Projetos ferroviários e o emprego de ferramentas computacionais

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Projetos ferroviários e o emprego de tecnologias computacionais.
Neila Ramos Ramalho Dutra
Orientador: Profº. M.Sc Daniel 	 Luís Nithack e Silva.
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Introdução
Início da ferrovia:
Século XVI: primeiro emprego de transporte sobre trilhos nas minas de carvão e de minério de ferro, da Alsácia e da Europa Central (SANTOS, 2011);
Meados do século XIX: implantação do sistema ferroviário de transporte de cargas e passageiros nos continentes da América do Norte e América do Sul, sendo o Brasil e a Argentina os primeiros países da América do Sul a dar início ao uso deste meio de transporte.
Ferrovia no Brasil:
Início: predominantemente transporte de passageiros;
Década de 60: 
Expansão do modal rodoviário;
Redução do modal ferroviário para transporte de passageiros e aumento para transporte de cargas;
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Introdução
Ferrovia no Brasil:
Década de 70: 
Início das construções do metrô de São Paulo e Rio de Janeiro;
Criação da Companhia Brasileira de Trens Urbanos (CBTU);
Atualidade: 
Menos de 10% da demanda de transporte público;
38.287 Km de linhas ferroviárias;
8.000 Km de linhas ferroviárias desativadas;
Baixo investimento.
Disponibilidade de informações e ferramentas auxiliares no Brasil:
Pouca informação disponível;
Escassez de material didático, bibliografias etc.;
Pouca mão-de-obra especializada;
Ferramenta computacional: Civil 3D.
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Objetivo
Apresentar conceitos básicos de:
Engenharia ferroviária;
Software Civil 3D no desenvolvimento de projetos ferroviários, utilizando como objeto de estudo de caso um projeto de pátio ferroviário de grande porte da antiga ALL (América Latina Logística).
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos sobre via férrea
Área da via permanente ferroviária: infraestrutura + superestrutura
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos sobre via férrea
Funções importantes:
Infraestrutura (Plataforma):
Constituir o leito da via férrea;
Receber e suportar as solicitações das cargas transmitidas pela superestrutura;
Superestrutura (Via Permanente):
Suportar e distribuir as solicitações das cargas recebidas dos veículos ferroviários nas plataformas;
Superestrutura e seus componentes:
Sublastro e Lastro:
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos sobre via férrea
Superestrutura e seus componentes:
Domentes:
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos sobre via férrea
Superestrutura e seus componentes:
Trilhos:
Dispositivos de fixação e acessórios:
Fixação rígida:
Fixação elástica:
Talas de junção:
Retensores:
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos sobre via férrea
Superestrutura e seus componentes:
Aparelhos de mudança de via:
Bitolas:
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos para projetos de leitos ferroviários
Estudo topográfico (levantamento planialtimétrico):
Executado durante todas as fases de concepção do projeto ferroviário até o final de sua implantação;
Espercificação de Pojeto nº ES 80-EG-000A-28-0000;
Normas ISF-20414 e ISF-205 (DNIT) e normas ISF-201 a ISF-204 (DIF/DNIT); 
Escala ideal 1:2000, para maior precisão das curvas de nível.
Estudos geológico e geotécnico:
Especificação de Projeto nº 80-EG-000A-29-0000 e normas ISF-202 e ISF-206 (DNIT); 
Deve abranger: 
Estudos de subleito, caixas de empréstimo, jazidas de sublastro, pedreiras, areais e estabilidade de taludes;
Definição de horizontes de segunda e terceira categoria;
Fundação de aterros e de Obras de Arte Especiais (OAE);
 Nível de água subterrânea;
Ensaios de amostras especiais. 
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos para projetos de leitos ferroviários
Estudo de traçado e projeto geométrico:
Três fases: estudo de viabilidade, projeto básico (anteprojeto) e projeto executivo;
Especificação de Projeto nº 80-EG-000A-26-0000 (Valec) ou ISF-205 da (DIF/DNIT);
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos para projetos de leitos ferroviários
Projeto de terraplenagem
Norma ISF-211 e Especificação de Projeto nº 80-EG-000A-20-0000 da Valec;
Projeto de superestrutura
Modelos de cálculo: viga sobre apoio elástico, malha de elementos finitos e associação de molas;
Análise: capacidade de suporte do conjunto dormente, lastro e plataforma e da resistência do trilho;
Tabela de espaçamento de dormentes: 
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos para projetos de leitos ferroviários
Estudo hidrológico
Especificação de Projeto nº 80-000A-27-0000 da Valec;
Norma ISF-208 da (DIF/DNIT ).
Definir: 
 Precipitações médias mensais e anuais; 
Curvas de frequência/intensidade/duração e seus respectivos histogramas de médias mensais; 
Quantidade média de dias de chuva mensal e anualmente; 
Equação de chuva da cidade/região.
Projeto de superestrutura
Gabarito da plataforma: 
Projeto de drenagem
três partes: drenagem pluvial, drenagem profunda e transposição de talvegues;
o cálculo deve seguir os padrões da publicação IPR 724 do DNIT (2006b). 
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Conceitos básicos para projetos de leitos ferroviários
Obras de arte especiais (OAE)
Critérios para se definir a localização da OAE: 
Transpor o canal principal ou vale o mais perpendicular possível com relação ao eixo da via; 
Cruzar o canal principal ou vale na seção mais estreita;
Travessias dos tipos pontes e viadutos com pilares com alturas acima de 30 m evitar conjugações em curva; 
Evitar transpor rios logo após regiões de deságue de afluentes;
Passagens inferiores, superiores ou travessia da fauna, em concreto armado, são posicionadas sempre transversalmente ao eixo da plataforma ferroviária 
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Civil 3D:
Desenvolvido na plataforma do AutoCad Map 3D;
Mesmas funcionalidades do AutoCad e de geoprocessamento do AutoCad Map 3D;
Arquivos formato DWG;
Projetos: geometrias ferroviária e viária, drenagem pluvial, paisagismo, redes de esgoto, terraplenagem etc;
Software paramétrico;
Geração automática de rótulos (labels);
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Estudo de viabilidade de implantação de um pátio ferroviário de grande porte na cidade de Araraquara, solicitado pela antiga empresa de logística ALL, atual RUMO-ALL, composto de: 
27 alinhamentos de linhas ferroviárias mais um alinhamento de linha ferroviária com girador (rotunda) novas; 
4 alinhamentos de linhas ferroviárias existentes; 
10 alinhamentos de leitos viários; 
5 alinhamentos de áreas de estacionamento; 
1 alinhamento de leito viário existente. 
Estudo de caso: Aplicação do Civil 3D para traçados de ferrovias 
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Levantamento planialtimétrico: Modelagem da superfície de topografia
Gerenciar, transformar, editar e visualizar num mesmo ambiente
criar pontos, linhas, curvas e espirais;
Vários sistemas de coordenadas;
Importação de dados para Civil 3D: coordenadas xyz, csv, nez, e pnt, arquivos FBK e arquivos LandXML;
ATENÇÃO:
Sistema de coordenadas do projeto = sistema de coordenadas do levantamento topográfico;
Escalas;
Estilos.
 
Data Shorcuts:
Referenciamento multuo de um mesmo objeto, promovendo a integração de várias equipes das diversas áreas envolvidas num mesmo projeto.
 
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Levantamento planialtimétrico: Modelagem da superfície de topografia
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Projeto de traçado geométrico
com perfil e seção tipo para geração de corredor 
Referenciamento das superfície topográfica e da base de topografia;
Definição e criação do alinhamento (geometria horizontal do eixo ferroviário);
Criação do perfil com terreno natural;
Definição e criação do boleto e do greide (geometria vertical);
Definição e criação das seções tipos (assemblys e subassemblys);
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Projeto de traçado geométrico com perfil e seção tipo para geração de corredor 
63 assemblys para os alinhamentos ferroviários
19 assemblys para os alinhamentos viários e de estacionamentos. 
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Projeto de terraplenagem – Corredor, superfície projetada e seções transversais 
Criação do corredor (Corridor);
Criação da superfície de terraplenagem projetada;
Definição e criação das seções transversais (Sample Lines);
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Projeto de terraplenagem – Corredor, superfície projetada e seções transversais 
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Projeto de terraplenagem – Corredor, superfície projetada e seções transversais 
284 seções transversais.
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Tecnologias Computacionais Empregadas Na Produção De Projetos De Engenharia Civil 
Conclusão:
O emprego do software Civil 3D na elaboração de projetos ferroviários influenciou de forma positiva em relação a: 
Redução do tempo gasto na elaboração do projeto; 
Aumento da precisão do projeto; 
Aumento da qualidade da apresentação final do projeto. 
Importante ressaltar:
Sólidos conhecimentos em:
Software Civil 3D;
Sólidos conhecimentos dos elementos e premissas da engenharia civil para concepção de projetos e construções.
Senso de análise crítica sobre todo e qualquer projeto;
Nenhum software é 100% confiável;
Sempre fazer verificações de todo o projeto antes deste ser executado em obra, evitando maiores problemas com relação à implantação do mesmo.
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Agradecimentos
Ao orientador: 
Profº. M.Sc Daniel Luís Nithack e Silva.
À banca composta por:
Prof. M.Sc Daniel Luís Nithack e Silva
Prof.Dra. Monica S. R. Zuffo
Prof. Esp. Daniel Ricardo da Silva
Ao coordenador do curso de Engenharia Civil:
Prof MSc. Paulo Roberto dos Santos
E a todos que me prestigiaram com suas presenças!