataforma: Transporte de veículos, contentores, produtos siderúrgicos e outros volumes pesados; Vagão Fechado de Descarga Lateral: Produtos ensacados; Vagão Gôndola Abertos: Transporte de carga geral passíveis de serem expostos às intempéries; Vagão Tanque: Transporte de líquidos;

Sistema ferroviário Terminal:
Desvio Ferroviário É o local destinado ao estacionamento e ultrapassagens dos trens. Pode ser vivo (possui saída para ambos os lados) ou morto (tem apenas uma opção de saída).

Sistema ferroviário Terminal: Pátios Ferroviários
Para a montagem de um trem é necessário uma organização racional e rápida dos vagões, condições que exigem grandes superfícies, equipamentos adequados e operação eficiente. Pátio de Cruzamento: Para o cruzamento dos trens; Pátio de Triagem: Para entroncamento de duas ou mais linhas da ferrovia; Pátios Terminais: Para manutenção de locomotivas ou estacionamento;

Sistema ferroviário (A via)
A via ferroviária pode ser singela, dupla ou tripla. Classificação: Pode ser classificada quanto a sua bitola. Métrica: 1,00m Internacional: 1,435m Larga: 1,60m Pode ser classificada quanto à importância: Troncal. Secundária.

A via ferroviária está composta por: - Infra-estrutura: Terraplenagem e todas as obras situadas abaixo de seu greide. - Superestrutura: Constituída pela plataforma ferroviária e pela via permanente.

Plataforma Ferroviária: Superfície final resultante da terraplenagem que limita a Infra-estrutura. A camada superior da Infra-estrutura, chamada de sub-lastro, é o elemento da superestrutura, intimamente, ligado à infra-estrutura.

O sub-lastro tem as seguintes funções: a) Aumentar a capacidade de suporte da plataforma; b) Permitir a redução da altura do lastro, com a consequente economia de material; c) Evitar a penetração do lastro na plataforma; c) Aumentar a resistência do leito, à erosão e à penetração da água, concorrendo pois, para uma melhor drenagem da via.

Material para o Sub-lastro (Especificações): IG (Índice de Grupo) – Igual a 0 (zero); LL (Limite de Liquidez) – Máximo de 35; IP (Índice de Plasticidade) – Máximo de 6; Classificação pela tabela da HRB – Grupo A1; Expansão – Máxima 1%; CBR (Índice de Suporte Califórnia) – Mínimo de 30; Compactação: 100% do ensaio de Proctor Normal.

Se o solo existente no cumprira com estas especificações, então este pode ser estabilizado com outro solo, cimento, etc. Para atender às citadas exigências, a espessura do sub-lastro, geralmente, é suficiente com uma espessura de 20 cm.

Via permanente Os elementos que compõem a via permanente são: - Lastro. - Dormentes. - Trilhos.

Lastro Elemento da superestrutura, situado entre os dormentes e o sub-lastro e tem como funções: a) Distribuir sobre a plataforma (sub-lastro), os esforços resultantes das cargas dos veículos; b) Formar um suporte que atenue as trepidações resultantes da passagem dos veículos; c) Suprimir as irregularidades da plataforma e formar uma superfície uniforme para os dormentes e trilhos; d) Impedir os deslocamentos dos dormentes; e) Facilitar a drenagem da superestrutura.

Material para o lastro (Especificações): (terra, areia, cascalho, escoria, pedra britada) a) Peso específico mínimo: 2,7 tf/m3 (26,5 kN/m3); b) Resistência à ruptura: 700 kgf/cm2; c) Solubilidade: Insolúvel; d) Absorção: Aumento de peso ≤ 8 gf/dm3; e) Substâncias nocivas: ≤ 1%, em peso, de substâncias nocivas e torrões de argila; f) Resistência à abrasão: Coeficiente de Abrasão Los Angeles. CLA ≤ 35%

Material para o lastro (Especificações): g) Granulometria:

Dormentes Elemento da superestrutura ferroviária que tem por função, receber e transmitir ao lastro os esforços produzidos pelas cargas dos veículos, servindo de suporte dos trilhos, permitindo sua fixação e mantendo invariável a distância entre eles (bitola). Os dormentes podem ser de três tipos: (Madeira, Aço e Concreto)

Dormentes de madeira Dormentes de aço Dormentes de concreto

Dimensões dos Dormentes Escolha do tipo de dormente

Vantagens e desvantagens dos dormentes

Trilhos Elemento da superestrutura que constitui a superfície de rolamento para as rodas dos veículos ferroviários servindo-lhes, ao mesmo tempo, de apoio e guia. Os trilhos sofreram grande evolução ao longo da história do transporte ferroviário.

Trilhos

Pré-dimensionamento de trilhos: Para isso e preciso determinar primeiramente a carga de cálculo P cálculo = P . Cd Cd = 1 + V2/30000 Sendo Cd = coeficiente dinâmico ou de impacto V = velocidade do trem (Km/h) n = 2 P cálculo

Talas de junção Devem unir os trilhos e impedir os deslocamentos. A junta é feita por duas talas de junção justapostas, montadas na alma do trilho e apertadas com parafusos.

Talas de junção Podem ser apoiadas ou em balanço

Talas de junção Podem estar dispostas de forma coincidente ou alternadas.

Fixações São elementos que tem como função manter o trilho na posição correcta e garantir a bitola da via. Podem ser rígidas e elásticas.

Fixações rígidas. São pregos e parafusos.

Fixações elásticas. Mantem pressão constante sobre o trilho

Aparelho de Mudança de Via (AMV) Tem a função de desviar os veículos com segurança e velocidade comercialmente compatível.

Aspectos de projecto das ferrovias
Para se elaborar o projecto geométrico de uma ferrovia é necessário classificar o terreno. Terreno Plano: O terreno é dito plano se o desnível a cada quilómetro for inferior a 8 m. Terreno Ondulado: O terreno é dito ondulado se o desnível a cada quilómetro estiver entre 8 m e 20 m. Terreno Montanhoso: O terreno é dito montanhoso se o desnível a cada quilómetro for superior a 20 m.

Traçado Diferente das rodovias, trechos excessivamente longos em tangentes, são convenientes para ferrovias. Rampas Costuma-se manter os aclives e declives nas ferrovias sempre pequenos para possibilitar rebocar grandes volumes de carga. À medida que os greides crescem, decresce a capacidade de reboque de uma mesma locomotiva.

Rampas máximas admissíveis, % Para Bitolas de 1,60 m e 1,435 m Para Bitolas de 1,00 m

Curvas horizontais As ferrovias têm exigências mais severas quanto às características das curvas que as rodovias. A questão da aderência nas rampas, a solidariedade rodas-eixo e o paralelismo dos eixos de mesmo truque impõe a necessidade de raios mínimos maiores que os das rodovias.

Raios mínimos admissíveis, m Para Bitolas de 1,60 m e 1,435 m Para Bitolas de 1,00 m

Superelevação Nas ferrovias a superelevação consiste em elevar o nível do trilho externo em uma curva com o objectivo de reduzir o desconforto gerado pela mudança de direcção e diminuir o desgaste no contacto metal-metal e o risco de tombamento devido à força centrífuga que aparece nas rodas. Existe um método empírico, onde o valor da superelevação é função da bitola da via.

Superlargura Nas ferrovias a superlargura é o excesso de distância em relação à bitola usada. Atenua o arrastamento da roda externa sobre o trilho, diminuindo, assim, as resistências das curvas. Os valores de superlargura variam geralmente de 1 a 2 cm, sendo a distribuição desse aumento na bitola realizada antes da curva circular ou durante a transição.

Superlargura Pode ser determinada por meio de uma fórmula prática em função do raio da curva. Os aumentos da bitola da via nas curvas só costumam ser utilizados para raios de até 500 m.

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