Aula 04 Projeto geométrico ferroviário

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Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – DECIV 
Superestrutura de Ferrovias – CIV 259 
 
 
 
 
PROJETO GEOMÉTRICO FERROVIÁRIO 
Projeto geométrico 
O projeto geométrico adequado da via férrea permite que ela 
direcione o tráfego ferroviário nas seguintes condições ideias: 
 
• Operação segura e confortável para passageiros e cargas 
• Opção de operações próxima de velocidade máxima 
autorizada 
• Operação com alta carga por eixo 
• Procedimento de manutenção preventivo que evite acidentes 
• Menor necessidade de serviços de manutenção 
• Boa aparência estética 
 
Projeto geométrico 
CLASSES DE DEFINIÇÕES DA VELOCIDADE DIRETRIZ 
Tráfego típico Recomendado (km/h) Mínimo (km/h) 
Trens de carga 100 80 
Trens de passageiros 
Urbanos 120 100 
Interurbanos, com distância de até 
100 km 170 140 
Interurbano, com distância entre 
100 e 250 km 240 200 
Interurbano, com distância 
superior a 250 km ≥ 300 240 
Projeto geométrico 
Velocidade 
 
Definir a velocidade diretriz da ferrovia ou velocidade de 
projeto, que é a velocidade máxima que um trem tipo pode 
trafegar em condições normais de segurança. 
 
A definição dessa velocidade é realizada com base no volume de 
tráfego previsto, orçamento disponível e tipo de ferrovia a ser 
implantada (passageiros ou cargas, transporte urbano ou 
interurbano) 
Projeto geométrico 
Veículo de projeto 
 
• Constituído pelo veículo padrão que utiliza a via 
– Frota padrão: apenas um tipo de veículo que opera 
– Frota mista: composta de diferentes tipos de veículos, como 
locomotivas, vagões, carros de passageiros 
 
 
Projeto geométrico 
Veículo de projeto 
 
• Deve ser constituído pelo veículo que mais solicita a via em 
termos de: 
– Tamanho e tipos de veículos 
– Pesos dos veículos e do trem tipo 
– Geometria de carregamento, disposição e número de eixos me cada 
truque 
– Tipo de sistema de tração e potência de tração da unidade motriz 
– Capacidade de frenagem dos veículos individuais e do trem tipo 
– Capacidade de transporte do veículo de projeto e do trem tipo 
– Distribuição dos diferentes tipos de veículos e sua participação no 
transporte 
 
 
 
Projeto geométrico 
Variáveis a ser consideradas 
 
• Contato metal-metal 
A interação veículo-via se dá pelo contato direto das rodas metálicas do 
trem com os trilhos, que também são metálicos. Isto provoca um 
desgaste considerável dessas partes devido a grande magnitude da carga 
que solicita as rodas. Apesar da pequena resistência ao desgaste, esta 
alta solicitação faz com que este tipo de interação veículo-via seja o mais 
adequado. 
 
 
Projeto geométrico 
Variáveis a ser consideradas 
 
• Eixos guiados 
Diferentemente dos outros meios de transportes, o sistema ferroviário 
não possui mobilidade quanto à direção do veículo. Seu trajeto é guiado 
pelos trilhos. 
 
• Bitola 
A distância entre os trilhos é uma característica da via e é denominada 
bitola. Uma via, entretanto, pode ter mais de um tipo de bitola, 
permitindo que seja utilizada por mais de um tipo de trem. 
 
Projeto geométrico 
Material rodante 
 
• Roda solidária ao eixo 
Devido à robustez do trem, as rodas são solidárias ao eixo, não 
permitindo movimento relativo. Como consequência, pode ocorrer o 
escorregamento entre as rodas e os trilhos quando o trem descreve uma 
trajetória curvilínea. Além disso, os eixos são montados paralelamente 
numa estrutura denominada truque. 
 
Projeto Final de Engenharia Ferroviária 
Projeto geométrico 
Material rodante 
• Frisos nas rodas 
Os frisos nas rodas mantêm o trem sobre os trilhos, evitando um 
deslocamento lateral que provoque descarrilamento. 
 
• Conicidade das rodas 
Centraliza o veículo nos trilhos uma vez que, quando o mesmo se desloca 
mais para o lado de um trilho, a geometria cônica o faz escorregar pela 
gravidade de volta para o centro. 
 
Projeto geométrico 
Material rodante 
Projeto geométrico 
Geometria da via 
 
• Concordância em planta com curva de transição 
• Superelevação e velocidade limite nas curvas 
• Raio mínimo 
• Superlargura 
• Concordância vertical 
Projeto geométrico 
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PROJETO 
GEOMÉTRICO 
ELEMENTOS 
FÍSICOS 
OPERAÇÃO 
FRENAGEM 
ACELERAÇÃO 
SEGURANÇA 
CONFORTO 
Projeto de uma ferrovia 
• Projeto geométrico 
• Projeto de terraplenagem 
• Dimensionamento do lastro 
• Obras de arte 
• Drenagem 
• Desapropriação 
• Interseções 
• Sinalização 
• Impacto ambiental etc. 
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TRAÇADO 
DA 
FERROVIA 
Escolha do traçado 
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A 
B 
 Prioridades de ligação em função 
de dados socioeconômicos 
 Demanda de tráfego 
Escolha do traçado 
• Geologia / geotecnia 
– Estabilização de cortes e aterros em terrenos 
desfavoráveis (rochas, solos moles, etc.) 
 
• Topografia 
– Função dos movimentos de terra 
– Harmonia com a topografia do local 
 
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Tipo de região (relevo) 
• Plano 
– Topografia suave, permitindo pequenos movimentos de 
terra. 
• Ondulado 
– Terreno com ondulações não muito acentuadas, 
necessitando movimentos de terra de média proporção. 
• Montanhoso 
– Topografia com mudanças significativas nas elevações do 
terreno, necessitando grandes movimentos de terra. 
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Tipo de região (relevo) 
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DIFERENÇA 
DE NÍVEL im 
(m/km) 
RELEVO 
< 10 plano 
10 a 35 ondulado 
> 35 montanhoso 
D
hhhh
i nm


...321
Exemplo 
Escolha do traçado 
• Hidrologia 
– Regime pluviométrico, corpos hídricos superficiais, etc. 
– Drenagem, obras de arte, etc. 
• Desapropriação 
– Benfeitorias na faixa de implantação 
• Benefício social 
• Impacto ao meio ambiente 
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Escolha do traçado 
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BOM TRAÇADO 
X 
CUSTO MÍNIMO 
Etapas para o anteprojeto 
• Reconhecimento da região 
– Possíveis locais de passagem 
– Levantamento de obstáculos topográficos, geológicos, 
hidrológicos 
• Coleta de dados 
– Mapas, cartas, fotos aéreas, topografia, dados 
socioeconômicos, de tráfego, estudos anteriores, etc. 
• Escala 1:10.000 
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Etapas para o anteprojeto 
• Levantamento de alternativas possíveis 
– Traçado da ferrovia: representa espacialmente (planta e 
perfil) 
– Diretriz do traçado: ampla faixa de terreno ao longo e ao 
largo da qual presume-se que possa ser lançado o 
traçado da rodovia 
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Etapas para o anteprojeto 
• Determinação de pontos de passagem obrigatórios 
– De condição: obrigatoriamente atingidos (ou evitados), por 
razões sociais, econômicas ou estratégicas 
• Cidades, vilas, povoados, áreas de reserva, instalações 
industriais, militares, etc. 
– De passagem: a obrigatoriedade de serem atingidos (ou 
evitados) é devida a razões técnicas 
• Condições topográficas, geotécnicas, hidrológicas 
• Rios, acidentes geográficos, etc. 
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Etapas para o anteprojeto 
• Levantamento de quantitativos e custos 
preliminares das alternativas 
• Avaliação dos traçados 
• Elaboração de plantas e perfis 
– Comparação e escolha do traçado mais conveniente 
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Desenvolvimento de traçados 
• Melhor solução para a ligação entre dois pontos é 
seguir a diretriz geral 
– Obstáculos, pontos de interesse? 
 Força o desvio da estrada de seu traçado “ideal” 
 
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Desenvolvimento de traçados 
• Declividade muito íngreme 
– Desenvolver o traçado 
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Desenvolvimento de traçados 
• Traçado acompanha as curvas de nível 
– Há redução do volume escavado:plataforma cruzará 
menos com as curvas de nível 
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Desenvolvimento de traçados 
• Traçado cruza um espigão 
– Procurar pelos pontos mais baixos (gargantas) 
– Rampas com declividades menores – menor movimentação 
de terra 
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Desenvolvimento de traçados 
• Traçado de espigão e traçado de vale 
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Desenvolvimento de traçados 
• Necessidade de túnel 
– Se H/L < i: não é necessário desenvolver o traçado, nem cortar ou 
aterrar 
– Se H/L > i: 
• (H–2.h)/L < i: aterrando em B e cortando em A não será necessário 
desenvolver o traçado 
• (H–2.h)/L > i: é necessário passar em túnel 
ou desenvolver o traçado 
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Recomendações para projeto 
• Políticas para concordâncias horizontais 
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Projeto geométrico 
• Projeto horizontal 
– Retas e tangentes (sempre as mais longas possíveis) 
– Curvas circulares 
• simples 
• composta 
• reversa 
– Curva de transição 
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Projeto geométrico 
• Curva circular simples 
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Raio mínimo 
300 m 
Projeto geométrico 
• Curva circular composta 
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Projeto geométrico 
• Curva circular reversa 
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Tangente mínima 
comprimento do 
veículo de projeto ou 
50 m 
 
Tangente 
recomendada 
450 m 
Projeto geométrico 
• Curva circular reversa 
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Tangente mínima 
comprimento do 
veículo de projeto ou 
50 m 
 
Tangente 
recomendada 
450 m 
Projeto geométrico 
• Curva de transição 
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Projeto geométrico 
• Superelevação 
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Projeto geométrico 
• Superelevação 
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Bitola 
hmáx Métrica Normal Larga 
(mm) 100 150 160 
Projeto geométrico 
• Superelevação 
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Projeto geométrico 
• Superlargura 
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Projeto geométrico 
• Concordância vertical 
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Rampa mínima 
0,25 - 0,5% 
(drenagem) 
 
Rampa máxima 
2,5% 
Projeto geométrico 
• Concordância vertical 
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Velocidade (km/h) RV - Normal RV - Excepcional 
Inferior a 100 5.000 2.500 
Entre 100 e 140 10.000 5.000 
Entre 140 e 200 20.000 10.000 
Representação gráfica do projeto 
• Planta 
– Projeção da estrada sobre um plano horizontal 
• Perfil longitudinal 
– Interseção da estrada com a superfície vertical que contém 
o eixo da estrada 
• Seções transversais 
– Cortes da estrada feitos por planos verticais, 
perpendiculares ao eixo da estrada 
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Representação gráfica do projeto 
O traçado de uma estrada 53 
Representação gráfica do projeto 
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