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MANUAL TÉCNICO DA VIA PERMANENTE Revisão 2009 3 1. INTRODUÇÃO O Manual Técnico de Manutenção da Via Permanente visa registrar o conhecimento técnico das ferrovias da Vale para garantir a utilização das melhores práticas na execução da função manter dos equipamentos da infraestrutura e superestrutura ferroviária. Tal necessidade surgiu em razão da escassa bibliografia existente na área ferroviária, razão pela qual o presente manual vem promover o preenchimento desta lacuna. 1.1. OBJETIVO Treinar os engenheiros, supervisores e técnicos, para as inspeções e avaliações do comportamento estrutural de pontes e muros de contenção solicitados por veículos ferroviários; Servir como uma orientação para realizar os planos de inspeção de rotina, e manter uma manutenção constante da via permanente; Obter uma ferramenta para realizar manutenções periódicas para cada tipo de estrutura, tendo em conta a criticidade da mesma; Realizar planejamento das inspeções de uma maneira preventiva com a finalidade de melhorar os prazos envolvidos e administrar melhor os recursos econômicos. 1.2. ORGANIZAÇÃO E METODOLOGIA DO MANUAL Este manual é resultado do trabalho e da experiência profissional do corpo técnico de engenheiros, analistas, supervisores, inspetores e técnicos das áreas de manutenção da via permanente. Aqui são definidos os parâmetros básicos para a inspeção e manutenção dos ativos que compõem a infraestrutura e superestrutura ferroviária de nossas ferrovias. Também consta deste Manual as noções básicas dos carregamentos nas estruturas que atuam nos projetos de obras de artes especiais, bem como há informações acerca do seu quando são atingidas pelos carregamentos e outros aspectos da natureza. 1.3. CONSIDERAÇÕES GERAIS ACERCA DA MANUTENÇÃO Conforme conceituação da NBR 5462 – Confiabilidade e Mantenabilidade, manutenção é a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida. A manutenção dos equipamentos e componentes da infraestrutura e superestrutura ferroviária têm como objetivo manter a disponibilidade das ferrovias, diminuindo as interdições e restrições de velocidade. As tarefas de manutenção podem ser distinguidas, em razão de suas naturezas e finalidades especificas, nas macroatividades a seguir discriminadas (NBR 5462): Manutenção de Corretiva (MC): É a manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane, destinada a recolocar um item em condições de executar uma função requerida; Manutenção Preventiva – (MP): Manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação do funcionamento de um item; 4 Manutenção Condicional – (PC): Manutenção preventiva, também conhecida como "manutenção condicional", baseada no conhecimento por comparação do estado de um item através de medição periódica ou contínua de um ou mais parâmetros significativos; Manutenção Preditiva – (PM): Manutenção que permite garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de amostragem, para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva. Os ditames do manual estão alinhados à Política de Manutenção da Vale, sintetizada nos seguintes itens: A Vale considera a manutenção atividade fundamental de seu sistema produtivo, focada na gestão otimizada dos ativos da organização; As ações desenvolvidas pela manutenção devem estar alinhadas à estratégia da organização, com ênfase na segurança e saúde dos empregados, relacionamento com as comunidades e preservação do meio ambiente; As atividades de manutenção devem ser conduzidas dentro de um sistema de gerenciamento apto a garantir a padronização dos processos, a melhoria contínua e a busca da excelência; O recurso humano utilizado na manutenção deve ser continuamente capacitado e atualizado de forma a assegurar alto padrão técnico e gerencial em um ambiente propício à criatividade e participação; A manutenção deve utilizar as melhores práticas e técnicas visando maximizar a disponibilidade, a confiabilidade e a vida útil dos ativos. Importante salientar que a manutenção, conforme definição normativa, é somente um dos processos que compõem um amplo sistema de gerenciamento dos ativos da Vale, o SGM – Sistema de Gerenciamento da Manutenção, o qual define e integra uma série de processos em uma seqüência evolutiva, na busca pela excelência na manutenção. 2. SUPERESTRUTURA 2.1. PARÂMETROS DE MONITORAMENTO E CONTROLE DA MANUTENÇÃO 2.1.1. LINHA DE BITOLA LARGA 2.1.1.1. BITOLA A bitola deverá ser medida com régua de bitola a 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho. Nas medições de bitola as deformações do boleto devido ao escoamento de materiais (rebarbas) e os desgastes horizontais ocasionados pelo atrito dos frisos deverão ser desconsiderados. 5 Figura 1 – Pontos de medição de bitola da via – trilho sem desgaste Figura 2 – Pontos de medição de bitola da via – trilho com desgaste Os parâmetros mínimos e máximos de bitola admitidos são: TOLERÂNCIAS EM LINHAS DE BITOLA DE 1600 mm Ferrovia Valor nominal (mm) Máximo (mm) Mínimo (mm) EFC e EFVM 1600 1620 1592 FCA 1600 1625 1595 Tabela 1 – Tolerâncias em linhas de bitola de 160mm ATENÇÃO: no caso de necessidade de ajuste de bitola, considerar a bitola nominal medida com referência aos patins do trilho. 2.1.1.2. VARIAÇÃO MÁXIMA DE BITOLA A variação máxima de bitola entre dormentes adjacentes será: VARIAÇÃO DAS MEDIDAS DE BITOLA ENTRE DORMENTES ADJACENTES VMA > 60 km/h VMA < 60 km/h 2mm 3mm Tabela 2 – Variação das medidas de bitola entre dormentes adjacentes 2.1.1.3. EMPENO EM CURVAS O empeno será avaliado pela comparação da variação das medidas de nivelamento transversal entre pontos adjacentes tomadas por régua de superelevação. 6 Para a base de medição (distância entre pontos de medição) e altura do centro de gravidade serão considerados os valores correspondentes aos dos vagões mais críticos em circulação. Os limites últimos das variações de nivelamento transversal entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia. Para EFC foram considerados os dados dos vagões HFT e GDT carregados, com distância entre eixos de truque D = 1,829m e altura de centro de gravidade de 2,289 m e 1,895 m respectivamente. Para EFVM e FCA os dados dos vagões HFE e GDE, com distância entre truques D = 1,727m e altura de centro de gravidade de 2,200 m e 1,579 m respectivamente. Assim, os valores MÀXIMOS admissíveis de empeno entre os pontos de medição são estabelecidos aplicando a seguinte fórmula: xD Vxh E 643 Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA CURVAS DA EFC - BITOLA 1600 mm Velocidade (Km/h) HFT GDT Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFT) 50 10 11 8 55 9 10 7 60 9 9 7 65 8 8 6 70 7 8 6 75 7 7 5 80 6 7 5 Tabela 3 – Empeno Máximo (mm) para curvas da EFC – Bitola 1600mm EMPENO MÁXIMO(mm) PARA CURVAS DA EFVM E FCA - BITOLA 1600 mm Velocidade (Km/h) HFT GDT Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFT) 15 34 41 27 20 26 31 21 25 21 25 16 30 17 21 14 35 15 18 12 40 13 16 10 45 11 14 9 50 10 11 8 55 9 10 7 60 9 9 7 65 8 8 6 70 7 8 6 Tabela 4 – Empeno Máximo (mm) para curvas da EFVM e FCA – Bitola 1600mm 7 2.1.1.4. EMPENO EM TANGENTE Considerando-se as mesmas premissas de vagões e velocidades utilizadas para as curvas, teremos os valores MÀXIMOS admissíveis para empeno em tangente aplicando a seguinte fórmula: xD Vxh Et 1644 Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite, valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFC - BITOLA 1600 mm Velocidade (Km/h) HFT GDT Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFT) 50 26 32 23 55 24 29 21 60 22 26 19 65 20 24 17 70 19 23 16 75 18 21 14 80 16 20 13 Tabela 5 – Empeno máximo (mm) para tangentes da EFC – Bitola 1600 mm EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFVM E FCA - BITOLA 1600 mm Velocidade (Km/h) HFT GDT Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFT) 15 88 106 105 20 66 79 70 25 53 63 52 30 44 53 42 35 38 45 35 40 33 40 30 45 29 35 26 50 26 32 23 55 24 29 21 60 22 26 19 65 20 24 17 70 19 23 16 Tabela 6 - Empeno máximo (mm) para tangentes da EFVM e FCA – Bitola 1600 mm 2.1.2. LINHA DE BITOLA MÉTRICA 2.1.2.1. BITOLA A bitola deverá ser medida com régua de bitola a 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho. Nas medições de bitola as deformações do boleto devido ao escoamento de materiais (rebarbas) e os desgastes horizontais ocasionados pelo atrito dos frisos deverão ser desconsiderados. 8 Figura 3 – Pontos de medição de bitola da via – trilho sem desgastes Figura 4 - Pontos de medição de bitola da via – trilho com desgastes Os parâmetros mínimos e máximos de bitola admitidos são: TOLERÂNCIAS EM LINHAS DE BITOLA DE 1000 mm Ferrovia Valor nominal (mm) Máximo (mm) Mínimo (mm) EFVM 1000 1035 995 FCA 1000 1025 995 Tabela 7 – Tolerância em linhas de bitola de 1000mm ATENÇÃO: no caso de necessidade de ajuste de bitola, considerar a bitola nominal medida com referência aos patins do trilho. 2.1.2.2. VARIAÇÃO MÁXIMA DE BITOLA A variação máxima de bitola entre dormentes adjacentes será: VARIAÇÃO DAS MEDIDAS DE BITOLA ENTRE DORMENTES ADJACENTES VMA > 60 km/h VMA < 60 km/h 2mm 3mm Tabela 8 – Variação das medidas de bitola entre dormentes adjacentes 2.1.2.3. EMPENO EM CURVAS O empeno será avaliado pela comparação da variação das medidas de nivelamento transversal entre pontos adjacentes tomadas por régua de superelevação. 9 Para a base de medição (distância entre pontos de medição) e altura do centro de gravidade serão considerados os valores correspondentes aos dos vagões mais críticos em circulação. Os limites últimos das variações de nivelamento transversal entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia. Para EFVM e FCA foram considerados os dados dos vagões HFE e GDE, com distância entre truques D = 1,727 m e altura de centro de gravidade de 1,876 m e 1,579 m respectivamente. Assim, os valores MÁXIMOS admissíveis de empeno entre os pontos de medição são estabelecidos aplicando a seguinte fórmula: Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA CURVAS DA EFVM E FCA – BITOLA MÉTRICA Velocidade (Km/h) HFE GDE Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFE) 15 18 22 15 20 14 16 11 25 11 13 9 30 9 11 7 35 8 9 6 40 7 8 5 45 6 7 5 50 5 7 4 55 5 6 4 60 5 5 4 65 4 5 3 70 4 5 3 Tabela 9 – Empeno máximo (mm) para curvas da EFVM e FCA – Bitola métrica 2.1.2.4. EMPENO EM TANGENTE Considerando-se as mesmas premissas de vagões e velocidades utilizadas para as curvas, teremos os valores MÁXIMOS admissíveis para empeno em tangente aplicando a seguinte fórmula: Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. 10 No entanto, a manutenção deve considerar como limite, valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFVM E FCA – BITOLA MÉTRICA Velocidade (Km/h) HFE GDE Limite de tolerância admissível considerando o vagão mais crítico (HFE) 15 43 51 34 20 32 38 26 25 26 31 21 30 21 26 17 35 18 22 15 40 16 19 13 45 14 17 11 50 13 15 10 55 12 14 9 60 11 13 9 65 10 12 8 70 9 11 7 Tabela 10 - Empeno máximo (mm) para tangentes da EFVM e FCA – Bitola métrica 2.2. LIMITES DE SUPERELEVAÇÃO EM CURVAS PARA MANUTENÇÃO DA SUPERESTRUTURA DA VIA PERMANENTE Para a definição da superelevação a ser adotada nas curvas ferroviárias será utilizado o critério da superelevação prática onde: R BVSp 1273 2 2 Sendo: Sp = Superelevação prática em mm; B = Bitola da via tomada de eixo a eixo de boleto de trilho em mm; V = Velocidade máxima de circulação na curva em Km/h; R = Raio da curva em m. ATENÇÂO: como superelevação mínima deve se adotar 5 mm. A utilização de valores inferiores a 5 mm, mesmo em curvas com grandes raios, pode ocasionar inversão da superelevação. A superelevação máxima admissível em linha de bitola métrica será de 100 mm na EFVM e de 60 mm na FCA. Em linhas de bitola larga e na EFC será admissível 160 mm de superelevação máxima. Nas regiões dos aparelhos de mudança de via não deverá ser utilizada superelevação. 2.3. ALINHAMENTO O alinhamento deverá ser avaliado pela comparação de variações das medidas de flechas entre pontos adjacentes. Para medições deverá ser utilizada corda de 10 metros na EFC e EFVM e corda de 12 metros na FCA. A aferição dos dados será realizada no centro da corda, sempre 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho externo de curvas, da mesma maneira que nas medições de bitola. Os pontos consecutivos de medição deverão ser tomados em intervalos de 2,50 m na EFC e EFVM e em intervalo de 3 metros na FCA. Os limites últimos das variações de flecha entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia: 11 57 2 850 16 2 V V x c f Sendo: f = Variação de flecha admissível em mm, entre dois pontos consecutivos; c = comprimento da corda em metros; V = velocidade do trem em km/h. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado: VARIAÇÃO MÁXIMA DAS MEDIDAS DE FLECHA ENTRE PONTOS ADJACENTES NA EFC E EFVM – CORDA DE MEDIÇÃO COM 10 m Velocidade (km/h) Variação de Flecha Limite de tolerância admissível 45 23 18 50 22 17 55 21 17 60 20 16 65 18 15 70 17 14 75 16 13 80 15 12 Tabela 11 – Variação Máxima das medidas de flecha entre pontos adjacentes na EFC e EFVM– Corda de medição com 10 m VARIAÇÃO MÁXIMA DAS MEDIDAS DE FLECHA ENTRE PONTOS ADJACENTES NA FCA CORDA DE MEDIÇÃO COM 12 m Velocidade (km/h) Variação de Flecha Limite de tolerância admissível 15 37 30 20 36 28 25 34 27 30 32 26 35 31 25 40 29 23 45 28 22 50 26 21 55 25 20 60 24 19 65 22 18 70 21 17 75 20 16 80 18 15 Tabela 12 - Variação Máxima das medidas de flecha entre pontos adjacentes na FCA – Corda de medição com 12 m 2.4. LIMITES DA RELAÇÃO L/V Nas inspeções com rodeiro instrumentado deverão ser considerados os limites da relação L/V no eixo e na roda para gerar relatório de exceções que servirão de referência para programação das manutenções corretivas e preventivas. 12 RODEIRO INSTRUMENTADO PARÂMETRO CONDIÇÃO L/V EIXO L/V RODA Lim. manutenção 1,10 0,65 Lim. último 1,50 1,00 Tabela 13 – Rodeiro instrumentado 2.5. PARÂMETROS UTILIZADOS NAS INSPEÇÕES DO CARRO CONTROLE Nas inspeções com carro controle deverão ser considerados os limites de geometria para gerar relatório de exceções que servirão de referência para a programação das manutenções corretivas e preventivas da Via. Os parâmetros utilizados são: A tabela 14 estabelece os defeitos máximos para cada classe de linha de acordo com a AAR (Association of American Railroads). Classe de Linha Parâmetros 1 2 3 4 5 6 Bitola +5 -5 +10 -5 +15 -5 +20 -5 +25 -5 +30 -5 Superelevação ±4 ±7 ±10 ±12 ±14 ±14 Alinhamento E/D ±4 ±6 ±8 ±10 ±12 ±12 Empeno ±2.8 ±5.6 ±7.7 ±9.1 ±11.7 ±12 Nivelamento E/D ±1.5 ±1.5 ±3 ±4.5 ±6 ±8 Tabela 14 – Defeitos máximos para cada classe de linha de acordo com a AAR A EFVM utiliza os parâmetros listados abaixo para inspeções com o Carro-Controle modelo EM80. Parâmetro Intervalo (mm) Aberta 30 Bitola Fechada -5 Base 1,73 m 4 / -4 Base 3,5 m 8 / -8 Empeno CURVA Base 5,5 m 13 / -13 Base 1,73 m 9 / -9 Base 3,5 m 19 / -19 Empeno TANGENTE Base 5,5 m 30 / -30 Superelevação Corda 40 m 10 / -10 Nivelamento Longitudinal Corda 40 m 6,0 / -6,0 Alinhamento Corda 40 m 14 / -14 Tabela 15 – Parâmetros para inspeções com Carro-Controle modelo EM80 - EFVM 2.6. LIMITES GERAIS DE MANUTENÇÃO EM AMV 2.6.1. TOLERÂNCIAS DE ALINHAMENTO EM AMV As tolerâncias de alinhamento serão definidas conforme realizado na linha comum, observando-se que o ponto inicial de posicionamento do centro da corda para a medição de flechas de AMV deverá estar localizado no coice da agulha. As medições deverão ser efetuadas na linha reversa, devendo as agulhas estar posicionadas para a respectiva linha no ato das medições. Deverão ser medidas as flechas em 10 pontos no sentido do coice para a ponta da agulha e em 15 pontos do coice da agulha no sentido do jacaré. 13 Após concluídas as medições, a partir do coice da agulha, deverão ser medidas flechas posicionando o centro da corda na ponta real do jacaré, medindo a flecha na ponta do jacaré e em 5 pontos no sentido da agulha e 5 pontos no sentido do marco de entrevia. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado: ALINHAMENTO EM AMV NA EFC E EFVM Velocidade = 60 km/h Velocidade = 45 km/h Velocidade = 30km/h 16 mm 18 mm 22 mm Tabela 16 – Alinhamento em AMV na EFC e EFVM ALINHAMENTO EM AMV NA FCA Velocidade = 60km/h Velocidade = 45 km/h Velocidade = 30km/h 19 mm 22 mm 26 mm Tabela 17 - Alinhamento em AMV na FCA 2.6.2. TOLERÂNCIAS DE EMPENO EM AMV DE BITOLA MÉTRICA As tolerâncias de empeno serão definidas conforme linha comum, adotando para os levantamentos de campo e cálculos a base de medição (D) correspondente à distância entre os rodeiros do truque do vagão HFE e GDE (1727 mm). Para a altura do centro de gravidade também serão adotados os parâmetros dos vagões HFE e GDE carregados, respectivamente de 1876 mm e 1578 mm. As medições de empeno deverão iniciar pelo coice da agulha, instalando a régua de superelevação no coice, medindo o nivelamento transversal. Posteriormente deslocar a régua sempre na distancia D (1727mm) e coletando dados de nivelamento transversal em 20 pontos no sentido do coice para a ponta de agulha e em 30 pontos no sentido do coice para o marco de entrevia. Após concluídas as medições, a partir do coice da agulha, instalar a régua a 381 mm da ponta real do jacaré no sentido do núcleo, medindo o nivelamento transversal. Deslocar a régua 1727mm no sentido da ponta de agulha e no sentido do marco de entrevia efetuando as medidas nos respectivos pontos. As medições deverão ser efetuadas tanto na linha principal quanto na reversa. Os valores medidos deverão atender aos seguintes limites, calculados considerando valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado, conforme tabela abaixo. EMPENO EM AMV BITOLA MÉTRICA Velocidade = 60 km/h Velocidade = 45 km/h Velocidade = 30 km/h Linha principal Linha reversa Linha principal Linha reversa Linha principal Linha reversa HFE HFE HFE HFE HFE HFE 9 mm 4 mm 11 mm 5 mm 17 mm 7 mm Tabela 18 – Empeno em AMV – Bitola Métrica 2.6.3. TOLERÂNCIAS DE EMPENO EM AMV DE BITOLA LARGA As tolerâncias de empeno serão definidas conforme item 3, adotando para os levantamentos de campo e cálculos a base de medição (D) correspondente à distância entre os rodeiros do truque do vagão HFT e GDT (1829 mm); também para altura do centro de gravidade serão adotados os parâmetros dos vagões HFT e GDT carregados com altura de centro de gravidade de 2289 mm e 1895 mm respectivamente. As medições de empeno deverão iniciar pelo coice da agulha, instalando a régua de superelevação no coice, medindo o nivelamento transversal. Posteriormente deslocar a régua sempre na distancia D (1829 mm) e coletando dados de nivelamento transversal em 20 pontos no sentido do coice para a ponta de agulha e em 30 pontos no sentido do coice para o marco de entrevia. 14 Após concluídas as medições a partir do coice da agulha instalar a régua a 254 mm da ponta real do jacaré no sentido do núcleo, medindo o nivelamento transversal. Deslocar a régua 1727mm no sentido da ponta de agulha e no sentido do marco de entrevia efetuando as medidas nos respectivos pontos. As medições deverão ser efetuadas tanto na linha principal quanto na reversa. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado, conforme tabela abaixo. EMPENO EM AMV BITOLA LARGA Velocidade = 50km/h Velocidade = 80km/h Linha Principal Linha reversa Linha Principal Linha reversa HFT HFT HFT HFT 23 mm 8 mm 13 mm 5 mm Tabela 19 – Empeno em AMV – Bitola Larga 2.6.4. DORMENTES INSERVÍVEIS EM AMV Nos AMVs não serão tolerados dormentes inservíveis na junta / solda do avanço das agulhas, sob as agulhas, nas máquinas de chave ou aparelhos de manobra, nas juntas / soldas do coice de agulha, nas juntas / soldas do jacaré, na ponta do jacaré, nas extremidades e no centro dos contratrilhos. Nos demais locais será tolerado no máximo um dormente inservível entre dois dormentes bons. 2.7. FAIXAS DE TEMPERATURA NEUTRA Para trabalhos que requerem controle de temperatura dos trilhos da ferrovia deverão ser utilizados os dados das seguintes tabelas: EFVM TRECHO FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA TEMPERATURA NEUTRA FÓRMULA DE CÁLCULO Tubarão, Itabira e Costa Lacerda 34C FTN 44C TNR= 39C Costa Lacerda, Fabrica e BH 31C FTN 41C TNR= 36C 55 2 maxmin TTFTN Tabela 20 – Tabela de controle de temperatura dos trilhos - EFVM EFC FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA TEMPERATURA NEUTRA FÓRMULA DE CÁLCULO 34C FTN 44C TNR= 39C 55 2 maxmin TTFTNTabela 21 - Tabela de controle de temperatura dos trilhos – EFC 15 FCA TRECHO FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA TEMPERATURA NEUTRA FÓRMULA DE CÁLCULO Prudente de Morais/General Carneiro General Carneiro/Divinópolis Campos/Vitoria São Francisco/Bonfim Frazão/Roncador Roncador/Canedo L. Bulhões/ Curado Araguari/Boa Vista Uberaba/Ibia Divinópolis/Bhering 31C FTN 41C TNR= 36C Divinópolis/Frazão Garças/Angra 30C FTN 40C TNR= 35C Barão Camargos/T. Rios Campos/Magé Prudente/Montes Claros Monte Azul/Catiboaba Roncador/Brasilia 33C FTN 43C TNR= 38C Montes Claros/Monte Azul São Feliz/São Francisco São Francisco/Aracaju 34C FTN 44C TNR= 39C Catiboaba/São Felix 35C FTN 45C TNR= 40C Utilizar a fórmula (1) para TCS e a (2) para TLS (1) 5 2 maxmin TTFTN (2) 64 2 minmax TTFTN Tabela 22 - Tabela de controle de temperatura dos trilhos - FCA 2.8. TRILHOS O trilho representa o ativo mais importante da superestrutura. É tecnicamente considerado o principal elemento de suporte e guia dos veículos ferroviários e, economicamente detém o maior custo entre os elementos estruturais da via. 16 2.8.1. PARTES INTEGRANTES DO TRILHO Figura 5 – Partes integrantes do trilho 2.8.2. IDENTIFICAÇÃO DOS TRILHOS Há várias formas pelas quais os trilhos podem ser identificados por inscrições permanentes que os fabricantes gravam na sua alma em alto e baixo relevo. Várias tentativas de padronização foram empreendidas por órgãos normalizadores, porém, os fabricantes de trilhos nem sempre seguem estas orientações e estabelecem seus próprios modelos de gravação. Os aços que formarão os trilhos podem ser submetidos a várias espécies de tratamento, que possuem a função de incorporarem qualidades específicas ao produto acabado. Alguns dos processos de tratamento do aço que vêem identificados em alto relevo na alma dos trilhos. 2.8.2.1. PADRÃO AREMA PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM 2.8.2.1.1. MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO Na alma do trilho, em algum dos lados, são estampados em alto relevo as seguintes informações: Figura 6 – Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão Arema 1 – Peso do trilho em libras por jarda (136 Lb/Yb) 2 – Identificação da seção AREMA (RE – Railway Engeneering) 3 – Método de redução do teor de hidrogênio (Control Cooling – Resfriamento controlado) 4 – Iniciais do nome do fabricante (Fuel Iron) 5 – Ano de fabricação (1982) 6 – Mês de fabricação (Fevereiro) 2.8.2.1.2. MARCAS ESTAMPADAS EM BAIXO RELEVO Figura 7 - Informações estampadas em baixo relevo nos trilhos – Padrão Arema 1 – Número da corrida na qual o trilho foi laminado. A critério da siderúrgica poderá ser utilizado números ou letras (38400) 17 2 – A letra que identifica a posição do trilho no lingote (C) 3 – Número que identifica o lingote da corrida (12) 4 – Método de eliminação do hidrogênio (BC - Control Cooled Blooms – Resfriamento Controlado de Lingote) 2.8.2.2. PADRÃO UIC PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM 2.8.2.2.1. MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO Figura 8 - Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão UIC 1 – Seta indicando o topo do lingote 2 – Marca do fabricante (Thiessen) 3 – Ano de fabricação identificado pelos dois últimos algarismos (1975) 4 – Identificação de seção padrão UIC (UIC) 5 – Peso do trilho em Kg/m (60 Kg/m) 6 – Processo de fabricação do aço (M – Siemens Martin)* 7 – Marca característica do trilho (=) *Processos de fabricação: T – Thomas B – Bessemer ácido M – Siemens Martin ácido ou básico F – Forno elétrico 2.8.2.2.2. MARCAS ESTAMPADAS EM BAIXO RELEVO Figura 9 - Informações estampadas em baixo relevo nos trilhos – Padrão UIC 1 – Número da corrida (35500) 2 – A letra que identifica a posição do trilho no lingote (A) 3 – Número que identifica o lingote da corrida (2) 2.8.2.3. PADRÃO ABNT PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM 2.8.2.3.1. MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO Figura 10 - Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão ABNT 1 – Marca do fabricante do trilho (CSN) 2 – País de fabricação do trilho (BRASIL) 3 – Método de redução de teor de hidrogênio – processo de resfriamento (RC – resfriamento controlado) 4 – Processo de fabricação (LD) 18 2.8.3. NOMENCLATURA DE TRILHOS CONFORME A ESPÉCIE Significado dos termos gravados em alto relevo mais utilizados internacionalmente: CC - Control Cooled – Resfriamento Controlado (Técnica para reduzir o teor de hidrogênio); HH - Head Hardened – Boleto Endurecido; FT - Fully Heat Treated – Trilho Completamente Tratado; CR - Chromium Alloyed – Liga de Cromo; LAHH - Low Alloy Head Hardened – Baixa Liga de Boleto Endurecido; MHH - Micro Alloyed Head Hardened – Micro Ligado de Boleto Endurecido; UHC - Deep Head Hardened – Boleto Endurecido Profundo; SU - Supereutectoid – Aço Supereutectóide; NHN – New Head Hardened – Novo Boleto Endurecido; DHH – Deep Head Hardened – Boleto Endurecido Profundamente; HISI – Hight Silicon – Trilho com Alto Teor de Silício; N – Nobrás 200 – Trilho fabricado pela CSN com aço liga de Nióbio; AHH – Alloy Head Hardened – Aço de Baixa Liga de Cromo-Vanádio com Boleto Endurecido; VT – Vacuum Treatment – Tratamento à Vácuo (Técnica para reduzir o teor de hidrogênio). Significado dos termos gravados em baixo relevo mais utilizados internacionalmente: AH - Alloy Head Hardened – Aço de Baixa Liga de Cromo-Vanádio com Boleto Endurecido; C – Carbono – Aço Carbono; CT – Carbono Tratado – Aço Carbono Tratado; DH – Deep Head – Boleto Endurecido; L – Liga – Aço Liga; LCR – Liga de Cromo – Aço de Liga de Cromo; LCRV – Liga de Cromo-Vanádio – Aço de Liga de Cromo-Vanádio; LT – Liga Tratado – Aço de Liga Tratado 2.8.4. TERMINOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO DA DIREÇÃO DE PROPAGAÇÃO DOS DEFEITOS DE TRILHOS A maioria dos defeitos de trilhos requer alguma forma de solicitação para iniciar e se desenvolver. Para identificação dos defeitos deve-se utilizar a seguinte convenção em relação à direção de desenvolvimento dos mesmos: o Direção Longitudinal Vertical: desenvolve longitudinalmente ao longo do perfil, no plano vertical; o Direção Longitudinal Horizontal: desenvolve longitudinalmente ao longo do perfil, no plano horizontal; o Direção Transversal. 2.8.5. SEÇÃO E GEOMETRIA (DIMENSÕES) Seção, peso e comprimento dos trilhos: é o peso dos trilhos, por unidade de comprimento, que guarda relação com os esforços verticais que o trilho tem que suportar e com o desgaste admissível no boleto. A escolha do trilho dependerá das cargas, velocidade e tráfego da via. 19 a) Trilho 70 Figura 11 – Perfil do trilho 70 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 69,79 Área (A) cm2 88,38 Momento de Inércia (I) cm4 4181 Módulo de resistência boleto (W) cm3 414 Módulo de resistência patim (W) cm3 462,12 Tabela 23 – Informações Técnicas do Trilho 70 20 b) TR-68 Figura 12 – Perfil do trilho TR-68 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 67,41 Área (A) cm2 86,52 Momento de Inércia (I) cm4 3920,90 Módulo de resistência boleto (W) cm3 388,37 Módulo de resistência patim (W) cm3 462,12 Tabela 24 - Informações Técnicas do TR-68 21 c) UIC 60Unidade Valores Peso teórico Kg/m 60,21 Área (A) cm2 76,70 Momento de Inércia (I) cm4 3038,30 Módulo de resistência boleto (W) cm3 333,60 Módulo de resistência patim (W) cm3 375,50 22 d) TR-57 Figura 13 – Perfil do trilho TR-57 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 56,90 Área (A) cm2 72,56 Momento de Inércia (I) cm4 2730,48 Módulo de resistência boleto (W) cm3 297 Módulo de resistência patim (W) cm3 360,52 Tabela 25 - Informações Técnicas do TR-57 23 e) TR-50 Figura 14 – Perfil do trilho TR-50 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 50,35 Área (A) cm2 64,19 Momento de Inércia (I) cm4 2039,53 Módulo de resistência boleto (W) cm3 247,45 Módulo de resistência patim (W) cm3 291,69 Tabela 26 - Informações Técnicas do TR-50 24 f) TR-45 Figura 15 – Perfil do trilho TR-45 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 44,65 Área (A) cm2 56,90 Momento de Inércia (I) cm4 1610,81 Módulo de resistência boleto (W) cm3 205,82 Módulo de resistência patim (W) cm3 249,58 Tabela 27 - Informações Técnicas do TR-45 25 g) TR-40 Figura 16 – Perfil do trilho TR-40 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 39,68 Área (A) cm2 50,71 Momento de Inércia (I) cm4 1098,02 Módulo de resistência boleto (W) cm3 165,02 Módulo de resistência patim (W) cm3 181,57 Tabela 28 - Informações Técnicas do TR-40 26 h) TR-37 Figura 17 – Perfil do trilho TR-37 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 37,20 Área (A) cm2 47,39 Momento de Inércia (I) cm4 951,40 Módulo de resistência boleto (W) cm3 149,10 Módulo de resistência patim (W) cm3 162,90 Tabela 29 - Informações Técnicas do TR-37 27 i) TR-32 Figura 18 – Perfil do trilho TR-32 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 32,05 Área (A) cm2 40,89 Momento de Inércia (I) cm4 702,00 Módulo de resistência boleto (W) cm3 120,80 Módulo de resistência patim (W) cm3 129,50 Tabela 30 - Informações Técnicas do TR-32 28 j) TR-25 Figura 19 – Perfil do trilho TR-25 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 24,65 Área (A) cm2 31,42 Momento de Inércia (I) cm4 413 Módulo de resistência boleto (W) cm3 81,53 Módulo de resistência patim (W) cm3 86,60 Tabela 31 - Informações Técnicas do TR-25 29 2.8.6. INSPEÇÃO 2.8.6.1. IDENTIFICAÇÃO/ MAPEAMENTO DE DEFEITOS / PRIORIZAÇÃO 2.8.6.1.1. DEFEITOS INTERNOS Os defeitos internos são visíveis somente depois que surgem no boleto, alma ou patim. Tais defeitos progridem com o tráfego, já que aumentam seu tamanho com um maior número de toneladas transportadas. A maioria dos defeitos internos somente é detectada através de ultra- som. Dividem-se em: o Trinca Longitudinal Horizontal; o Trinca Longitudinal Vertical; o Trinca Transversal o Bolha ou Vazio; o Defeitos nas soldas. 2.8.6.1.2. DEFEITOS EXTERNOS Os defeitos externos são aqueles visíveis, permitindo o acompanhamento de sua degradação ao longo do tempo. 2.8.6.1.2.1. GESTÃO DE DEFEITOS DETECTADOS POR ULTRA-SOM Serão consideradas fraturas as situações em que houver ruptura total da seção transversal do trilho ou casos em que houver fragmentação da seção com perda de material. Para as demais situações, deve-se considerar a ocorrência trinca. 2.8.6.1.2.2. NOMENCLATURA DOS DEFEITOS A nomenclatura dos defeitos deverá seguir as orientações do manual de defeitos de ultra-som (VSH, HSH, HWS, TDC, EBF, SWO, TDD, BHJ, BHO, PRJ, PRO, TDT, DWF, DWP, LOC e INC). 2.8.6.1.2.3. TAMANHO DOS DEFEITOS O defeito de ultra-som será classificado partindo de seu tamanho, que pode ser expresso em determinadas unidades, de acordo com a especificação do tipo de defeito. Segue abaixo a tabela guia para cada tamanho. 30 Orientação Nome Sigla Un. P M G T Trinca de patinagem de roda EBF % boleto < 15 15-30 > 30 LH Trinca horizontal no boleto HSH mm < 50 50-100 > 100 LV Trinca vertical no boleto VSH mm < 50 50-100 > 100 T Trinca Transversal TDT % boleto < 15 15-30 > 30 T Trinca de fragmentação TDD % boleto < 15 15-30 > 30 C Trinca composta TDC mm < 25 25-100 > 100 T Trinca em solda elétrica DWP % boleto < 15 15-30 > 30 T Trinca em solda aluminotérmica DWF % boleto < 15 15-30 > 30 C Trinca na alma SWO mm < 25 25-50 > 50 C Trinca nos furos na junta BHJ mm < 25 25-50 > 50 C Trinca nos furos fora da junta BHO mm < 25 25-50 > 50 LV Trinca vertical na alma em junta PRJ mm < 25 25-100 > 100 LV Trinca vertical na alma fora da junta PRO mm < 25 25-100 > 100 LH Trinca no filete HWS mm < 25 25-50 > 50 LH/LV Inclusão INC mm < 50 50-100 > 100 Tabela 32 – Tabela da classificação dos tamanhos de defeitos de ultra-som Isto significa que um defeito pode ser classificado por pequeno (P), médio (M) ou grande (G), de acordo com suas dimensões. A partir daí, é possível se fazer, com base em critérios pré- definidos, a conceituação de sua criticidade. Estes critérios são expressos de maneira simplificada da seguinte forma: o Todo defeito de tamanho grande (G) recebe classificação A; o Defeitos médios (M) e pequenos (P) em: viadutos, pontes, área urbana, AMV, trilhos externos de curvas, aproximações (200m antes e depois de obras de arte especiais) recebem classificação B; o Defeitos médios (M) em trilhos internos de curvas e tangentes recebem classificação C; o Defeitos pequenos (P) em trilhos internos de curvas e tangentes recebem classificação D. 2.8.6.1.2.4. CARACTERIZAÇÃO DOS DEFEITOS DETECTADOS POR ULTRA-SOM VSH - TRINCA VERTICAL NO BOLETO Este tipo de descontinuidade, quando evoluída, faz quebrar o boleto em uma das suas metades longitudinalmente. Esta fratura forma um dente na superfície de rolamento, fornecendo alto risco de descarrilamento pelo impacto do friso. Estas características impossibilitam o entalamento deste defeito por não resolver o problema Figura 20 – Trinca vertical no boleto 31 HSH - TRINCA HORIZONTAL NO BOLETO Em estágio avançado é facilmente visualizada numa ronda a pé ou até mesmo em inspeções de auto de linha. O defeito causa a fragmentação do boleto. Não se deve entalar este tipo de defeito, uma vez que a propagação da trinca ocasionará o descolamento completo do boleto, podendo atingir grandes comprimentos. Figura 21 – Trinca horizontal no boleto EBF - TRINCA DE PATINAGEM DE RODA Trinca no plano transversal, produzida por fissuração interna, logo abaixo da marca de patinação, que se encaminha em direção à alma do trilho de modo rápido e no sentido da parte externa do boleto. Não se permite o entalamento destes defeitos, devendo conforme sua gravidade, ser o trilho retirado da linha. Figura 22 – Trinca de patinagem de roda HWS - TRINCA NO FILETE Normalmente de comprimento grande, pode ser encontrado mais em PN´s, principalmente devido ao esforço lateral continuo originado das rodas dos carros sobre o boleto. De difícil identificação a olho nu, pode ser visualizado quando em estagio avançado. Este defeito não é entalável, devendo ser substituído todo o comprimento comprometido. 32 Figura 23 – Trinca no filete SWO - TRINCA NA ALMA Trinca no plano horizontal, se desenvolve de modo progressivo, rápido e longitudinalmente, no meio da alma. Figura 24- Trinca na alma TDT - TRINCA TRANSVERSAL Sua propagação acarreta rompimento repentino da seção transversal do trilho em forma de junta. Mais do que para outros defeitos, a detecção deste, torna imprescindível o reforço da dormentação, fixação e lastro no local. Este é um defeito onde o entalamento pode ser considerado uma solução. Figura 25 – Trinca transversal 33 TDD- TRINCA DE FRAGMENTAÇÃO Trinca no plano transversal, progressiva, que se inicia em uma trinca interna junto ao canto de bitola do trilho externo. Possui ângulo reto em relação à superfície de rolamento, ocorre no canto do boleto. Figura 26 – Trinca de fragmentação DWF/DWP - TRINCA EM SOLDA ALUMINOTÉRMICA/ELÉTRICA São defeitos de rápida evolução, sendo que o entalamento neste caso, diferentemente da maioria dos demais, pode ser considerada uma solução de segurança satisfatória. Todos os defeitos DWF e DWP, devem então, ser entalados. Figura 27 – Trinca em solda aluminotérmica/elétrica PRJ/PRO - TRINCA VERTICAL NA ALMA EM JUNTA/FORA DA JUNTA Caracteriza-se pela descontinuidade na altura do corpo da alma que algumas vezes pode se propagar por vários metros no trilho. Não é possível o entalamento deste defeito, devendo a solução de substituição ser aplicada. Figura 28 – Trinca vertical na alma em junta/fora da junta 34 BHJ - TRINCA NOS FUROS DA JUNTA Por já estar ligado através de tala, este tipo de defeito torna-se perigoso uma vez que o defeito encontrado está escondido, e sua revisão visual poderá ser feita somente quando da abertura das talas. Todo defeito deste tipo deve ser desentalado para revisão visual, independentemente da situação. Figura 29 – Trinca nos furos da junta BHO - TRINCA NOS FUROS FORA DA JUNTA Este defeito caracteriza-se pela propagação de trincas ligando furos em diversas circunstâncias. Não se deve proceder o entalamento deste tipo de defeito, pois a descontinuidade se propagaria de forma aleatória no restante do perfil. Deve ser retirado da linha através da substituição da barra. Figura 30 – Trinca nos furos da junta TDC - TRINCA COMPOSTA A trinca composta forma normalmente, fraturas de grandes proporções, com soltura de fragmentos com tamanhos consideráveis, tornando praticamente inevitável o acidente quando ocorrido em sua circunstância. Trincas compostas têm, como solução padrão, a substituição do trilho, visto que devido a sua extensão e característica, seu crescimento não possui regra de direção. O entalamento não é suficiente para acabar com o risco de evolução do problema. 35 Figura 31 – Trinca composta INC - INCLUSÃO É caracterizado por uma massa de características diferentes que acaba causando uma espécie de porosidade. Neste local a resistência é bastante inferior, sendo que a concentração de esforços propicia o surgimento de trincas longitudinais (quando a descontinuidade for significativa neste sentido), ou mesmo transversais (quando a descontinuidade for pontual, mas atingindo uma área representativa no total da seção) Não é permitido que se faça o entalamento deste tipo de defeito, visto que a propagação da fratura não apresenta regra geral, podendo evoluir em quaisquer eixos da barra. Figura 32 – Fratura por inclusão 2.8.6.2. CRITICIDADE A criticidade é um parâmetro de priorização dos defeitos encontrados e também um guia de tempo médio para atendimento dos defeitos. Conforme a variabilidade deste item, teremos um tempo de atendimento específico. Sua conceituação está ligada à gravidade do defeito, às condições de via em que ele está sujeito, às características de traçado da linha, à presença de obras de arte e a circunstâncias externas como regiões urbanas nas proximidades. A criticidade é classificada da seguinte maneira: o A: engloba as descontinuidades de gravidade alta; o B: engloba as descontinuidades de gravidade média-alta; o C: engloba as descontinuidades de gravidade média-baixa; o D: engloba as descontinuidades de gravidade baixa. 36 2.8.6.3. CRITÉRIO DE RETIRADA Entalar apenas os defeitos identificados como TDT, DWF e DWP, porém para DWF e DWP; Os corredores devem instruir suas equipes, principalmente os rondas, para aumentarem a atenção nas inspeções visuais nos locais com defeitos detectados, locais com não acoplamento e segregações. Caso sejam verificados indícios de evolução dos defeitos ou afloramento, interditar a via e fazer a retirada conforme defeitos A. O atendimento dos defeitos deve ser executado conforme tabela a seguir: CLASSIFICAÇÃO TIPODE DEFEITO AÇÕES AÇÃO IMEDIATA US: Interdição do tráfego até chegada da VP; AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita. AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito imediatamente com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: Interdição do tráfego até chegada da VP; AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita. AÇÃO CORRETIVA: retirada imediata do defeito com troca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: Restringir a passagem do trem carregado na linha em que o defeito foi detectado. AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita e condição dos dormentes, lastro e fixações. AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 3 dias com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: Restringir a passagem do trem carregado na linha em que o defeito foi detectado. AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita. AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 3 dias com troca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 7 dias com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 7 dias com troca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 15 dias com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 15 dias com troca de toda extensão afetada. A (Todos os defeitos G) TDT, DWF, DWP Todos os demais B (Defeitos médios (M) e pequenos (P) em: viadutos, pontes, área urbana, AMV, trilhos externos de curvas, aproximações (200m antes e depois de obras de arte especiais) TDT, DWF, DWP Todos os demais C (Defeitos médios (M) em trilhos internos de curvas e tangentes) TDT, DWF, DWP Todos os demais D (Defeitos pequenos (P) em trilhos internos de curvas e tangentes) TDT, DWF, DWP Todos os demais Tabela 33 – Tabela de atendimento dos defeitos 37 2.8.6.4. INSPEÇÃO DE CAMPO US E VP Todo defeito detectado deve ser detalhado com o ultra-som portátil; Todo defeito deve ter seu tipo e suas dimensões identificadas e registradas; As informações da condição da via (dormentes, lastro e fixações) devem ser registradas pela equipe de US; Nos defeitos INC (inclusão), devem ser avaliados: surgimento de trincas longitudinais (quando a descontinuidade por significativa neste sentido), ou mesmo transversais (quando a descontinuidade for pontual, mas atingindo uma área representativa no total da seção). Caso o defeito atinja % da área do boleto compatível com defeitos TDT ou extensão longitudinal compatível com HSH ou VSH, deve-se proceder o tratamento como um defeito C (retirar em 7 dias) e deve ser retirada toda a extensão do defeito INC; Os defeitos devem ser identificados com tinta amarela e identificados com marcador no patim do trilho no seguinte modelo: [Número] - [Tipo] - [Classificação] - [Inspeção/Ano]. Ex.: 010 – TDT – A – 02/2007; Nos trechos de LOC (não acoplamento) fazer marcaçõesno início e fim com tinta ou marcar a cada 10m caso a extensão seja maior que 12m e menor que 200m e com marcador colocar: [Número] - [LOC] - [Severidade (Total (T) ou Parcial (P))] - [Inspeção/Ano]. Ex.: 010 – LOC – T – 03/2007; Nos trechos de INC (inclusão) fazer marcações no início e fim com tinta ou marcar a cada 10m caso a extensão seja maior que 12m e menor que 200m e com marcador colocar: [Número] - [INC] - [(Classificação)] - [Inspeção/Ano] Ex.: 010 – INC – C – 03/2007; Todo defeito reincidente deve ser registrado novamente na planilha de inspeção e no sistema com o mesmo número anterior, com todos os campos preenchidos e marcando a coluna “reincidente”. Além disso, sempre avaliar a evolução do defeito e reforçar com o marcador a identificação do defeito no campo; Considerar defeitos DWF/DWP somente os defeitos em solda aluminotérmica/elétrica com orientação transversal. Ex. Em caso de: defeitos com orientação longitudinal considerar como BHO (defeitos em furo fora da junta) ou defeitos com orientação composta considerar como TDC. 2.8.6.5. ENTALAMENTO o O entalamento só é permitido em caso de defeitos transversais em trilhos (TDT) ou defeitos transversais em soldas (DWF e DWP). Todos os outros devem ser retirados; o Na EFVM somente será permitido o uso do entalamento caso o desgaste vertical do trilho não ultrapasse 16 mm; o Para os defeitos A utilizar apenas o sargento, sem realizar furos e colocar parafusos; o Para os defeitos B, C e D que sejam TDT, utilizar tala de 6 furos apenas com 4 parafusos, sendo 2 de cada lado nas extremidades das talas. Não furar no primeiro furo próximo ao topo do trilho; o Para DWF e DWP (solda aluminotérmica e solda elétrica) utilizar somente as talas especiais; o Recomenda-se que o entalamento seja considerado como medida provisória e deve-se retirar a tala no prazo proporcional ao do defeito, ou seja, caso o prazo de retirada do defeito seja de 3 dias, permitindo o entalamento, a tala deverá ser retirada após 3 dias da sua colocação; 38 o Essa tala não deve permanecer na via por período prolongado por dificultar a visualização do defeito e nem é possível prever com efetividade a direção do crescimento do defeito. 2.8.6.6. CICLO DA INSPEÇÃO POR ULTRA-SOM Os ciclos de inspeção serão compatíveis com a tonelagem bruta trafegada (TBT), adequando- se anualmente em função da necessidade de redução de fraturas de trilhos. Na FCA os ciclos são definidos anualmente em função do volume orçado para cada rota. Os defeitos externos são vistos com mais facilidade e permitem um acompanhamento de sua formação. O tráfego das rodas dos veículos ferroviários também pode acarretar defeitos no trilho, exacerbando eventuais defeitos de fabricação e propiciando o aparecimento de outros. Durante o processo de fabricação do trilho, podem ocorrer anomalias que acarretam o aparecimento de defeitos, principalmente internos. Os principais defeitos oriundos do processo são: o Inclusão de materiais nocivos ao processo (impurezas: escória, metais, etc.); o Formação de bolhas; o Porosidade. o Patinados (Wheel Burn ou Engine Burn) O patinado é o defeito ocasionado pelo contato da roda com o trilho quando esta, devido à falta de aderência, gira no mesmo ponto do trilho, sem movimentar o trem. O patinado pode provocar uma fratura no plano transversal, devido à patinação de roda que se desenvolve logo abaixo da marca de patinação e se encaminha em direção à alma do trilho de modo rápido e no sentido da parte externa do boleto. Como este defeito é causado pela patinação da locomotiva, deve-se encontrar marcas dos dois lados da linha. Este defeito é identificado através de: o Achatamento do trilho; o Escoamento de material (aço) na superfície e lateral do boleto; o Sinal de queima (cor azulada quando recente). Figura 33 – Patinado 2.8.7. DEFEITO DE TRILHOS 2.8.7.1. DEFEITOS SUPERFICIAIS E LONGITUDINAIS Os defeitos de Fadiga por Contato (Rolling Contact Fatigue-RCF) são considerados como defeitos superficiais e geralmente provenientes de colapso ou fadiga de material. Os principais defeitos superficiais ou de Fadiga por Contato são: Head-Checks Cracks Shelling 39 Corrugação Dark spot Spalling Center Cracks ATENÇÃO: em obras de arte especiais não serão admitidos trilhos com defeitos superficiais. Head Checks São trincas capilares de pequena extensão que se apresentam transversalmente ao boleto, próximas ao canto superior da bitola. Ocorre devido à grande pressão das rodas sobre o trilho em ferrovias de alta carga por eixo. Figura 34 – Head Check leve Figura 35 - Head Check severo Cracks na Superfície do Trilho (Cracking) 40 Figura 36 - Cracking Head Checking - Fissuração do Canto da Bitola Figura 37 – Head Checking Flaking - Escamação do Boleto Flaking é uma perda leve de material do boleto. Figura 38 - Flaking Spalling - Estilhaçamento do Canto da Bitola 41 Quando o trajeto do desenvolvimento da rachadura é cruzado por outras rachaduras rasas similares na área da cabeça do trilho, uma micro-plaqueta rasa do material do trilho cai para fora. Isto é sabido como Spalling. Spalling é mais freqüente em climas frios porque a rigidez do material do trilho aumenta. Figura 39 - Spalliing Shelling - Despedaçamento do Canto da Bitola Shelling é um defeito causado pela perda do material, iniciada pela fadiga subsuperficial. Ocorre, normalmente, no canto da bitola dos trilhos externos, nas curvas. Quando estas rachaduras emergem na superfície, fazem com que o metal venha para fora da área da rachadura. Às vezes, estas rachaduras movem-se também em um sentido descendente, conduzindo a uma fratura transversal provável do trilho. Figura 40 - Shelling Corrugação Figura 41 - Corrugação 42 Escoamento (Metal Flow) O escoamento ocorre na área do topo do trilho, em uma profundidade que pode ser de até 15 mm. O defeito ocorre no lado de bitola do trilho interno, devido à sobrecarga. A lingüeta dá uma indicação da presença das rachaduras. Este defeito poderia ser eliminado esmerilhando o trilho, que restauraria também o perfil original. Figura 42 - Escoamento Esmagamento Figura 43 - Esmagamento Defeito de Trinca da Concordância do Boleto com a Alma É uma fratura no filamento boleto / alma, que se desenvolve, inicialmente, no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para baixo, em direção ao patim. Figura 44 – Trinca na concordância do boleto com a alma 43 Defeito de Trinca na Região da Alma com Patim É uma fratura no filamento alma / patim, que se desenvolve no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para cima, em direção a alma. Figura 45 – Trinca na região da alma com o patim Broken Out Deep Seated Shell É uma fratura composta, que se inicia por fadiga de contato, e se propaga. Só podemos caracterizar o defeito como tal após a retirada do pedaço de trilho. Dark spot Apresenta-se como uma sombra escura devido a uma trinca horizontal próxima à superfície de rolamento. Figura 46 – Dark spot Trincos nos Furos (Bold Hole Crack) São trincas que ocorrem no plano longitudinal, se iniciam nos furos, e sua propagação tende a ocorrer diagonalmente para o boleto ou para o patim, ou em direção ao outro furo. 44 Figura 47 – Trinca no furo 2.8.7.2. FRATURAS EM SOLDAS (BROKEN WELDS) Trinca em Solda Elétrica (DefectiveWeld Plant Cracks Out) É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de material). Figura 48 – Trinca em solda elétrica Trinca em Solda Aluminotérmica (Defective Weld Field Cracks Out) É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de material). Figura 49 – Trinca em solda aluminotérmica 2.8.7.3. DESGASTE ADMISSÍVEL De forma geral, o limite de desgaste em função da área consumida do boleto será dada de acordo com os seguintes valores: 45 EFVM TRECHO DA RH 77 A LABORIAU - COSTA LACERDA A FÁBRICA – COSTA LACERDA A CAPITÃO EDUARDO Trilho Desgaste Percentual dos Trilhos (Boleto) TR 68 30% Tabela 34 – Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – Trecho do RH 77 a Laboriau DEMAIS TRECHOS DA EFVM Desgaste Percentual dos Trilhos (Boleto) Trilho CURVAS ACIMA DE 3,5 º CURVAS DE 2º A 3,49º CURVAS ATÉ 1,99º TANGENTES TR 68 30% 35% 40% 50% Tabela 35 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – Demais trechos da EFVM EFC Trilho Desgaste % do Boleto dos Trilhos TR 68 31% Tabela 36 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – EFC FCA – ROTA DO GRÃO TRILHO LARGURA MÍNIMA DO BOLETO (MM) ALTURA MÍNIMA DO TRILHO (MM) TR 45 55 MM 133,5 MM TR 57 53 MM 157,3 MM Tabela 37 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – FCA, Rota do Grão FCA – DEMAIS TRECHOS TRILHO LARGURA MÍNIMA DO BOLETO (MM) ALTURA MÍNIMA DO TRILHO (MM) TR 32 53 MM 105 MM TR 37 51 MM 117 MM TR 45 53 MM 133,5 MM TR 57 52 MM 157,3 MM TR 68 52 MM 172 MM Tabela 38 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – FCA, demais trechos Para a FCA os limites de desgastes também poderão ser determinados através da análise do Módulo de Resistência do boleto, considerando aspectos como carga por eixo, volume transportado, taxa de dormentação, velocidade, etc. O desgaste vertical máximo (C) deve ser tal que o friso mais alto admissível não venha a tocar a tala das juntas. 46 Figura 50 – Desgaste vertical máximo FRISO NOVO FRISO REJEITO Perfil de trilho A B C B C TR-37/32/25 NA NA NA NA NA TR-40 39,8 25,4 14,4 38,1 1,7 TR-45 42,7 25,4 17,3 38,1 4,6 TR-50 43,9 25,4 18,5 38,1 5,8 TR-57 43,3 25,4 17,9 38,1 5,2 TR-68 54,8 25,4 29,4 38,1 16,7 Tabela 39 – Valores de limite de desgaste vertical máximo Para perfis abaixo ao TR-37, a tala de junção não possui a nervura superior, portanto esta análise é desconsiderada. 2.8.7.4. CICLO DE ESMERILHAMENTO DE TRILHOS COM EGP O serviço de esmerilhamento de trilhos ocorrerá conforme características do traçado em planta da Via Permanente e evolução anual da adequação da matriz de trilhos, conforme tabela abaixo. Ciclo de Esmerilhamento de Trilhos - MTBT Ano 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 TG 30 30 30 30 30 30 30 30 30 CVA 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Tabela 40 – Ciclo de esmerilhamento de trilhos – MTBT 2.8.7.5. CICLO DE ESMERILHAMENTO E BISELAMENTO DE JUNTAS ISOLADAS O serviço de esmerilhamento de juntas isoladas deverá ser compatível com a tonelagem bruta trafegada em cada equipamento. CICLO DE ESMERILHAMENTO E BISELAMENTO DE JUNTAS ISOLADAS 30 MTBT Tabela 41 – Ciclo de esmerilhamento e bizelamento de juntas isoladas Além dos trabalhos de esmerilhamento e bizelamento deverão ser efetuados reaperto de fixação, reaperto dos parafusos, substituição de end post danificado, da junta encapsulada substituição de grampos sem pressão, substituição de dormentes danificados e nivelamento e 47 socaria da junta. Os dormentes de junta, guarda e contraguarda da junta deverão apresentar perfeitas condições de suporte de cargas verticais e de retenção da fixação. 2.8.7.6. CLASSIFICAÇÃO DE TRILHOS PARA REEMPREGO A vida útil dos trilhos é determinada, basicamente, pelo limite de desgaste, que é aferido através do cálculo do seu modulo de resistência mínimo em função do seu perfil. Por sua vez, o desgaste do trilho se dá em função da carga e classe de via. Portanto, a vida útil do trilho será variável conforme as condições de tráfego e classe de via a qual o trilho estará sujeito quando aplicado e características do perfil. Considerando os limites de módulo de resistência do boleto, os desgastes horizontais e verticais deverão se localizar fora da faixa vermelha da tabela de cálculo. A tabela, dessa forma, calcula o módulo de resistência residual do trilho, de acordo com os níveis de desgaste horizontal e vertical que ele apresenta em razão de seu perfil. Caso o módulo de resistência residual do trilho seja muito baixo, torna-se inviável seu reemprego devido à baixa vida útil que ele terá dali em diante, gerando necessidade de sua substituição brevemente. A definição para o reemprego dos trilhos, inclusive se for o caso de transposição, deverá ser baseada no Simulador de Desgaste de Trilhos da GEDFT. Abaixo, exemplo do resultado apresentado pelo Simulador de Desgaste. Tabela 42 – Classificação de trilhos para reemprego 48 Além da análise referente à capacidade de suporte o trilho quanto ao tráfego ferroviário, a classificação trilhos em reemprego deve atender às seguintes condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas, defeitos superficiais, defeitos identificados por ultra-som, desgaste nas duas laterais do boleto ou desgaste lateral e horizontal do boleto superior aos limites informados na planilha anexa, que estabelece a tolerância de desgaste considerando o modulo de resistência; Verificar o perfil quanto a corrosão, principalmente do patim, provocada por exposição ou assentamento em ambiente agressivo; Trilhos que apresentem trincas, fraturas, defeitos superficiais que não possibilitem correção por esmerilhamento e cujo desgaste seja superior aos limites da tabela anexa serão considerados como sucata. 2.9. ALÍVIO DE TENSÕES A operação de "Alívio de Tensões Térmicas” (ATT) tem por finalidade promover as condições ideais para o desenvolvimento de tensões mínimas nos trilhos, decorrentes das variações de temperaturas. O processo de ATT pode ser executado na Faixa de Temperatura Neutra (FTN) por processo natural ou, também, abaixo da FTN, quando se reproduz as condições do processo natural de variação de temperatura por alongamento artificial das barras de trilhos utilizando tensores hidráulicos. Para temperaturas superiores a FTN será inviável executar o ATT pela dificuldade de resfriamento das barras de trilhos. 2.9.1. CRITÉRIOS PARA EXECUÇÃO DE ATT A linha perde de seu estado de estabilização total ao sofrer qualquer intervenção que altere as condições de interação entre o lastro e o dormente ou entre dormente e trilho. Assim o ATT será necessário nos seguintes casos: o Instalação de linhas novas, após atingir as cotas de nivelamento e alinhamento e decorrido o período de estabilização de 1.000.000 TBT; o Correção geométrica com levante superior a 60 mm e deslocamento lateral superior a 30 mm; o Desguarnecimento de lastro após decorrido período de estabilização de 200.000TBT; o Substituição de trilhos; o Execução de soldas reparadoras em TCS; o Inserção de juntas isoladas coladas ou encapsuladas em TCS; o Substituição de trilhos de encosto de agulhas em AMV's; o Substituição de dormentes a eito; o Execução de soldas de fechamento de trilhos longos soldados (TLS) para a formação de trilhos contínuos soldados (TCS); o Quando for verificado que a linha está sofrendo esforços longitudinais extremos que ocasionam a sua instabilidade geométrica ou estruturalcomo desalinhamento, desnivelamento, caminhamento longitudinal de trilhos; o Quando da aplicação de juntas de expansão em estruturas de pontes; o Preferencialmente, os grampos novos substituídos deverão ser aplicados na zona de respiração. 2.9.2. FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA A temperatura média é definida pela média aritmética entre as temperaturas máxima e mínima registradas nos trilhos em cada trecho de Via . A medição deve ser efetuada com termômetros apropriados com coleta de dados por no mínimo um ano durante todas as horas do dia. Tm = (Tmín).+Tmáx) / 2 49 A temperatura neutra é definida como a temperatura média acrescida de cinco graus centígrados, pois normalmente é mais recomendável em linhas sinalizadas, que os trilhos sejam submetidos a maiores tensões de tração do que de compressão, uma vez ser mais temerosa uma flambagem da linha do que uma ruptura de trilhos, soldas ou de parafusos de juntas; isto porque, a flambagem é impossível de ser detectado em linha sinalizada, pelo Centro de Controle de Tráfego enquanto que a fratura de trilhos e soldas na maioria das vezes o são. Assim a grande maioria das ferrovias adota a neutralização de tensões (processo natural) dentro de uma faixa de temperatura onde a temperatura neutra de referência é posicionada acima da temperatura média. No caso da Vale, seguindo esta tendência, a temperatura neutra, também chamada de temperatura neutra de referência adotada é: A faixa de temperatura neutra é definida com o intervalo em torno da temperatura neutra: Em linhas com TCS: 55 2 minmax TTFTN Em linhas com TLS: 2.9.3. ZONA DE RESPIRAÇÃO A zona de respiração (ZR) do trilho longo soldado (TLS) é aquela extensão mínima a partir das extremidades em que o esforço de retensionamento da fixação equilibra (resiste) à tensão gerada pela variação de temperatura (tração ou compressão) do trilho criada a partir da variação máxima de temperatura. Portanto o comprimento da ZR dependerá da variação de temperatura do trilho, da seção do trilho, da resistência (força de ancoragem) exercida pela fixação, e finalmente da resistência de ancoragem fornecida pelo sistema dormente e lastro. 2.9.4. ZONA NEUTRA A zona neutra é a parte central do TLS, descontado as duas ZR das extremidades. É a região que, apesar de estar sob tensão, não tem tendência a deslocamentos longitudinais já que está ancorada em suas extremidades pelas ZR´s. Cálculo da extensão da zona de respiração e zona neutra: TNR = Tm + 5oC = (((Tmín+Tmáx) / 2) + 5) 50 Figura 51 – Cálculo da extensão da zona de respiração e zona neutra Onde: b- Zona de respiração L* - Zona neutra L – comprimento do TLS A - área transversal de um trilho (cm2) ZN=L* extensão central do TLS que não sofre deslocamento, ou, zona neutra (m) ZR=b extensão da zona de respiração do TLS (m) N força longitudinal no trilho devido a T (kgf) coeficiente de dilatação térmica do aço = 1,15 x 10-5/°C E módulo de elasticidade do aço = 2,1 x 106 kgf/cm2 or resistência longitudinal por metro de linha (Kgf/m) t diferença entre a temperatura máxima e temperatura mínima do trilho Zona de respiração: 2 1.... or tAEb Zona Neutra: 2.9.5. PROCESSO DE ALÍVIO TÉRMICO DE TENSÕES Quanto à temperatura os processos de A.T.T. são classificados em natural e artificial. É natural quando o trabalho é executado dentro da FTN e artificial quando a temperatura do trilho encontra-se abaixo da neutra; neste caso as condições naturais de dilatação são substituídas por um processo de alongamento artificial das barras de trilhos com valor correspondente ao que ocorreria caso a temperatura variasse entre a neutra e a temperatura do momento do alivio, com a atuação de tensores hidráulicos. O alivio não será executado com temperatura do trilho superior a máxima da faixa de temperatura neutra. 2.9.6. MÉTODOS DE ATT Conforme a seção do TLS a ser trabalhada, podemos utilizar o método da (barra única) (seção única) quando o ATT é realizado somente em um TLS de cada vez e da (“meia barra”) (semi- seção) quando são submetidos ao ATT simultaneamente dois segmentos de TLS distintos com ponto de fechamento comum. bLL .2* 51 O método da barra única é recomendado para construções novas, remodelações e desguarnecimento, quando o serviço é executado “a eito”. O da meia barra é mais aplicável para a manutenção como recuperação de juntas, fratura de trilho, substituição de juntas isoladas, substituição de meia chave,etc. 2.9.7. MÉTODO DA BARRA ÚNICA NA FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA À EITO Figura 52 – Detalhamento do método da barra única na faixa de temperatura neutra a eito A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Executar a solda em A, que irá unir o TCS (trilho contínuo soldado já aliviado) ao TLS (trilho longo soldado sem alivio). Nesta operação a região da solda deve estar fixada para não ocorrer movimentos indesejáveis durante a operação. Após 3 a 4 minutos da execução da corrida da solda, a fixação deve ser retirada ou afrouxada em 12 m para cada lado da solda, de maneira a permitir a contração térmica da mesma sem risco de fratura por tração. Separar o trilho em B e desalinhar os topos dos trilhos para permitir a livre dilatação. Remover toda a fixação do TLS 1 (ver figura 2) a partir do ponto B para o ponto A. Colocar roletes sob o TLS 1, entre o patim do trilho e a chapa de apoio dos dormentes, a cada 8 a 12 metros. 52 Vibrar o TLS 1 e os 12m do TCS, em toda extensão sobre roletes, com batidas de marrão de bronze, de 5 kg de peso, de forma a vencer o atrito estático nos roletes. As placas de apoio devem estar livres de detritos para garantir o perfeito alivio e posterior apoio do patim do trilho. Retirar os roletes com imediata recolocação da fixação; caso a temperatura do trilho esteja aumentando, ainda na faixa de temperatura neutra, fixar a barra da A para B. Caso a temperatura do trilho esteja diminuindo fixar a barra da B para a A. Preferencialmente os grampos novos substituídos deverão ser aplicados na zona de respiração. Em ambos os casos na zona de respiração deverá ser aplicada 100% da fixação e na zona neutra (ZN), a fixação poderá ser aplicada em 1/3 dos dormentes (“um sim, dois não”) na primeira fase do processo, visando adiantar demais tarefas. No final da tarefa a fixação deverá estar completa. Se a linha for dotada de fixação rígida, com pregos/tirefonds e retensores, a aplicação da fixação deve ser completa. Efetuar o corte do trilho, considerando a folga entre os topos preconizada pelo fabricante da solda, e a soldagem no ponto B. Caso a temperatura esteja em declínio a solda de fechamento poderá ser substituída por junta metálica com folga de 3mm ou deverá ser instalado tensor hidráulico para garantir que não ocorra contração do trilho até a conclusão da solda, evitando- se com isto sua fratura por tração. O tensor poderá ser retirado após transcorridos 20minutos da soldagem. 2.9.8. MÉTODO DA BARRA ÚNICA E ABAIXO DA FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA O método usado para temperaturas inferiores a FTN e superiores a +10 oC consiste na execução mecânica (artificial) de um alongamento L que o trilho atingiria por dilatação normal se a temperatura variasse de T para TNR, sendo T = temperatura do trilho no momento de submetê-lo ao alongamento por tração e TNR a temperatura neutra de referência. O equipamento utilizado para executar o alongamento deve ser um tracionador hidráulico de no mínimo 60 toneladas, equipado com mordentes adequados para atuar na alma do trilho sem causar danos ao material. 53 Figura 53 - Detalhamento dométodo da barra única abaixo faixa de temperatura neutra A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Executar a solda em A, que irá unir o TCS (trilho contínuo soldado já aliviado) ao TLS (trilho longo soldado sem alivio). Nesta operação a região da solda deve estar fixada para não ocorrer movimentos indesejáveis durante a operação. Após 3 a 4 minutos da execução da corrida da solda, a fixação deve ser retirada ou afrouxada em 12 m para cada lado da solda, de maneira a permitir a contração térmica da mesma sem risco de fratura por tração. Manter o ponto B, oposto ao TCS desalinhado para permitir a livre dilatação dos trilhos. Após 20 minutos da corrida da solda retirar a fixação do TLS do ponto B até A, levantando o TLS e colocando-o sobre roletes distribuídos em intervalos de 8 a 12 metros. Vibrar todo o trilho, de A o ponto B, por meio de golpes de marrão de bronze para que seja vencido o atrito estático nos roletes e se complete a expansão natural da barra. Calcular o alongamento que a barra deverá alcançar por tração pela multiplicação de 0,0115 pelo comprimento total da barra sem fixação (solta) e pela diferença entre a TNR e aquela medida no trilho (T) no momento do alívio. ou seja C)(T (m)L (mm)TxLx0,0115L 54 Figura 54 – Esquema de corte do trilho durante solda Cortar o trilho em B de acordo com a fórmula: Onde: C - comprimento do trilho a ser cortado L - alongamento referente ao comprimento da barra de TLS F - folga necessária para execução da solda de acordo com o fabricante 3 mm - contração da solda. Montar o tracionador hidráulico na extremidade do TLS , traçar marcas de referência a partir de A no sentido de B em intervalos iguais e em número que permita fácil divisão. No caso de TLS com 216 m de comprimento, serão marcados, por exemplo, 6 intervalos de 36 m cada. Estas marcas serão traçadas com pontas de aço no patim do TLS e ombro das chapas de apoio dos dormentes de madeira ou ombreiras dos dormentes de concreto / aço ou em referência a estacas. Estas marcas serão feitas conforme abaixo, considerando como exemplo temperatura neutra de referencia TNR igual a 39oC: C =ΔL + F - 3 (mm) 55 m6 Ln L3 L2m3 m2 L1 m1 m0 36 m 36 m JB 36 m 36 m36 m 36 m REF. 6 REF. 5 REF. 4 REF. 3 REF. 2 REF. 1 REF. 0 L1 = Ln 6 L6 = Ln L2 = Ln 6 x 2 Ex.: L1 = 10,3 mm= 6 62 L2 x 2 = 20,6 mm= 6 62 L6 x 6 = 62 mm= 6 62 Então JATRILHO LONGO SOLDADO L = 216 m T = 14 o C L = 62 mm Sentido de evolução dos serviços Figura 55 – Trilho longo soldado Para facilidade de identificação do ponto de referência Ref 0, o dormente a ele correspondente será marcado a tinta em sua extremidade e as marcas de referências feitas à punção no patim e no ombro da chapa de apoio ou ombreira dos dormentes. Tracionar o TLS, através do tracionador hidráulico até que se alcance o L calculado, deixando a folga preconizada pelo processo de soldagem em Á e verificando se as marcas m1, m2, etc referidas coincidem com os pontos de referência respectivas Ref. 1, Ref. 2, etc. Caso contrario vibrar novamente a barra sobre roletes. Durante o estiramento da barra, esta será vibrada por meio de batidas de marrão de bronze para que se tenha alongamento proporcional do TLS ao longo do seu comprimento. Alcançado o L adequado, os roletes serão removidos e a fixação recolocada a partir de B para A. Executar a soldagem aluminotérmica em B mantendo o tracionador atuando durante toda a operação. Retirar o tracionador 20 minutos após a corrida da solda. Retirar a fixação numa extensão de 12m para cada lado da solda, reaplicando em seguida para aliviar tensões residuais. 56 2.9.9. MÉTODO DA MEIA BARRA NA FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA COM ATT A EITO Figura 56 – Detalhamento do método da meia barra na faixa de temperatura neutra com ATT a eito A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Separar os trilhos no ponto b que liga as duas barras (TLS 1 e TLS 2) que sofrerão ATT. Desencontrar as extremidades das barras em B para permitir o caminhamento das extremidades dos trilhos. Soltar a fixação das duas semi-barras no entorno de B (B ->A e B ->C). Colocar os roletes nas duas semi-barras, de B para ambos os lados (de B p/ A e B p/ C). Vibrar os trilhos sobre roletes com batidas de marrão de bronze. Cortar as extremidades das barras junto à B, de forma a garantir folga de acordo com a exigência do processo de solda a ser usado; o corte poderá ser executado em apenas uma semi-barra. 57 Retirar os roletes com imediata recolocação de 100% da fixação. Quando a temperatura do trilho estiver aumentando, ainda na faixa de temperatura neutra, aplicar a fixação a partir das semi barras no sentido do ponto de fechamento do ATT. Caso a temperatura do trilho esteja diminuindo aplicar a fixação a partir do ponto de fechamento do ATT no sentido das semi- barras Efetuar a soldagem no ponto de fechamento de ATT (ponto b). Caso a temperatura esteja em declínio a solda de fechamento poderá ser substituída por junta metálica com folga de 3mm ou deverá ser instalado tensor hidráulico para garantir que não ocorra contração do trilho até a conclusão da solda, evitando-se com isto sua fratura por tração. O tensor poderá ser retirado transcorridos 20minutos da soldagem. 2.9.10. MÉTODO DA MEIA BARRA E ABAIXO DA FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA COM ATT A EITO O método usado para temperaturas inferiores a FTN e superiores a +10 oC consiste na execução mecânica (artificial) de um alongamento L que seria atingido por dilatação normal se a temperatura variasse de T para TNR, sendo T = temperatura do trilho no momento de submetê-lo ao alongamento por tração e TNR a temperatura neutra de referência. O equipamento utilizado para executar o alongamento deve ser um tracionador hidráulico de no mínimo 60 toneladas, equipado com mordentes adequados para atuar na alma do trilho sem causar danos ao material. A figura 4 detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Separar os trilhos no ponto b que liga as duas barras (TLS 1 e TLS 2) que sofrerão ATT. Desencontrar as extremidades das semi-barras em B para permitir o caminhamento das extremidades dos trilhos. Soltar a fixação das duas semi-barras em torno de B (B ->A e B ->C). Colocar os roletes nas duas semi-barras, de B para ambos os lados (de B p/ A e B p/ C). Vibrar os trilhos sobre roletes com batidas de marrão de bronze. Calcular o alongamento (∆L ) que as semi-barras deverão alcançar por tração, conforme formula abaixo onde: ou seja C)(T (m)L (mm)TxLx0,0115L Onde: L - tamanho da barra a ser aliviada (distância entre o ponto A e B da figura) T - (TNR – T), sendo TNR a temperatura neutra de referência do trecho e T a temperatura do trilho no momento do tracionamento Figura 57 – Detalhamento do método da meia barra abaixo da faixa de temperatura neutra com ATT a eito 58 Para determinar a folga final entre as semi-barras adequada para realização do ATT e da soldagem aluminotérmica, utiliza-se a fórmula abaixo: Onde: FT - folga total necessária para soldagem aluminotérmica L - alongamento referente ao comprimento da barra de TLS F - folga necessária para execução da solda de acordo com o fabricante 3 mm - contração da solda. Caso não exista o transpasse das semi-ibarras, tal como ilustrado na figura 5, e a folga gerada entre as semi-barras antes
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