Palestra Técnica ABPV

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PALESTRA TÉCNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Superestrutura Ferroviária” 
 
Engº HELIO SUÊVO RODRIGUEZ 
13/11/2012 00 
 
SUMÁRIO 
I - INTRODUÇÃO 
II - A MALHA FERROVIÁRIA DO BRASIL 
III - MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA 
IV - SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA 
V - CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
 
 
 
 
I - INTRODUÇÃO 
 
 
 
- Em Reunião realizada no dia 11/07/2012 com a ABPv ficou acordado a elaboração do 
“Manual Básico de Engenharia Ferroviária”; 
 
 
 
 
II – A MALHA FERROVIÁRIA DO BRASIL 
 
 
 
II.1 - EVOLUÇÃO 
II.2 - MALHA DE CARGA 
II.3 - MALHA METROFERROVIÁRIA 
II.1 - EVOLUÇÃO 
Ano Referência / Período 
Extensão 
(km) 
1854 Início (E.F. Mauá) 14,50 
1854 / 1889 Império 9.356,00 
1889 / 1930 1ª República 32.478,00 
1930 / 1945 2ª República 35.250,00 
1945 / 1957 Pré - RFFSA 37.250,00 
1958 RFFSA 
37.967,00 
 (Extensão Máxima) 
1996 Privatização 30.450,00 
2011 Situação Atual 29.961,00 
Ferrovia / Operadora Extensão (Km) 
Estrada de Ferro Tereza Cristina – EFTC - 164,00 
Ferroeste / E.F. Paraná Oeste S.A. - 248,00 
América Logística – 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. Vitória-Minas (EFVM) 905,00 
E.F. Carajás (EFC) 892,00 
Ferrovia Norte-Sul (FNS) 700,00 
Ferrovia Centro-Atlântica - FCA 8.022,00 
MRS Logística S.A - 1.674,00 
Transnordestina Logística S.A. - 4.238,00 
E.F. Trombetas – EFT - 35,00 
E.F. Jarí – EFJ - 68,00 
E.F. Amapá - EFA - 154,00 
 EXTENSÃO TOTAL 28.988,00 
II.2 – MALHA DE CARGA 
OBSERVAÇÃO: 
Da extensão nominal da Malha Ferroviária de Carga de 28.988Km, cerca de 10.000km compõem 
a “Malha Operacional Ativa”. 
O restante da malha, isto é 18.988 (65%) é subutilizada. 
Quais os motivos para não utilização dessas ferrovias? 
Operadora 
Extensão 
Operacional 
(Km) 
Observação 
Metrô SP 65,30 
Metrô SP – Via Quatro 12,90 Sistema não concluído (concessão). 
CPTM 260,90 
Metrô Rio 40,95 
Supervia 267,50 
Central Logística 17,00 
Não computado o Ramal de Niterói (32 km) e Santa 
Cruz/Itaguai (7 km). Só o Sistema de Bondes. 
Metrofor 
Fortaleza 24,00 Bitola 1,60m (Pajuçara / Porangaba) 
Cariri 13,00 Bitola 1,00m 
CBTU 
Metrorec 68,80 Bitola 1,60m 
Demetrô / BH 28,20 Bitola 1,60m 
Natal 56,20 Bitola 1,00m 
Maceió 32,10 Bitola 1,00m 
João Pessoa 30,00 Bitola 1,00m 
Metrô de Salvador (Linha 1) 13,50 Sistema em construção – bitola de 1,435m 
Metrô DF 40,37 
CPTM – Teresina 13,60 Bitola 1,00m 
TRENSURB 33,80 
TOTAL  980,00 
Fonte de Pesquisa: Anuário Metrô Ferroviário/2011. 
II.3 – MALHA METROFERROVIÁRIA 
“É necessário expandir a Malha Ferroviária Brasileira de forma integrada com os diversos 
modais em todas as regiões do país. O ritmo atual de crescimento econômico, exige que o 
país tenha 52.000 km de extensão.” 
 
 (Rodrigo Vilaça – Presidente Executivo da ANTF) - Junho/2011 
 
“No Rio de Janeiro é de fundamental importância um conjunto de Projetos de Transportes 
Ferroviários para garantir a melhoria efetiva da Mobilidade Urbana e um melhor equilíbrio 
da Matriz de Transporte no Estado (hoje o modal metroferroviário correspondente somente 
a 7%)”. 
 
 (Helio Suêvo Rodriguez) 
 
 
 
 
III – MANUAL BÁSICO DE ENGENHARIA FERROVIÁRIA 
 
 
 
A proposição dos tópicos a desenvolver é a seguinte: 
1. Introdução; 
2. Projeto de Via Permanente 
2.1 - Fases do Projeto 
2.2 - Infraestrutura 
2.2.1 - Projeto Geométrico 
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 Interferências 
2.2.7 - Túneis 
3. Superestrutura 
4. Operação 
5. Material Rodante 
6. Orçamento 
 
 
 
 
IV – SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA 
 
 
 
A proposição para o desenvolvimento do tópico “Superestrutura” do 
Manual, inclui os seguintes itens e subitens: 
1. Elementos Componentes da Superestrutura 
1.1 - Sublastro 
1.2 - Lastro 
1.3 - Dormentes 
- Madeira 
- Aço 
- Concreto 
- Outros Tipos 
1.4 - Trilho 
- Conceituação 
- Perfis 
- Composição do Aço 
- Fabricação 
- Recebimento 
- Defeitos de Fabricação 
- Avarias em Serviço 
- Vida Útil 
1.5 - Acessórios de Fixação 
- Talas de Junção (Parafusos, Porcas e Arruelas, Placa de Apoio) 
- Fixações Rígidas 
- Fixações Elásticas 
1.6 - Aparelho de Mudança de Via - AMVs 
2. Cálculo Estrutural da Via Permanente; 
- Metodologia 
- Dimensionamento do Trilho 
- Dimensionamento do Dormente e Espaçamento 
- Dimensionamento do Lastro (Verificação das Pressões no Lastro, 
Sublastro, Plataforma e Espessura do Ombro do Lastro) 
- Dimensionamento Complementar 
3. Gabaritos e Plataformas 
- Gabaritos da Via Férrea 
- Características da Plataforma 
4. Geometria da Via 
- Conceituação (Tipo de Transporte e Topografia) 
- Superelevação (Teórica, Prática e Máxima) 
- Velocidade Limite 
- Raio Mínimo 
 
5. Metodologia de Construção da Via Permanente 
6. Engenharia de Manutenção da Via Permanente 
- Metodologia 
- Tipos 
- Frequência e Indicadores 
 7. Projeto de Simulação 
 8. O Uso das Telecomunicações nas Ferrovias 
ESTRUTURA DA VIA PERMANENTE 
SEÇÃO TRANSVERSAL TIPO 
Estrutura da Via  Grade 
Trilho (componente longitudinal) 
Dormente (componente transversal) 
Apoio – Meio Elástico – Lastro/Sublastro e Plataforma 
Esforços na Via 
Verticais (Ex.: Carga Estática) 
Longitudinais (Ex.: Dilatação do TLs) 
Transversais (Força Centrífuga) 
 É a camada de material que completa a plataforma e que recebe o lastro. Sua função é de 
absorver os esforços transmitidos pelo lastro e transferi-lo para o terreno adjacente, na taxa 
adequada de suporte do terreno referido. 
 O sublastro não deverá permitir a penetração dos agregados situados na parte inferior do lastro, 
tendo ainda que propiciar uma perfeita drenagem das águas dele provenientes. 
 Toda a infra-estrutura abaixo do Sublastro é denominado Subleitro. 
 O lastro e o Sublastro, embora de características diferentes, são dimensionados em conjunto. 
SUB-LASTRO 
 
PLATAFORMA FERROVIÁRIA 
 
 
 
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 inclinação da superfície da plataforma) 
m = 1,5 
b = comprimento do dormente 
d = altura do dormente 
h = espessura mínima de lastro 
W = 46 cm (comprimento mínimo segundo a AREMA) 
 
Obs: Quanto aos custos seria bom que W fosse o menor possível, mas vale lembrar sua grande utilidade 
também para a movimentação de pessoal na manutenção. 
 
1 - 
m 
 
 n 
TRILHO 
 
 
 
É o perfil metálico que suporta diretamente as cargas transmitidas pelos trens, repassando-
as ao dormente e servindo de via de rolamento e guia para as rodas dos veículos 
ferroviários. 
DORMENTE 
 
 
 
É o elemento da superestrutura que tem como finalidade: 
 
- Manutenção da bitola da via; 
- Distribuir as cargas dos veículos ferroviários ao lastro; 
- Interface do conjunto trilho/lastro evitando os deslocamentos transversais e longitudinais 
(traçado). 
APARELHOS DE MUDANÇA DE VIA 
AMV 
 
 
 
“Dispositivo que além de suportar e distribuir sobre os dormentes o peso da roda, permite a 
livre passagem dos frisos das rodas na mudança de trilho, guiando-as na direção 
desejada”. 
 
A seguir, alguns exemplos esquemáticos de AMV´s: 
AMV Lateral a Esquerda 
Travessão 
Conjunto formado por 2 (dois) Aparelhos de Mudança de Via (AMV) interligados e 
assentados em vias diferentes e em sentidos opostos, que permite a transposição direta do 
trem ou veículo de uma para a outra linha. 
mv
2
 
R 
FcB 
P 
PSt 
B 
mv
2
 B 
Rmg 
Bv
2
 
gR 
V
2
 
R 
St 
B 
Superelevação Teórica 
Quandoa inclinação da via em uma curva de raio “R” é aquela necessária para anular completamente a força centrífuga que atua em um veículo ferroviário, circulando 
sobre esta curva a uma velocidade “V”, a superelevação decorrente desta inclinação é chamada “Superelevação Teórica”. 
É fácil de se constatar que nestas condições a resultante da soma vetorial da força centrífuga com o peso do veículo tem direção normal ao plano que tangencia as 
superfícies superiores de rolamento dos trilhos. 
Na prática, o cálculo da superelevação teórica é feita do seguinte modo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
G = centro de gravidade do veículo 
P = peso do veículo = mg 
V = velocidade do veículo 
R = raio da curva 
Fc = força centrífuga = 
B = bitola de centro a centro do trilho, ou seja bitola da via acrescida da largura de um boleto 
 = ângulo de inclinação da via. 
St = superelevação teórica 
R = resultante de P + Fc 
XX = reta paralela ao plano que tangencia as superfícies superiores de rolamento dos trilhos, que passa por G e está contida em uma seção transversal normal ao 
eixo da via 
Nesta fórmula foi adotado o valor de B=1,67m (para bitola de 1,60m) 
Projetando P e Fc sobre XX, para que a força centrífuga seja anulada, tem-se: 
P sen  = Fc cos  
Na prática 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 milímetros 
ETAPAS DE CONSTRUÇÃO 
 
 Montagem da Grade 
- Com ou sem a distribuição de uma camada de brita de 10 a 15cm. 
- Pode-se executar a soldagem aluminotérmica para preparar o TLS (até 480m) para a execução do ATT. 
 
 Lastramento 
- Descarga de pedra britada (etapas), até 4 (quatro) levantamentos médios com 8cm cada com utilização 
de máquinas especiais de VP. 
 
 Geometria 
- Necessária a marcação adequada da linha através da Nota de Serviço de Implantação Altimétrica. 
 
Alívio de Tensão Técnica (ATT) 
- A Construtora realiza os procedimentos técnicos adequados: temperatura neutra, desprega a linha, 
utiliza o tensor, determina a folga da junta e realiza a soldagem aluminotérmica de fechamento e 
transforma o TLS (até 480m) em TCS. 
 
 Acabamento e Serviços Complementares 
- Acabamento da linha (talude, etc.). 
- Implantação dos marcos quilométricos, de referência (curvas horizontais e verticais), placas de restrição 
de velocidade, etc. 
 
 
 
 
V – CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
 
 
 
IV.1 - DEFICIÊNCIA NAS ESCOLAS DE ENGENHARIA / CADEIRA DE TRANSPORTES 
– FERROVIAS 
 
V.2 - CRIAÇÃO PELO GOVERNO FEDERAL DA EMPRESA DE PLANEJAMENTO 
LOGÍSTICO – EPL ESTANDO PREVISTO NA ÁREA DE TRANSPORTES O 
SEGUINTE INVESTIMENTO: 
 
 
 
 
Modal Valor (Bilhões / R$) 
Rodovias / Ferrovias 133 
TAV 35 
Portos e Aeroportos 50 
TOTAL 218 
Dados Pessoais 
Helio Suêvo Rodriguez 
Engenheiro Civil / Consultor Ferroviário 
Telefone: (21) 9613-5281 
E-mail: hsuevo@yahoo.com.br 
 
Coordenador Executivo de Implantação do Programa do Banco Mundial / BIRD 
Companhia de Engenharia de Transportes e Logística - CENTRAL 
Telefones: (21) 2333-9141 / (21) 8596-6274 
 E-mail: helio.suevo@central.rj.gov.br