PTR PTR- 2501 Transporte Ferroviár- 2501 Transporte

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1 / 49Escola Politécnica da Universidade de São PauloPTR 2501 – Transporte ferroviário e transporte aéreo www.poli.usp.br/d/ptr2501

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PTR- 2501 Transporte Ferroviário e Transporte AéreoPTRPTR-- 2501 Transporte Ferrovi2501 Transporte Ferroviáário e Transporte Ario e Transporte Aééreoreo

Prof. Dr. Telmo Giolito Porto

Heading for the Coast, Montana

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Prof. Dr. Telmo Giolito Porto

PTR – 2501 Transporte Ferroviário e Transporte Aéreo

Aula 2Elementos da via permanente I

Ric

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Mar

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Aula anterior:Introdução

Apresentação do cursoCaracterísticas do transporte ferroviárioCaracterísticas dos veículos ferroviários

Geometria da Via PermanenteRevisão de geometria em planta de viaSuperelevação teórica, prática e prática máximaVelocidade máxima e mínima em curvasRaio mínimoSobrecargas nas curvas na viaSuperlarguraCurvas de transiçãoConcordância vertical


Elementos da via permanente

Sub lastro

Dormente

TrilhoPlaca de apoio

Fixações

retensorestrilhos dormentes

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Trilho - tiposVignole

DB


FunçõesSustentação e conduçãoViga contínua

DesignaçãoPeso por metro linear (TR-37, 45, 50, 57, 68)

RequisitosBoleto (desgaste)Alma (viga)Patim (estabilidade)

Trilhoboleto

alma

patim

alma patim de espessura insuficiente

dormente

F

Perfil Vignole

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TrilhoAço

Comum (ferro + carbono)Tratado termicamenteLiga (nióbio, molibdênio, etc.)

Maior dureza

Tratamento térmico


TrilhoDesgaste (AREA, 1962)

Fadiga

RUPTURA

Log N

σ

0505545,0 DWTs ⋅⋅=DTn =1,1

TsT =

• Ts: total de toneladas brutas que o trilho suportará nos trechos de tangentes (short-ton);• W: densidade do trilho em lb/jd;• D: densidade anual em milhões de tons brutos por ano;• n: vida útil em anos;• T: total de toneladas que podem passar sobre o trilho sem provocar desgaste excessivo;• D: densidade anual em milhões de tons brutos por ano;

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Barras de 12/18 mEmenda mecânica – Talas de junção

Grandes esforços adicionaisDefeitos nas extremidades dos trilhos


Barras de 12/18 m

dormentetala de junção em balanço

tala de junção apoiada

trilho

talas coincidentes

talas alternadas

ovais

Emenda mecânica – Talas de junção

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Barras de 12/18 mSoldagem – No estaleiro

CaldeamentoMelhor qualidadeDificuldade de levar para o local


Barras de 12/18 mSoldagem – No local

Solda aluminotérmica

Facilidade de transporteMaior custoPior qualidade

calfundidosligaelementosFeOAlsólidosligaelementosOFeAl 18500022 3232 +−++→−++

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Solda aluminotérmicacalfundidosligaelementosFeOAlsólidosligaelementosOFeAl 18500022 3232 +−++→−++



Caldeamento (inovação tecnológica)

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Caldeamento (inovação tecnológica)


FixaçõesGarantir a bitola da via;Resistência ao deslocamento longitudinal e lateral do trilho (frenagem, dilatação);

Cada fixação resiste, aproximadamente, a 2 kN.

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FixaçõesRígidas

Soltam com o tempo (vibração), perdendo a capacidade de resistir a esforços longitudinais


FixaçõesElásticas

Pandrol

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Fixações elásticasElásticas

aço madeira concreto

madeiraconcreto

Pandrol

VosslohMcKay


Placa de apoio

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DormentesFunções e requisitos

Distribuir carga no lastro;Manter bitola;Suporte adequado e seguro para o trilho;Estabilidade da via transversal, vertical e longitudinal;Amortecer parcialmente as vibrações;Fácil manuseio (assentamento e substituição)Longa vida útil


DormentesTipos

MadeiraConcretoAçoFibrocimento, Polímeros

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DormentesMadeira

Durabilidade (em anos)No Brasil

No mundo (países frios)Tratado: 15/30 anosNão tratado: 3/18 anos

25/6Mad. Mole

1015/20Mad. de Lei

Não tratadaTratada


DormentesMadeira

TratamentoResolve apodrecimento, não atua na resistência mecânica.

Autoclave

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DormentesConcreto

Reação (carga distribuída)

Diagrama de Momento Fletor

Dormente

Fissuras Carga concentrada (trilhos)


DormentesConcreto

Concreto protendidoMonobloco

Concreto armado / protendidoBi-bloco

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DormentesConcreto

Bi-bloco

Exemplo de aplicaçãode dormente bi-bloco


DormentesAço

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Manuseio e subst. onerosos;Maior inércia (resist. a esforços);Manutenção da bitola;Vida longa;Isolante e invulnerável a fungos;

Concreto

Baixa vida útil;Ataque de fungos e insetos;AMV: difíceis de se obter;Redução da oferta

Menor massa (manuseio);Fixação simples;Bons isolantes;Aproveitamento de dormentes usados;Contribui para a resiliência da via;

Madeira

Falta de inércia;Alto custo de assentamento;Vulnerável a ambiente agressivo;Tráfego ruidoso;Custo de aquisição e isolamento

Fácil confecção de dormentes especiais;

Recondicionável;Aço

DesvantagensVantagensTipo

Dormentes – Comparação


Tipo de dormente que melhor se aplica:

Madeira / ConcretoIsolamentoConcretoEstabilidade

Madeira / açoManuseioConcretoVida útil

Dormentes – ComparaçãoResumo

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LastroFunções

Distribuir esforçosDrenagemResistir a esforço transversalPermitir reconstituição do nivelamento

Empuxo passivo

Esforço horizontal


LastroPropriedades

NormasEnsaios

Envelhecimento precoceAbrasão (Los Angeles)Resistência mecânica

Origem da pedra

Ensaio Los Angeles

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LastroPropriedades

NormasGranulometria uniforme – drenagem;

% passa

log φ

% passa

log φ


LastroPropriedades

NormasGranulometria uniforme – drenagem;Partículas

Faces fraturadas (melhor embricamento);Forma cúbica (evitar recalque);

Operação

Construção

CúbicaLamelar

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Processo auto-alimentado que leva ao colapso da viaSolo finoÁguaSuper solicitação

Soluções: filtro, geotextil protegido, seleção do sub-leito, solo-cimento (solo-cal, ligantes betuminosos)

Super solicitação

Solo finoLama

Bombeamento de finos do subleito


Sub-lastroCamada granular abaixo do lastroFunção: filtro

Granulometria: Terzaghi

Solo fino

Sub-lastro

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Granulometria: Terzaghi

Solo fino

Sub-lastro



Granulometria: TerzaghiAltura: Araken Silveira

Tamanho das partículas do solo x tamanho dos poros do filtro: Modelo probabilístico

Solo fino

Sub-lastro

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Granulometria: TerzaghiAltura: Araken Silveira

Tamanho das partículas do solo x tamanho dos poros do filtro: Modelo probabilístico

Economia – reduzir o custo do lastroCompactado 100% Ótima Proctor Modificado

Solo fino

Sub-lastro


Sub-leito (plataforma)Corte Descida d’água

Canaletas

TrincheirasDrenos sub-horizontais

Proteção vegetal

Estab. taludes

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Sub-leito (plataforma)Aterro

~ 1 m

Zonas com maiores exigências de compactação em razão de concentração de tensões


AMV – Aparelhos de mudança de viaFunção

Desviar os veículos com segurança e velocidade comercialmente compatível;

ImportânciaFlexibilidade no traçado;Único elemento móvel;

SegurançaCusto de manutenção e aquisição

Cidade A

Cidade B

Cidade C

A

B

C

AMV

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AMV – Aparelhos de mudança de via

Agulha ou chavesCoração ou jacaréContra-trilho


AMV – Aparelhos de mudança de viaAgulha

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AMV – Aparelhos de mudança de viaCoração fixo


AMV – Aparelhos de mudança de viaCoração móvel

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AMV – Aparelhos de mudança de viaAMV-A (AREA – USA)

Empregado em pátios ou linhas com preponderância de cargas;Simples, barato, robusto;Não permite superelevação;

AMV-U (UIC – Europa)Linhas de passageiros;Menos impacto;Maior conforto, segurança e velocidade;

Secante Tangente


AMV – Aparelhos de mudança de viaBrasil

(AREA) em Transporte de carga ou pátios;(UIC) em transporte de passageiros;AMV-M (Metrô – SP)

“Nacionalização” do AMV-U

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Próxima aula:Elementos da via permanente II

Trilhos curtosTrilhos longos soldados

Disponível no site:www.poli.usp.br/d/ptr2501

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