Aula 3 - Ferrovia

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OBRAS DE TRANSPORTE III
Profª Sabrina Moreno
VIA PERMANENTE
-Sistema de transporte sobre trilho: pressupõe a execução de uma via permanente de passagem
-Via permanente: dimensionada em função do tipo de veículo que irá trafegar sobre ela
-Bitola: distância interna entre os trilhos do trem
-A bitola mais usada no mundo é a de 1,435 m e teve seu inicio na Inglaterra. Sua medida foi escolhida a partir das trilhas deixadas pelas carroças da época, fins do século XVIII. Essa bitola é também a usada pelos USA desde o início da formação de sua rede ferroviária.
 
-Os demais países do mundo foram infestados por diversas bitolas usadas a partir de conceitos não claros
-A diferença de bitola entre países, principalmente na Europa, foi uma medida de segurança nacional, para que os trens de um país não transitassem nos trilhos dos outros.
	Medidas de bitolas	
	pés/pol	mm
	5' 6"	1676
	5' 5.85"	1668
	5' 3"	1600
	5'	1524
	4' 11.85"	1520
	4' 8.5"	1435
	4' 6"	1372
	3' 6"	1067
	3' 5.35"	1050
	3' 3.37"	1000
	3' 4.1"	950
	3'	914
	2' 6"	762
	2' 5.55"	750
	2'	610
	1' 11.6"	600
No Metrô de São Paulo 
-As três primeiras linhas (Azul, Vermelha e Verde) foram construídas em bitola de 1600 mm, seguindo a tradição ferroviária do país 
-Linha 4 - abandonou essa medida em favor da bitola internacional. Motivo: possibilidade oferecida por esse padrão de redução de custos construtivos, com túneis mais estreitos e as vantagens operacionais devido a predominância de equipamentos disponíveis no mercado internacional para esse tipo de bitola, baseada nas experiências da linha lilás.
-Primeira experiência de bitola 1,435 no metrô de São Paulo foi o trecho de operação da linha lilás, inaugurada em 20 de outubro de 2002 ( Parceria CPTM/Metrô ).
Obs: Bitola de 1,435 m – bitola internacional ou Bitola Stephenson 
SISTEMAS DE ALIMENTAÇÃO
-Responsáveis por fornecer energia ao sistema ferroviário
-Vão direcionar o tipo de via necessária. Existem dois sistemas de alimentação:
	-aérea
	-terceiro trilho
-Alimentação aérea podem acarretar túneis com maior diâmetro, ou vias férreas com poluição visual, porém permitem fornecer maiores quantidades de energia – flexibilidade na especificação de trens (infraestrutura).
-Terceiro trilho é indicado para trens com demanda de energia média e para baixas velocidades (174 km/h - record). Muito utilizados nos metrôs.
Alimentação por via aérea
Alimentação por terceiro trilho
ALIMENTAÇÃO POR VIA AÉREA
-Cabos aéreos condutores
-Também chamada de Alimentação Catenária
Vantagens:
-Permite que o trem desenvolva alta velocidade no trajeto
-Tecnologia atual necessita de menos manutenção (menor gasto)
TRENS LINHA 4 DO METRÔ DE SP – AMARELA – ALIMENTAÇÃO AÉREA
ALIMENTAÇÃO POR TERCEIRO TRILHO
-Alimentação através de terceiro trilho, próximo ao solo, energizado
-Muito utilizado em centros urbanos
-Contato através de sapata deslizante
-Trilho é isolado para garantir segurança dos usuários
-Mais barato que os sistemas aéreos
-Não geram poluição visual
-Ponto fraco: contato entre sapata e trilho energizado – manutenção constante
-Não permite aumento de tensão no trilho: risco de arco voltaico
Concepção de Infra-Estrutura
Considera-se infra-estrutura ferroviária o conjunto de camadas que recebem as solicitações de tráfego transmitidas pelos trilhos e dormentes, as amortecem e distribuem ao subleito
-O sub-leito local, quando constituído por solos compressíveis deverá ser estabilizado de forma a adequar os recalques a valores compatíveis com o tipo de manutenção a ser empregado
-O peso das locomotivas causam deformação na base. Os trabalhos divulgados mostram que as deformações da infra-estrutura e do sub-solo, quando submetidas a vibrações provocadas por altas velocidades, crescem com a carga de tráfego, carga por eixo e com o quadrado da velocidade. Abaixo, alguns valores de profundidades médias que recebem influência das cargas repetidas, obtidas experimentalmente.
	Local das Medições	Profundidade de Influência (m)
	Estados Unidos	2,1
	Japão	2,5
	União Soviética	3,5
	França	2
	México	1,5
-Como estratégia para contornar este efeito, uma das soluções é o emprego de materiais granulometricamente estáveis, com Coeficiente de Uniformidade < 6
-Quanto ao lençol freático, de preferência este deve ser mantido a 1,50 m abaixo do topo da plataforma, para garantir estanqueidade ao sistema
1) A CAMADA LASTRO
-Função de receber as solicitações de tráfego, amortecer e distribuir os esforços para as camadas inferiores
-Deve ser constituído de material pétreo britado, e deve:
-Garantir drenagem
-Amortecer as vibrações
-Permitir retificação
-Possuir estabilidade vertical, horizontal e lateral da via
-Distribuir as tensões de maneira uniforme
-O lastro é dividido em duas camadas, sendo uma colocada por processos convencionais de terraplenagem e outra superior, colocada após a grelha da via, por levantamentos sucessivos.
-Empiricamente, adota-se a espessura média de 50 cm para cada camada de lastro
-O diâmetro característico dos agregados irá implicar no tipo de manutenção a ser executado.
	Sub-Divisões	Manutenção Prevista	Diâmetro Máximo Característico (mm)
	1	Predominantemente mecânica	65
	2	Mista: mecânica e manual intensiva	40
	3	Manual intensiva	25
DIÂMETRO MÁXIMO CARACTERÍSTICO DOS AGREGADOS E A MANUTENÇÃO DAS VIAS
GRANULOMETRIAS TEÓRICAS SEGUNDO RAYMOND (1979)
	Diâmetro das Peneiras			Porcentagem em peso que passa pela peneira
 	Tolerâncias	
	Divisão 1	Divisão 2	Divisão 3		Faixa A	Faixa B
	3	2	1	100	0	0
	2,5	1,5	0,75	93	3	5
	2	1	 -	82	8	15
	1,25	0,75	 -	62	12	20
	0,625	0,5	0,5	37	8	15
	0,375	 -	 -	20	8	15
	nº 04	nº 04	nº 04	2	3	5
	nº 10	nº 10	nº 10	0,5	0,5	0,5
2) A CAMADA SUB LASTRO
-Sub-lastro é uma camada de transição entre o lastro e a plataforma
-Protege a parte superior da plataforma contra a erosão e melhora a distribuição das cargas
-Para que atenda aos seus pré-requisitos, exige-se que o sub-lastro
-Seja homogêneo
-Bem graduado
-Filtrante com relação a camada anti-contaminante
-Pouco permeável
-A capacidade de carga do sub-lastro é:
	Trecho	Capacidade de Carga - Ev - Kgf/cm2
	Primário	800
	Importantes	1000
	Alta Velocidade	1200
PLATAFORMA
PROTEÇÃO DA PLATAFORMA
-Para que a infraestrutura desempenhe suas funções ao longo do tempo, é necessário que a plataforma permaneça estável, devendo ser prevista ações de proteção que conduzam a um comportamento homogêneo por um período superior a vida útil do lastro;
-O correto dimensionamento das camadas lastro e sub-lastro proporcionará a atuação de tensões compatíveis com a capacidade portante da plataforma, e a sua estabilidade mecânica;
-A drenagem superficial e subterrânea da via é de vital importância para o correto funcionamento da infra-estrutura. Deve existir sob qualquer condição e somente poderá ser desprezada quando efetivamente não houver presença de lençol freático.
-Deve ser previsto sistema de drenagem adequado ao longo de todo o eixo da via
CASOS ESPECIAIS
REFORÇO DE PLATAFORMA
-Em plataformas argilosas, mesmo corretamente dimensionadas, as cargas cíclicas juntamente com a presença de água de infiltração pode produzir um fenômeno conhecido como Bombeamento.
-Segundo Casagrande, os solos que não produzem o bombeamento são os da classe GW, GM, GP, SW, SP
-Drenos e a camada anti-contaminante, quando bem projetados, permitem o escoamento da água superficial e minimizam o efeito de bombeamento.
-Adota-se 0,50 m de solo pouco susceptível a ação do bombeamento na camada de plataforma, evitando a ocorrência deste fenômeno.
CASOS ESPECIAIS
CAMADA ANTICONTAMINANTE
-Divisão entre lastro e sub-lastro, facilitando a transição entre camadas, distribuindo esforços e reduzindo a espessura do sub-lastro;
- Em condições especiais, quando o sub-lastro e a plataforma atenderem a relação de filtro, esta camada poderá ser suprimida;
-Sugere-se uma espessura mínima de 10 cm e compactação na energia do Proctor Intermediário;
Caso não haja disponibilidade de material que atendasimultaneamente as condições, pode-se optar pela intercalação de uma manta filtrante, na interface da camada anti-contaminante, dependendo da constituição da plataforma ser abrasiva ou não;
A camada anti-contaminante, constituída por areias, areias siltosas ou misturas de areias e materiais britados finos, tem-se mostrado como a proteção mais eficaz e econômica de plataformas argilosas.