FERROVIAS

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SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA
PLATAFORMA DE TERRAPLENAGEM
• a superfície final da infraestrutura constitui a chamada plataforma, a qual é formada por solos naturais ou tratados, no 
caso dos cortes e aterros, ou então por estruturas quaisquer no caso de obras de arte especiais;
• na ferrovia a plataforma é o suporte da estrutura da via e que recebe, através do lastro, as pressões devidas à circulação 
dos trens;
• a plataforma fornece também espaço para as demais instalações necessárias a operação ferroviária como postes de 
rede aérea de comunicação, alimentação ou ainda para instalação superficial ou subterrânea de cabos condutores.
• a plataforma tem como função básica proporcionar apoio a superestrutura da via de modo que não sofra deformações 
que impeçam ou influam negativamente na operação, sob as condições de tráfego que determina o traçado da linha;
• para que o apoio não sofra deformações ou não influa negativamente na operação da ferrovia, é necessário que a 
plataforma tenha certas características de resistência;
• assim como no caso das rodovias, as características físicas dos solos nas ferrovias são determinadas a partir de métodos 
como: identificação visual, granulometria, sedimentação, limites de Attenberg (limite de liquidez, limite de plasticidade, 
índice de plasticidade), CBR etc.
Em solo natural:
• pode ser usada quando o valor de resistência é atendido;
• os serviços preliminares consistem na roçada, remoção da camada de solo orgânico, regularização;
• se necessário substituição dos materiais das camadas inferiores.
Em cortes:
• se após a escavação as características geomecânicas atenderem as exigências de resistência e capacidade de 
deformação, esta será incorporada a plataforma;
• se necessário realizar a substituição dos materiais;
• rocha não é considerada bom material para camadas de lastro inferiores a 30cm;
• plataformas muito rígidas podem conduzir a destruição do lastro, especialmente se o tráfego for predominantemente 
de vagões pesados.
SUPERESTRUTURA FERROVIÁRIA
A superestrutura da via permanente ferroviária é composta basicamente por: Lastro, Dormentes e Trilhos.
1 - ELEMENTOS E MATERIAIS
1.1 – TRILHOS e LINHAS
Trilho é a peça básica das vias ferroviárias, destinadas ao rolamento dos veículos ferroviários. É composto por um perfil 
metálico de seção especial, destinado a formar a pista de rolamento dos veículos ferroviários.
É um perfil duplo T, idealizado pelo engenheiro inglês Vignole. É composto na parte superior de uma seção mais espessa 
denominada de boleto e que sofre o desgaste ocasionado pela abrasão das rodas. A base do trilho denominada de patim 
é plana e larga para apoio. A parte que une o boleto e o patim é a alma.
BOLETO: deve ser “massudo” o suficiente para que o desgaste não afete o Momento de Inércia da seção.
ALMA: deve possuir altura suficiente para resistir à flexão. Quanto maior a alma, maior a distância do boleto e do patim 
com relação à linha neutra da seção. Quanto mais a massa do trilho estiver concentrada no boleto e no patim, mais 
resistente este trilho será à flexão. Entretanto, deve-se conservar uma espessura mínima na alma capaz de garantir 
adequada resistência e rigidez transversal. Tal espessura leva ainda em consideração o desgaste provocado pela corrosão 
atmosférica.
PATIM: não deve ser muito fino, garantindo dessa forma que a alma continue perpendicular ao dormente (ou placa de 
apoio) durante as solicitações transversais (em curvas, por exemplo). Se não possuir espessura adequada, pode acumular 
deformações permanentes ao longo da vida útil e provocar acidentes. Assim como na alma, a espessura de fábrica do 
patim deve prever a diminuição da mesma com o tempo devido a ação da corrosão. É a parte do trilho que fica em 
contato com o dormente (ou placa de apoio, dependendo da via) transferindo-lhes as tensões.
LINHAS: trecho composto por dois trilhos em paralelo e uma bitola fixa.
ex: linha 1 – linha principal de circulação;
linha 2 – linha no pátio de ultrapassagem.
FUNÇÕES
Os trilhos funcionam como vigas contínuas que servem como suportes diretos e guias das rodas e transferem as 
solicitações para os dormentes. Têm as seguintes funções:
 Ser a superfície de tráfego e guia dos trens;
 Suportar os esforços transmitidos pelo trem (estáticos e dinâmicos);
 Distribuir e transmitir tais esforços;
 Contribuir para a rigidez longitudinal da linha;
 Suportar e transmitir os esforços atribuídos à temperatura nos trilhos e no ambiente.
Estruturalmente o trilho é dimensionado como viga contínua, levando-se em conta seu momento de inércia definido 
pelas dimensões padronizadas, o material que é constituído e as cargas a que será solicitado, transmitindo os esforços os 
demais elementos da via. Segundo a ABNT, o perfil utilizado no Brasil nas ferrovias brasileiras é denominado TR-X, sendo 
que X é o peso aproximado (Kg) de um metro linear de trilho, por exemplo, TR-45, TR-57, TR-68 etc. Geralmente são 
laminados em barras de 18 m, mas podem ser encontrados em barras de 10 e 12 m.
Norma Brasileira: TR-25, TR-32, TR-37, TR-40, TR-45, TR-50, TR-57, TR-68
Além das funções citadas, cabe aos trilhos a condução elétrica do sistema de sinalização ferroviária. O circuito é fechado 
pela passagem dos eixos dos veículos.
MATERIAIS
É necessário que o trilho tenha dureza, tenacidade, elasticidade e resistência à flexão.
O aço oferece as melhores vantagens para o emprego na fabricação dos trilhos:
Elevada tensão de escoamento e ruptura;
Composição química uniforme;
Isenção de inclusões não metálicas, vazios e trincas térmicas.
O aço comum possui impurezas como o manganês ou o silício, que quando combinados com o fósforo ficam quebradiços. 
Os trilhos de aço especial são de alta qualidade (maior resistência e dureza), produzidos com ligas que combinam o ferro, 
com Vanádio, Cromo, Molibdênio, Titânio, Nióbio entre outros. Os principais componentes são:
 ferro (> 98%)
 carbono (0,53 a 0,80% - para aumentar a dureza, mas pode tornar os trilhos quebradiços)
 manganês (0,75 a 1,05%)
 enxofre (< 0,06% - elemento indesejável)
 fósforo (< 0,06% - elemento indesejável)
 silício (elemento inerte, para aumentar o peso do trilho)
Para aumentar a dureza superficial, o trilho pode ainda ser tratado termicamente. Esse processo consiste num 
resfriamento rápido do trilho, que é reaquecido pelo calor interno, esfriando lentamente depois.
1.2 – BITOLA
Os dois trilhos que fazem parte da via devem manter um afastamento constante, em harmonia com a distância entre as 
rodas do eixo do veículo. Esse afastamento é denominado de bitola, distância entre as faces internas dos boletos dos 
trilhos, e é medida a 15,8 mm abaixo do plano de rolamento.
As dimensões da plataforma ou leito da estrada de ferro são fixadas pelas Normas e dependem da bitola utilizada. A 
tolerância do tamanho da bitola varia de acordo com o país, da organização ferroviária e da velocidade da via.
No Brasil, as bitolas mais utilizadas são as de 1,60 m, chamada de larga, e a de 1,00 m, denominada métrica ou estreita.
A Conferência Internacional de Berna tornou internacional a bitola de 1,435 m. Em algumas regiões, as malhas de bitola 
larga e de bitola estreita se superpõem, circulando trens com as duas bitolas:
 no interior da linha de bitola larga é lançada simetricamente a linha de bitola métrica;
 as duas bitolas têm um trilho em comum, ficando o outro afastado segundo a bitola respectiva.
Vantagens da bitola métrica: permite curvas de menor raio; economia de terraplenagem (menor largura de plataforma), 
lastro, dormentes, material rodante e obras de arte; menor resistência à tração.
Desvantagens da bitola métrica: menor capacidade de tráfego; menor velocidade.
“Jogo da Via” (para redução do desgaste)
 diferença entre a bitola da via e a bitola do material rodante (distância entre as faces externas dos frisos das rodas);
9 a 15 mm (tão pequeno quanto possível, para não comprometer a segurança e suavidade do rolamento).
Superlargura (aumento na bitola nos trechos em curva)
mRs 02,0]012,0)
6[( 
1.3 – DORMENTES
Dormente é o elemento da superestrutura ferroviária que tem por função receber e transmitir ao lastro os esforços 
produzidos pelas cargas dos veículos, servindo de suporte dos trilhos, permitindo a sua fixação e mantendo invariável a 
distância entre eles (bitola).
São peças colocadas transversalmente na via, igualmente espaçadas, que servem de apoio para os trilhos e assegurando 
sua posição quanto à bitola, altura e inclinação. Possuem dimensões padronizadas, com espaçamento em função do valor 
das cargas solicitantes verticais e horizontais transmitidas pelos trilhos. No dimensionamento da via estabelece-se o 
número de dormentes por quilômetro, fixando-se assim o espaçamento entre eles.
CARACTERÍSTICAS
• que as suas dimensões, no comprimento e na largura, forneçam uma superfície de apoio suficiente para que a taxa de 
trabalho no lastro não ultrapasse certo limite; 
• que a sua espessura lhe dê a necessária rigidez, permitindo, entretanto, alguma elasticidade;
• que tenha resistência suficiente aos esforços;
• que tenha durabilidade;
• que permita, com relativa facilidade, o nivelamento do lastro (socaria), na sua base;
• que se oponha eficazmente aos deslocamentos longitudinais e transversais da via;
• que permita uma fixação firme do trilho sem ser excessivamente rígida.
MATERIAIS 
• madeira
• aço
• concreto
Os dormentes de madeira apresentam as melhores características devido às suas propriedades mecânicas. No entanto, a 
escassez da madeira tem elevado seu custo, fazendo com que fossem adotados outros materiais. Os dormentes de 
madeira têm formas prismáticas com 2,80x0,24x0,17 m para bitola larga e 2,00x0,20x0,15 m para bitola métrica. A 
resistência da madeira varia com a sua densidade, sendo comum o uso de madeira de lei (aroeira, ipê etc.) e madeira 
mole (eucalipto, pinho etc.). Para evitar o apodrecimento deve ser feito um tratamento da madeira.
 tratamento contra fungos e insetos: encarecimento de até 100%
Os dormentes metálicos são de chapa de aço laminado de maneira a conter porção de lastro, o que assegura estabilidade 
à linha. No Brasil, o uso desse tipo de dormente ficou restrito a algumas ferrovias estrangeiras que tiveram concessão de 
exploração, uma vez que não existe indústria interessada em fabricar devido ao seu elevado custo.
O uso de concreto tem proporcionado dormentes de três tipos:
 Monobloco: de concreto protendido, tem formato especial com redução de seção no meio e maior área de apoio nas 
extremidades;
 Bibloco: é constituído de dois blocos de concreto unidos por um tirante metálico, sendo que a superfície de apoio de 
cada bloco tem a área necessária para distribuição dos esforços que atuam sobre o dormente;
 Articulado: é composto de dois ou três blocos de concreto ligados por uma ou duas barras protendidas, ou mesmo por 
um feixe de fios protendidos, com placas de material elástico especial interpostas entre os blocos, o que proporciona 
flexibilidade aos dormentes.
Vantagens:
 maior durabilidade (pouca sensibilidade ao clima)
 maior estabilidade da via
 economia de lastro
Desvantagens:
 mais pesado
 maior rigidez da via
Na seleção do tipo de dormente deve-se levar em conta a vida útil, o número de dormentes e o custo de substituição. A 
vida útil do dormente de concreto é estimada em 40 a 50 anos, enquanto que o dormente de madeira tratada tem uma 
vida útil estimada de 10 a 15 anos, em função do local a ser aplicado.
1.4 – LASTRO
É o componente da superestrutura entre os dormentes e a plataforma, que tem como finalidade estrutural distribuir os 
esforços provenientes das cargas dos veículos. Além disso, tem as seguintes funções:
 Distribuição sobre a plataforma (camada final de terraplenagem) dos esforços transmitidos pelos dormentes;
 Suporte elástico, atenuando a vibrações e absorvendo os choques roda-trilho, proporcionando um rolamento suave;
 Regularização da plataforma;
 Impedimento do deslocamento dos dormentes;
 Drenagem da superestrutura.
FUNÇÕES
• distribuir sobre a plataforma ou sobre o sublastro os esforços resultantes das cargas dos veículos, produzindo uma 
pressão adequada a sua capacidade;
• formar um colchão até certo ponto elástico, atenuando as trepidações resultantes da passagem dos veículos;
• formar uma superfície uniforme e contínua para os dormentes e trilhos, suprimindo as pequenas irregularidades na 
superfície da plataforma ou do sublastro;
• impedir o deslocamento dos dormentes, quer no sentido longitudinal, quer no sentido transversal;
• promover a drenagem da superestrutura e, no caso dos dormentes de madeira a sua aeração.
• resistência suficiente aos esforços transmitidos pelos dormentes;
• possuir uma elasticidade suficiente para abrandar os choques;
• ter dimensões que possibilitem a sua interposição entre e sob os dormentes, preenchendo as depressões da plataforma 
ou sublastro e permitindo o perfeito nivelamento dos trilhos;
• possuir resistência aos agentes atmosféricos;
• possuir permeabilidade para realizar a drenagem das águas das chuvas;
• não estar sujeito a desgaste produtor de pó;
• permitir uma soca eficiente por meios mecânicos (socadores, vibradores).
Os dormentes devem ficar mergulhados no lastro.
PROPRIEDADES
 resistência ao cisalhamento
 esfericidade: 0,55 a 0,70; índice de elongação < 10%
 resistência à abrasão
 abrasão L.A. < 25; dureza de Mohs > 5
 durabilidade (resistência aos agentes intempéricos)
 sanidade ao sulfato de sódio < 5%
 permeabilidade
DIMENSÕES, GRANULOMETRIA E ABSORÇÃO
 2 a 6 cm, com graduação homogênea
 Porcentagens admissíveis de materiais deletérios
 elementos friáveis: 5%
 material passado na peneira #200: 1%
 Absorção < 8 g/dm3
MATERIAIS
 terra: pior qualidade;
 areia: pouco permeável, carregada pela água e degradada pelos impactos;
 cascalho: bom, quando lavado e com arestas vivas;
 pedra britada: geralmente a melhor opção;
 preferencialmente rochas ígneas ou metamórficas;
 realizar, sempre, os ensaios de caracterização dos materiais.
 SOCARIA
 compactação na região sob os trilhos (superfície de apoio)
 nas laterais e no meio do dormente o lastro é apenas enchimento
 manual
 mecânica
 vibração
1.5 – SUBLASTRO
Consiste de uma camada entre a plataforma e o lastro, com propriedades inferiores às do lastro. 
Tem como principais funções:
• aumentar a capacidade de suporte da plataforma, permitindo elevar a taxa de trabalho no terreno;
• menor altura da camada de lastro (e conseqüente redução do custo);
• evitar a penetração dos agregados do lastro na plataforma;
• aumentar a resistência do leito à erosão e a penetração da água, auxiliando no processo de drenagem da via (impede a 
subida da lama), ou seja, evita colmatação do lastro (ascensão de finos);
• permitir relativa elasticidade ao apoio do lastro, para que a via permanente não seja rígida.
Material utilizado: bica-corrida (pedra britada sem seleção de diâmetro)
Materiais empregados
• brita
• cascalho
• escória
• solos
• saibro
Características do material do sublastro
• IG (Índice de Grupo ou capacidade de suporte) – igual a zero;
• LL (Limite de Liquidez ou menor teor de umidade) – máximo 35%;
• IP (Índice de Plasticidade) – máximo 6%;
• expansão máxima – 1%;
• quando executado, o sublastro deverá ser compactado de modo a obter-se peso específico aparente correspondente a 
100% do obtido no Ensaio de Proctor. 
• material que se enquadre, de preferência, no grupo A1 de classificação de solos HRB (Highway Research Board): A1 Solo 
bem graduado constituído principalmente de pedregulho e areia, mas contendo pequena quantidade de finos.
• Os solos argilosos (A4 a A7) estão sujeitos a amplas variações na resistênciadurante os ciclos de secagem e 
umedecimento, são portanto indesejáveis.
• Os solos mal graduados, como areias finas (A3), são difíceis de serem compactados para alcançar altas densidades
Espessura do sublastro
• a espessura do sublastro deverá ser tal que a distribuição de pressões através do mesmo acarrete, na sua base 
(plataforma), uma taxa de trabalho compatível com a capacidade de suporte da mesma;
• geralmente, um sublastro com espessura de 20 cm é suficiente.
1.6 – PLACAS DE APOIO
Os trilhos normalmente não são assentados diretamente sobre os dormentes e sim sobre uma placa de apoio que 
proporciona melhor distribuição da carga, evitando que o patim danifique o dormente, o que afetaria sua vida útil. Além 
disso, a placa de apoio proporciona uma ligeira inclinação para o interior da via, de acordo com a conicidade das bordas. 
As placas de apoio destinadas aos dormentes de concreto dispõem de uma almofada de plástico para proporcionar 
flexibilidade à linha e que serve também como isolante para atender ao circuito da via (de sinalização e comunicação).
As placas de apoio são peças de aço interpostas entre o patim do trilho e o dormente, principalmente nos dormentes de 
madeira, com a finalidade de distribuir melhor a carga do trilho e, assim aumentar a sua vida útil.
1.7 – LIGAÇÃO DOS TRILHOS (TALAS DE JUNÇÃO)
Como as siderúrgicas fornecem os trilhos em barras de tamanho limitado é necessário uni-las para dar continuidade à via. 
Um dos recursos é o uso de talas de junção, que são peças de aço colocadas de cada lado das extremidades dos trilhos. 
Podem possuir de 4 a 6 furos coincidentes com furos nos trilhos, pelos quais se passam os parafusos dotados de porca e 
arruela. As talas de junção são designadas por TJ seguidas do número indicativo do tipo de trilho a que se destinam. Por 
exemplo, TJ45; TJ57 etc.
Além de unir os trilhos, as talas devem impedir movimentos laterais, mas devem deixar uma folga entre os topos dos 
trilhos para permitir a dilatação das barras, originando uma descontinuidade na superfície de rolamento, ou seja, uma 
junta. As juntas constituem um ponto fraco da via, requerendo cuidados constantes. Na passagem dos veículos, a junta 
sofre deformação maior que o restante da via, provocando um movimento parasita na marcha do veículo. Sucessivos 
impactos na junta ocasionam afrouxamento dos parafusos e no lastro, o que podem causar acidentes, devido a juntas 
arriadas. Para evitar acidentes, recomenda-se reduzir a velocidade do veículo quando esse problema surgir. As juntas 
devem garantir a continuidade elétrica do circuito de via entre as barras sucessivas. Para isso, nas juntas são soldados 
pequenos cabos de cobre unindo eletricamente as extremidades das barras, que permitem a dilatação e a contração das 
barras. Outra forma de união das barras é a soldagem elétrica, em que a linha deve ficar contida em sua posição, pois 
surgem nos trilhos tensões internas de tração e compressão, graças ao peso dos dormentes e às resistências de atrito dos 
dormentes e do lastro. No caso de juntas soldadas tem-se o chamado trilho curto e no caso de juntas soldadas tem-se o 
trilho longo soldado (TLS). O uso de TLS proporciona economia dos materiais das juntas e redução de gasto de 
conservação da via, além de um rolamento mais suave, maior conforto e possibilidade de maior velocidade dos trens, em 
função da maior segurança. As barras de TLS são obtidas pela soldagem em estaleiros pela fusão das extremidades das 
barras que se unem. O tamanho da barra longa depende das condições da região onde será aplicada. Após o lançamento 
das barras longas, elas são soldadas nas vias quando as condições de temperatura forem favoráveis para obtenção do 
trilho contínuo.
1.8 – FIXAÇÕES
São elementos destinados a fixar os trilhos aos dormentes. Podem ser rígidas ou elásticas, de acordo com o 
comportamento da linha. As rígidas são as mais antigas e, por isso, mais direcionadas aos dormentes de madeira. Existem 
dois tipos: o prego de linha (ou grampo de linha) e o tirefão.
O prego de linha é geralmente de seção retangular, terminado em cunha, cravado no dormente com golpes de marreta 
em um orifício de diâmetro inferior ao diâmetro circunscrito à seção do prego. A cabeça do prego tem uma saliência que 
prende o patim do trilho ao dormente ou à placa de apoio.
O tirefão (“tirefond”) é um parafuso especial, dotado de rosca soberba e com a cabeça com a forma de um tronco de 
pirâmide que permite a adaptação de uma chave própria ou do cabeçote da máquina tirefnadeira. A cabeça possui uma 
aba que se apóia o patim do trilho, apertando-o contra o dormente.
As fixações elásticas são aquelas que além de fixarem o trilho ao dormente absorvem choques e vibrações. Existem vários 
tipos, mas geralmente são compostos por uma placa e grampos elásticos ou lâminas de aço especial tipo mola. Quando 
aplicados em dormentes de concreto contam com almofadas ou planilhas de material elástica que proporcionam 
flexibilidade necessária à via e que, em certos modelos, substituem a placa de apoio. Esse conjunto é fixado ao dormente 
por parafusos de forma que o grampo ou lâmina pressione o patim contra o dormente. Além disso, dispõem de 
elementos de isolamento elétrico para evitar fuga de corrente entre os dois trilhos da linha.
 Fixação dos Trilhos aos Dormentes
 prego (ou grampo de linha):
 tipo mais comum, tende a rachar os dormentes;
 resistência ao arrancamento da ordem de 2.200 kgf).
 “tirefond”:
 parafuso (não deve ser cravado) que se adapta à face inferior do patim do trilho, tem resistência ao 
arrancamento de 7.000 kgf.
 grampo elástico:
 colocado a golpes de marreta, trabalha também como um retensor.
 Placa GEO
 placa de aço fixada por “pregos de linha” ou “tirefond”;
 fornece a inclinação transversal do trilho (1 : 20).
1.9 – RETENSORES
Geralmente, a fixação não evita que ocorra o arrastamento longitudinal dos trilhos, ocasionado pela variação de 
temperatura, pela folga das fixações contra a passagem dos trens juntamente com frenagens em rampas longas. Para 
evitar problemas são presas, por pressão, aos patins dos trilhos peças denominadas de retensores, que ficam apoiadas na 
face vertical de alguns dormentes, transmitindo-lhes os esforços resultantes do arrastamento. Por sua vez, esses 
dormentes estão contidos pelo lastro que, impedido de se movimentar, repassa os esforços para o solo. 
 transferem aos dormentes (que estão ancorados no lastro) o esforço longitudinal:
 atrito dos frisos das rodas nos trilhos
 frenagem
 choques das rodas sobre os trilhos, nas juntas
 alongamento e contração de origem térmica
 esforço trator das locomotivas (sentido contrário ao movimento)
Não há necessidade de retensores quando se usa fixação elástica.
1.10 – APARELHO DE MUDANÇA DE VIA (AMV)
Serve para os veículos ferroviários realizarem a operação de troca de linha, ou seja, é usado para desvios dos trens, por 
imposição operacional. Basicamente são compostos de chave, ligação e cruzamento. 
A chave é constituída pelas agulhas, trilhos de encosto e acessórios. As agulhas são peças de aço, mantidas paralelas, que 
se movem entre dois trilhos da linha, comandadas por um aparelho de manobra, acionado manualmente ou por uma 
máquina de chave operada eletricamente. As agulhas se movimentam de forma a permitir que o trem prossiga pela linha 
direta ou passe para o desvio. O cruzamento dos trilhos internos da linha direta e do desvio constitui a outra parte da 
AMV, formado pelo jacaré, contratrilhos e trilhos do contra, com respectivos acessórios. O cruzamento e a chave são 
interligados por trilhos intermediários e respectivos acessórios, cujo conjunto compõe a ligação.
O ângulo de abertura do jacaré define o AMV e conseqüentemente as condições geométricas do desvio e a velocidade 
com que o trem pode passar por ele com segurança. A abertura é dada pelo número de jacaréque, por sua vez, 
corresponde à metade da cotangente da metade do ângulo do cruzamento. 
Jacaré de número N = 1/(2tan /2) = ½ cot /2, onde  é também o ângulo entre as duas vias.
Existe jacaré com abertura 1:8; 1:10 etc., sendo 8, 10 o número do jacaré.
No Brasil, o AMV obedece a padronização da AREA (AMVA) ou da UIC (AMVU), adaptados às bitolas de 1,60 m e de 
1,00 m. 
Portanto, no projeto geométrico torna-se importante conhecer a posição exata dos AMV.
1.11 – CHAVES FIXAS
São também conhecidas como “pombinhos”, são usadas em linhas de bitola mista nos pontos em que se deseja a 
separação das bitolas ou quando há necessidade de translação do eixo de uma das vias. Trata-se de um AEV de emprego 
restrito.
DIMENSIONAMENTO DA FUNDAÇÃO DA VIA FÉRREA
• INFRA-ESTRUTURA: subleito e lastro
 Superestrutura: trilhos, fixações e dormentes
• MODOS DE RUÍNA
 Ruptura Geral
 ruptura plástica por cisalhamento do solo
 Deformação Excessiva
 a ponto de prejudicar a operação econômica da ferrovia
 Contaminação do Lastro
 estrutura mais rígida entra num ciclo acelerado de deterioração
 Ruptura do Lastro
 partículas finas produzidas pela degradação do lastro, às vezes associadas às do 
“bombeamento”, impedem a drenagem e, sob condição úmida, formam uma película 
lubrificante. Ocorrem recalques associados à degradação das partículas.
ESFORÇOS ATUANTES NA FUNDAÇÃO DA VIA FÉRREA
Dormente
P1 P2
Subleito
1 2 3 H = ?
Lastro
Trilho
Dormente
P1 P2
Subleito
1 2 3 H = ?
Lastro
Trilho
DIMENSIONAMENTO DO LASTRO
• Capacidade de Suporte do Subleito ( adm,subleito)
 pedregulhos fofos e areia grossa compacta: 3 kgf/cm2
 areia grossa fofa, areia fina compact, argila rija: 2 kgf/cm2
 areia fina fofa, argila média: 1 kgf/cm2
 aterros e solos moles exigem estudos especiais
ESPRAIAMENTO DE TENSÕES
   
• E.U.A.: = 30º, Europa: = 45º
• Espraiamento: bi ou tri-dimensional (mesmo )
• Tensão Atuante: carga por roda (dinâmica)
• Sugestão de Materiais e Espessuras:
• Lastro (brita nº 3): mínimo 30 cm
• Sublastro (pedrisco): máximo 60 cm
• Reforço do Subleito: máximo 90 cm
max,, isubleitoadm  
)/(
5
2
, cmkgf
SPT
subleitoadm 
Dimensionamento da camada de lastro
1. Definir os parâmetros básicos da EF:
• bitola;
• espaçamento entre dormentes;
• carga total máxima por veículo;
• afastamento entre duas rodas consecutivas;
• velocidade operacional;
2. Determinar a carga dinâmica (Pv);
3. Determinar a pressão sob a face inferior do dormente (Pm);
4. Determinar pressão admissível (Pap) para o material a ser utilizado no sublastro ou plataforma;
5. Determinar a altura da camada de lastro.
Limites para dimensionamento da seção
• o lastro não deverá cobrir os dormentes, sendo coroado a 5cm da face superior. No caso de dormente de concreto com 
blocos ligados por tirante metálico, o lastro deve ficar 2cm abaixo do tirante, observando o coroamento de 5cm;
• a soca deve abranger para cada lado do eixo dos trilhos sob os dormentes, no mínimo 40cm para as bitolas larga e 
normal e 30cm para bitola estreita;
• a faixa central não atingida pela soca terá pelo menos, 30 a 40cm de largura.
• a capacidade de suporte da plataforma não dever ser excedida pela pressão transmitida pelo lastro, o qual terá 
espessura suficiente para uniformizá-la;
• a ombreira terá largura adequada a estabilidade da via, recomendando-se 30cm para as vias com trilhos longos 
soldados (TLS), 20cm para as vias com alta densidade de tráfego sem TLS e 15cm para as demais.
• o talude do lastro nãoterá inclinação superior a 1:1,5 (altura:base);
• a altura da camada de lastro sob os dormentes deve variar entre 40cm e 20cm nas linhas de bitola larga e normal e 
entre 30cm e 15cm nas linhas de bitola estreita;
• em linhas de grande solicitação, seja pela carga ou pela velocidade, a espessura poderá ser aumentada até atingir o 
valor do afastamento face a face dos dormentes, usando então uma camada de brita graduada (lastro) e uma de sub 
lastro com material de menor granulometria;
• quando a altura da camada lastro calculada ultrapassar a altura recomendada para a classe da linha, pode ser utilizado, 
por medida econômica, material de categoria inferior como sublastro, desde que ofereça boa condição de drenagem e 
tenha capacidade de suporte para a pressão que deve ser transmitida.
Aspectos construtivos
• a escolha do material para lastro deve obedecer ao critério econômico, observados os dispositivos das normas técnicas;
• o lastro ou sub lastro somente deve ser lançado sobre a plataforma devidamente regularizada, nivelada, compactada, 
abaulada e que apresente adequada condição de drenagem; • a soca do lastro deve ser executada preferencialmente por 
processo mecânico e ser feita, em qualquer caso em camadas de aproximadamente 15cm, sendo recomendado até 
reduzir este valor para 10cm em linhas de grande responsabilidade.
DIMENSIONAMENTO DE TRILHOS
• SEQUÊNCIA DE CÁLCULO (Verificação)
• Pré-Dimensionamento: métodos práticos
• adotar o TR imediatamente superior
• verificar a resistência do trilho em relação às tensões
• se necessário, adotar novo TR e tornar a verificar
• Fórmulas para Pré-Dimensionamento
= f(peso estático por eixo, PE;velocidade, V; densidade de tráfego, T, em MTBA - milhões de toneladas brutas anuais)
• Schramm: 
• Yershov: 
• Shulga: 
COEFICIENTE DE MAJORAÇÃO DINÂMICA
 “Coeficiente de Impacto”
 defeitos no trilho
 condições de nivelamento
 deficiência nos apoios dos dormentes
 Brasil (Sérgio Stopatto):
 V (km/h); diâmetro da roda, D (cm)
EPTR  2
2,2
maxVTR 
203,0046,31 TTR 
 O.R.E. - U.I.C. (União Internacional de Ferrovias):
 V < 140 km/h: a = 1,3; b = 2,0
 V < 200 km/h: a = 1,2; b = 1,5
MÉTODO DE SCHRAMM
 z depende da classe da linha
 1ª classe: z = 1.500 kgf/cm2
 linhas de tráfego intenso, trilhos e dormentes novos
 2ª classe: z = 1.600 a 1.800 kgf/cm2
 tráfego médio, trilhos usados e boa parte dos dormentes novos
 3ª classe: z = 2.000 kgf/cm2
 para as demais linhas
 W = módulo de resistência do trilho, cm3 (tabelado)
 Momento Máximo:
 d = espaçamento entre eixos dos dormentes (cm)
 PR = peso por roda, estático
 = coeficiente de majoração dinâmica
 K = coeficiente de distribuição de carga
 depende da média das distâncias da roda de referência (R) até as rodas adjacentes (A) e (B)
 dm > 140 cm: 
 140 > dm > 112 cm: K = 0,174
 112 > dm > 62 cm: 
 para “carga isolada” (da e db > 280 cm): K = 0,29
MÉTODO DO APOIO ELÁSTICO CONTÍNUO (A.R.E.A.)
 Princípios estabelecidos por Winkler e Zimmermann
 válida a lei de proporcionalidade tensão-deformação
 os espaçamentos entre dormentes podem ser desprezados
 Módulo de Elasticidade da Linha (“Módulo da Linha”)
 espaçamento e rigidez dos dormentes
 tipo, espessura e compactação do lastro
 estabilidade e capacidade de suporte do subleito
 manutenção da superestrutura
 Valores Experimentais de U (kgf/cm/cm):
 100 kgf/cm/cm (condição ruim)
 350 kgf/cm/cm (condição boa)
 Outros parâmetros utilizados pela A.R.E.A.
 E = 2.100.000 kgf/cm2; Momento de Inércia, I(cm4) - tabelado
 P = carga por roda, dinâmica
DIAGRAMA MESTRE
 Relação entre momentos e o momento máximo e relação entre deslocamentos e o deslocamento máximo
 “influência da roda 2 no ponto de aplicação da roda 1”
 X = distância do ponto de aplicação de carga até um ponto ao longo do trilho
 M0 = momento fletor máximo:
 X1 = abscissa do M0:
D
V 460,01



 


3
100
017,010,0 Vba
adm
nec
MW  zadm   8,0
 dPKM Rmax
2
ba
m
ddd 
4
0 64 U
IEPM 

 Verificação:
DIAGRAMA MESTRE
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 2 4 6
Distância do Ponto de Aplicação de Carga (X1)
R
elaç
ão
 e
nt
re
 
M
om
en
to
s
M / M0
Y / Y0
DIAGRAMA MESTRE
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 2 4 6
Distância do Ponto de Aplicação de Carga (X1)
R
el
aç
ão
 e
nt
re
 
M
om
en
to
s
M / M0
Y / Y0
TENSÕES DE ORIGEM TÉRMICA
 Tensões Resultantes de Variação de Temperatura
 para o aço: T = 1ºC = 24 kgf/cm2
 independe de L0 (comprimento inicial do trilho)
 TRILHOS LONGOS SOLDADOS
 Anteriormente:
 se L = 12 m lv = 6 mm (folga de junta)
 então para L = 240 m lv >>>
 Erro:
 não há livre dilatação do trilho (os atritos trilho-dormente e dormente-lastro restringem a 
dilatação ou contração)
 TEMPERATURA NEUTRA
 corresponde a um estado de tensão nula no trilho
 S.N.C.F.:
 T (temperatura no trilho, ºC)
 Assentamento: ( min = Tm + 2ºC) a ( max = Tm + 8ºC)
 As tensões de origem térmica são pequenas, exceto:
 ocorrência de defeitos internos
 trilhos velhos com seções transversais desgastadas
 pontos de menor resistência (furação para talas de junção etc.)
 ASSENTAMENTO
 Folgas de Juntas (lv): parte da dilatação não introduz compressão
 Talas de Junção (lz): permitem parte da contração sem forças de tração
CLASSIFICAÇÃO DAS LINHAS
 LINHA COM TRILHOS CURTOS
 para qualquer T não há transmissão de esforços pelas juntas
 0 < l (T) < lz
l (T)l (T)
 LINHA COM TRILHOS LONGOS
 em função de T há transmissão de esforços pelas juntas 
4
1
4
4 U
IEX  
 )8,0()( zadmW
M  

  
TE  
2
minmax TTTm

vvv LTTlTl  )()(
 o meio do trilho sofre os efeitos da variação térmica em pelo menos uma condição de temperatura
 T baixa: l (T) = lz
 T alta: l (T) = 0
 LINHA SOLDADA CONTÍNUA
 “Trilhos Longos Soldados Contínuos”
 há transmissão de esforços pelas juntas (+ compressão)
 a região central do trilho não sofre deslocamentos em função de T
 Tensões de origem térmica:
 independem de L, fixação, seção transversal do trilho etc.
 dependem somente das reações de atrito, que devem garantir que nenhuma parte do trilho 
sofra deslocamentos
RESUMO DA CLASSIFICAÇÃO
 TRILHOS CURTOS
 tensão de origem térmica vence resistências (talas e longitudinal)
 trilho fica livre para dilatar
 TRILHOS LONGOS
 tensão de origem térmica vence resistências
 trilho não fica livre para dilatar
 “topamento” ou “máxima folga de junta”
 TRILHOS LONGOS SOLDADOS CONTINUAMENTE
 tensão de origem térmica vence resistência das talas
 tensão de origem térmica não vence resistência longitudinal
 “não há trilho sem atrito” (função de boas condições de fixação)
 Vantagens:
 tensões máximas (+ ou -) dependem somente de Tv e T
 L > Lmin tensões máximas = constante
REAÇÕES DE ATRITO
 Resistência das Talas (Kgf) 
 R = 5.000 Kgf (Schramm)
 Resistência ao Movimento Longitudinal (Kgf/cm)
 atrito das placas de apoio, lastro, retensores etc.
 p = 4 Kgf/cm (dormentes de madeira)
 p = 5 Kgf/cm (dormentes de concreto)
 p = 6 Kgf/cm (dormentes de aço)
 Dilatações e Tensões em Função de Variação Térmica
 não há movimentação de alguma parte do trilho (só )
 caso contrário, todo T se transforma em L
DIAGRAMA DE TENSÕES TÉRMICAS E REAÇÕES DE ATRITO
L/2 L/2
T 242

S
Lp
S
R
M
R M
L/2 L/2
T 242

S
Lp
S
R
M
R M
COMPRIMENTO MÍNIMO PARA A LINHA SER SOLDADA CONTÍNUA
 Hipóteses
 Tv = Tm (temperatura de assentamento igual à temperatura média)
 lv = lz / 2 (folga de assentamento igual à metade da folga nas talas de junção)
EL
L  TLL  
)/(15,24 2cmKgfT
XpRTF )(
 Comprimentos Retensionados
 Lf: comprimento fabricado (Ex: C.P.E.F., Lf = 300 m)
 Determinação de “p” necessário
 número de retensores por unidade de comprimento
l Ex: retensionamento a 50% (em dormentes alternados)
l trechos com retensionamento diferentes (Ex: parte central apenas com 
retensionamento preventivo)
DIMENSIONAMENTO: RESUMO DOS ESFORÇOS QUE ATUAM SOBRE A VIA
 VERTICAIS
 carga estática
 movimentos de galope e de balanço
 repartição de peso desigual nas curvas
 LONGITUDINAIS
 dilatação dos trilhos
 “reptação”
 esforço trator ou frenagem
 golpe das rodas nos topos dos trilhos
 atrito dos frisos das rodas
 TRANSVERSAIS
 força centrífuga (quando não compensada pela superelevação)
 movimento de “lacet” (choque das rodas com os trilhos, em reta)
 vento 
CONSERVAÇÃO DA VIA PERMANENTE
 FINALIDADE
 manter o traçado em planta (“puxamento” das curvas) e em perfil (inclusive as superelevações)
 manter a plataforma bem drenada e o lastro limpo
 PRINCIPAIS DEFEITOS
 Plano Horizontal
 diferença de bitola, afroxamento da fixação, deslocamento dos dormentes
 Plano Vertical
 desnivelamentos e superelevação em falta ou em excesso
 Outros
 colmatação do lastro, mato, apodrecimento dos dormentes e entupimento ou destruição de 
obras de drenagem
p
lSEL z 22,1min