Ferrovias - Janaina Lima de Araújo - Aula 06 - Revisão

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Ferrovias 13/03/2015 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
 
Revisão 
 
Ferrovias 
 
AULA 06 
Importância da ferrovia no desenvolvimento de um País 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Quais são os elementos de maior importância para o 
desenvolvimento de países e regiões? 
Devemos necessariamente considerar a importância de se ter 
um sistema de transporte eficiente. 
O modal ferroviário, em função de suas 
características que lhe proporcionam grande 
eficiência, consagrou-se como um veículo de 
transformação econômica, assumindo um 
importante papel estratégico na composição da 
matriz de transporte. 
Ferrovias 13/03/2015 
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O Sistema Ferroviário 
Brasileiro 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
O Sistema Ferroviário Brasileiro 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Transporte ferroviário é o realizado sobre linhas férreas para 
transportar pessoas e mercadorias. 
 
As mercadorias transportadas neste modal são de baixo valor 
agregado e em grandes quantidades como: 
 
- Minério, 
- Produtos agrícolas, 
- Fertilizantes, 
- Carvão, 
- Derivados de petróleo, etc. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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O Sistema Ferroviário Brasileiro 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Características do transporte ferroviário de carga no Brasil: 
 
• Grande capacidade de carga; 
• Adequado para grandes distâncias; 
• Elevada eficiência energética; 
• Alto custo de implantação; 
• Baixo custo de transporte; 
• Baixo custo de manutenção; 
• Possui maior segurança em relação ao modal rodoviário, visto que 
ocorrem poucos acidentes, furtos e roubos. 
• Transporte lento devido às suas operações de carga e descarga; 
• Baixa flexibilidade com pequena extensão da malha; 
• Baixa integração entre os estados; e 
• Pouco poluente. 
O Sistema Ferroviário Brasileiro 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
As ferrovias integrantes do Subsistema Ferroviário Federal são designadas pelo 
símbolo “EF” ou “AF”, indicativo de estrada de ferro ou de acesso ferroviário, 
respectivamente. 
 
O símbolo “EF” é acompanhado por um número de 3 (três) algarismos, com os 
seguintes significados: 
 
I - o primeiro algarismo indica a categoria da ferrovia, sendo: 
 
a) 1 (um) para as longitudinais; 
b) 2 (dois) para as transversais; 
c) 3 (três) para as diagonais; e 
d) 4 (quatro) para as ligações; 
 
II - os outros 2 (dois) algarismos indicam a posição da ferrovia relativamente à 
Brasília e aos pontos cardeais, segundo sistemática definida pelo órgão 
competente. 
Ferrovias 13/03/2015 
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O Sistema Ferroviário Brasileiro 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
O símbolo “AF” é seguido pelo número da ferrovia ao qual está ligado o acesso e 
complementado por uma letra maiúscula, sequencial, indicativa dos diferentes acessos 
ligados à mesma ferrovia. 
 
As ferrovias integrantes do Subsistema Ferroviário Federal são classificadas, de acordo 
com a sua orientação geográfica, nas seguintes categorias: 
 
I - Ferrovias Longitudinais: as que se orientam na direção Norte-Sul; 
II - Ferrovias Transversais: as que se orientam na direção Leste-Oeste; 
III - Ferrovias Diagonais: as que se orientam nas direções Nordeste - Sudoeste e 
Noroeste-Sudeste; 
IV - Ferrovias de Ligação: as que, orientadas em qualquer direção e não enquadradas 
nas categorias discriminadas nos itens I a III, ligam entre si ferrovias ou pontos 
importantes do País, ou se constituem em ramais coletores regionais; e 
V - Acessos Ferroviários: segmentos de pequena extensão responsáveis pela conexão 
de pontos de origem ou destino de cargas e passageiros a ferrovias. 
O Sistema Ferroviário Tocantinense 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
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Classificação das Vias Férreas 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
As vias férreas são agrupadas nas seguintes Categorias Principais: 
 
i. Vias de transporte público de veículos leves sobre trilhos 
 
 
ii. Vias de transporte público ferroviário urbano 
 
 
 
iii. Vias de carga e intermunicipais de passageiros 
 
 
Movido por energia elétrica (sistema aéreo de fios)  velocidade de operação entre 65 a 90km/h 
Movido por motores elétricos sob tensões moderadas velocidade de operação 130km/h 
CPTM - Companhia Paulista de Trens Metropolitanos 
Ligam cidades, implicando o tráfego ferroviário de longas distâncias. 
 
As operações geram a maior parte da receita do setor ferroviário, chegando a velocidade 
superiores a 160 km/h 
Classificação das Vias Férreas 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
As vias férreas são agrupadas nas seguintes Categorias Principais: 
 
iv. Vias de alta velocidade 
Trens-balas (velocidade de 145km/h 
a 480 km/h) 
 
• Quando somente trens de 
passageiros operam na linha 
(rampas mais altas podem ser 
permitidas por causa da baixa 
carga de eixo) 
 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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Classificação das Vias Férreas 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
As vias férreas são também agrupadas nas seguintes Categorias 
Secundárias: 
 
i. Vias principais 
 Formam a rede principal de ferrovias e ligam as principais origens e 
destinos do sistema. 
 
ii. Vias secundárias 
 Ou ramais, incluem vias que ligam a linha principais a uma estação 
que está fora desta e as que ligam a linha principal com os pátios ferroviários. 
 
iii. Vias de pátio e sem receita 
 São aquelas que entram nos pátios ferroviários onde veículos são 
classificados e onde a manutenção e reparos dos vagões e dos motores das 
locomotivas são realizados. 
DEFINIÇÃO - FERROVIAS 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Um dos conceitos mais completos de estrada de ferro diz que: 
 
Ferrovia é um sistema de transporte terrestre, autoguiado, em 
que o veículo (motores e rebocados) se deslocam com rodas 
metálicas sobre duas vigas contínuas longitudinais, também 
metálicas, denominados de trilhos. 
 
Os apoios transversais dos trilhos são os dormentes, são 
regularmente espaçados e repousam geralmente sobre um 
colchão amortecedor de material granular denominado de 
lastro, que por sua vez absorve e transmite ao solo as pressões 
correspondentes às cargas suportadas pelo trilho. 
Ferrovias 13/03/2015 
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Função e constituição da linha férrea 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
A ferrovia é composta por dois subsistemas básicos: 
 
• O de material rodante ( veículos tratores e rebocados) 
• O de via permanente (infraestrutura e a superestrutura ferroviária) 
Função e constituição da linha férrea 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
A infraestrutura ferroviária 
 
É o conjunto de obras que formam a plataforma da estrada e suporta a 
superestrutura. 
 
Composta por: 
 
• Terraplenagem (cortes e aterros) 
• Sistemas de drenagem 
• Obras de arte corrente e especiais 
• Túneis 
 
Sublastro 
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CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS VIAS 
 
• Raio mínimo 
• Superelevação e velocidade limite nas curvas 
• Sobrecarga nas curvas 
• Superlargura 
• Concordância em planta com Curva de Transição 
• Concordância vertical 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS VIAS 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
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Arco de círculo 
• CURVA CIRCULAR SIMPLES 
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS VIAS 
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Pontos Singulares da curva 
 
PI : ponto de intersecção das tangentes a serem 
concordadas 
 
PC : ponto inicial da curva circular 
 
PT : último ponto da curva circular 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Te Te 
Dados de projeto 
 
R: Raio da curva circular 
 
Te: Tangente externa 
 Raio de curva (R): 
 
O raio pode ser calculado em função da corda e da flecha da 
curva. 
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ENGENHARIA CIVIL 
Projeto de Estradas ICÁLCULO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DA CURVA 
Ferrovias 13/03/2015 
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 Desenvolvimento da curva (Dc): 
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ENGENHARIA CIVIL 
Projeto de Estradas I 
CÁLCULO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DA CURVA 
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ENGENHARIA CIVIL 
Projeto de Estradas I 
Ângulo central é igual a deflexão 
90° + 90° + (180° - ∆) + AC = 360° 
CÁLCULO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DA CURVA 
Ferrovias 13/03/2015 
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 Tangente externa (T): 
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ENGENHARIA CIVIL 
Projeto de Estradas I 
CÁLCULO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS DA CURVA 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
As ferrovias têm exigências mais severas quanto às características das 
curvas que as rodovias. 
 
A questão da aderência nas rampas, a solidariedade rodas-eixo e o 
paralelismo dos eixos de mesmo truque impõem a necessidade de 
raios mínimos maiores que os das rodovias. 
 
O raio mínimo horizontal para o traçado ferroviário é estabelecido 
levando-se em conta as características do material rodante previsto 
para circular no trecho. 
 
• Assim os limites de inscrição do truque são os limites de inscrição 
dos veículos ferroviários. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
RAIO MÍNIMO 
 
A aplicação deste critério conduz a raios muito reduzidos e mesmo 
inaceitáveis dentro da moderna tecnologia ferroviária. 
 
Portanto este raio mínimo significa, na maioria dos casos, apenas um 
limite que não pode ser ultrapassado, porém pode encontrar 
aplicações em desvios e ramais secundários. 
 
Estes valores são: 
R = 100m para bitola métrica 
R = 160m para bitola larga. 
 
Rmín ≈ 100 vezes o valor da bitola 
• Permitir inscrição da base rígida 
• Limitar o escorregamento roda-trilho 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
RAIO MÍNIMO 
 
No caso de elaboração de Projetos, normalmente já vem especificado no próprio 
Termo de Referência a solicitação do cliente, das quais tem alguns exemplos: 
 
RAIO MÍNIMO HORIZONTAL 
 
 Projeto de contorno ferroviário DNIT (vias em bitola métrica). 
• Raio mínimo = 400 metros. 
 
 Projeto do Metrô de Salvador (bitola normal 1,435m) 
• Raio mínimo – via principal = 300 metros 
• Raio mínimo – via secundária = 100 metros. 
 
 “Projeto Geométrico do Traçado da Via Permanente – CPTM” (bitola 1,60m). 
• Raio mínimo vias principais = 420 metros (em traçado novo) ou = 300 metros 
(em traçado existente) 
• Raio mínimo vias secundárias = 250 metros. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO - ESPECIFICAÇÃO VALEC 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CRITÉRIOS E PARÂMETROS - PLANIMETRIA 
VALEC – Raio mínimo: 343,823m (3°20’) 
 Serão adotadas curvas 
com transição espiral 
(clotóide), para raios 
iguais ou inferiores a 
2291,838m (0°030’) 
 
 Lc – comprimento da 
trsnsição: 1m por cada 
minuto de grau da 
curva, podendo ser 
usado 0,5 m quando não 
houver distância 
suficiente entre curvas 
 
 Tangente mínima entre 
curvas 30 m 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERELEVAÇÃO 
Superelevação ou sobrelevação consiste em elevar o nível do trilho externo de 
uma curva. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Esta técnica reduz: 
• O desconforto gerado pela mudança de direção 
• O desgaste no contato metal-metal 
• O risco de tombamento devido à força centrífuga que aparece nas 
curvas. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERELEVAÇÃO (Método de cálculo) 
 
• Superelevação Teórica; 
• Superelevação Prática; 
• Superelevação Prática máxima 
A velocidade máxima de projeto de um determinado trecho (que 
possui em geral mais de uma curva) será definida considerando o raio 
da curva mais “fechada”. 
Vê métodos na aula 3 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Problemas no dimensionamento pelo método teórico 
 
Na via projetada para velocidade máxima prevista para trens de 
passageiros, aparecem os seguintes problemas: 
 
• Utilização da via por diversos tipos de veículos 
• Veículos de manutenção mais lentos (risco de tombamento para o 
lado interno da curva); 
• Desgaste excessivo do trilho interno; 
• O trem de passageiros pode reduzir a velocidade. 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERELEVAÇÃO PRÁTICA 
• Via projetada para velocidade diretriz 
• Velocidade máxima prevista para trens de passageiros 
• Trens de carga e manutenção utilizam a mesma via 
 
Como a velocidade desses veículos é menor, a componente da força 
centrífuga também é menor. 
 
Com isso aparece o risco de tombamento do veículo mais lento para dentro 
da curva e de excesso de desgaste do trilho interno, caso a superelevação da 
mesma tenha sido dimensionada pelo critério teórico. Além disso, mesmo o 
trem de passageiros pode, por algum motivo, parar na curva. 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERELEVAÇÃO PRÁTICA 
Critérios racionais: 
 
• Conforto 
 A aceleração centrífuga não equilibrada não pode causar 
desconforto aos passageiros. 
 
• Segurança 
 Parte da força centrífuga não é equilibrada, mas a estabilidade 
é garantida por um coeficiente de segurança. 
 
Os critérios são equivalentes em seus resultados. 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERELEVAÇÃO MÁXIMA 
• Evita o tombamento do trem para o lado interno da curva quando 
este está parado sobre ela. 
 
Queremos determinar qual a velocidade máxima que um dado trem 
(com características definidas, como peso, altura do centro de 
gravidade, etc.) pode descrever uma curva que tenha superelevação 
máxima. 
 
OBS.: As curvas consideradas serão as de menor raio em cada trecho 
de velocidade constante. 
 
PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SOBRECARGA NOS TRILHOS DA CURVA 
Situações possíveis: 
• As forças de reação dos trilhos serão iguais (~P/2) se a 
superelevação tiver sido calculada pelo método teórico e a 
velocidade de tráfego for a de projeto, ou seja, força centrífuga 
equilibrada. 
 
• O trilho externo sofrerá solicitação maior se a curva possuir 
superelevação prática e o veículo trafegar na velocidade de projeto. 
 
• Para velocidades de tráfego abaixo da de projeto e superelevação 
teórica, o trilho interno será mais solicitado que o externo (o 
mesmo pode acontecer para superelevação prática no caso de 
menores velocidades). 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUPERLARGURA 
 
• Alargamento da bitola nas curvas (~1 a 2 cm). 
• Facilita a inscrição do truques. 
• Reduz o escorregamento das rodas. 
• Desloca-se o trilho interno, pois o externo guia a roda. 
• Distribuição da superlargura feita antes da curva circular ou durante 
a transição. 
 
Expressões práticas (Norma): 
 Os valores de R e S são dados em metros. 
 
 Curvas com raios acima de 500 m não 
recebem superlargura. 
 
 Rmín VALEC é de 343,823m  praticamente 
em ferrovias não existe superlargura. 
PROJETO GEOMÉTRICO 
34 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
Variação brusca de curvatura: repercute sobre os passageiros 
(desconforto), cargas, veículo e via. 
Curvatura como sendo o 
inverso do raio de uma curva: 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
35 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
Para atenuar esse problema e, ao mesmo tempo permitir uma 
distribuição segura da superelevação, utilizamos as curvas de transição 
(variação contínua de C = 0 a C =1/R). 
PROJETO GEOMÉTRICO 
36 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
No caso de curva circular há três possibilidades para a distribuição da 
superelevação sem o uso da curva de transição: 
 
1. Metade na tangente e metade na curva circular 
 
2. Total na curva 
Problemas: limita a velocidade e o comprimento da curva pode ser 
insuficiente. 
 
3. Total na tangente 
Problemas: grande deslocamento do centro de gravidade do carro. 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
Nenhuma das hipóteses satisfaz tecnicamente, pois não resolvem a 
questão da brusca variação da curvatura. 
 
Esta somente será resolvida se houver uma variação contínua de C = 0 
até C = R. 
 
Assim, a superelevação é implantada totalmente na curva de transição 
variando de 0 até hprát , enquanto o raio varia de infinito até R. 
 
Implantação da superelevação na curva de transição 
PROJETO GEOMÉTRICO 
38 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
Implantação da superelevação na curva de transição 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
39 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
CONCORDÂNCIA EM PLANTA COM CURVAS DE TRANSIÇÃO 
 
Instalação: 
 
• GREIDES 
É o conjunto das alturas a que deve obedecer o perfil longitudinal da 
estrada quando concluída. 
 
 Retos: inclinação constante em um determinado trecho. 
 
 Curvos: quando se utiliza uma curva de concordância para 
concordar os greides retos. 
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS ESTRADAS 
40 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
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• GREIDES 
CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DAS VIAS 
41 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
PROJETO GEOMÉTRICO 
42 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRAÇADO VERTICAL – CONCORDÂNCIA VERTICAL 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
43 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRAÇADO VERTICAL – CONCORDÂNCIA VERTICAL 
• Raios e inclinação muito mais restritivos 
• Maior custo de implantação 
• Evitar coincidência das curvas verticais com Aparelho de Mudança 
de Vias (AMV) 
• Curvas: circulares, parabólicas ou elípticas 
 Circulares: quanto maior o raio, maior o conforto e o custo. 
 Europa: 5000 a 10000 m; 
 Brasil: 1500 m; 
PROJETO GEOMÉTRICO 
44 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRAÇADO VERTICAL – CONCORDÂNCIA VERTICAL 
Parabólicas: mais empregadas no Brasil e EUA 
 
 
 
 
 
 
 O coeficiente c é tabelado e varia em função da classe da via e do 
tipo de curva vertical, se é côncava ou convexa. 
Ferrovias 13/03/2015 
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PROJETO GEOMÉTRICO 
45 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRAÇADO VERTICAL – CONCORDÂNCIA VERTICAL 
RAMPAS 
Nos trechos tangentes, a inclinação varia de 1% a 2% 
 
Podendo chegar a 4% nas linhas do Metrô e TGV (Train Grude Vitesse – 
Trem de Grande Velocidade). 
 
 Metrô de São Paulo, Metrô de Salvador Rampa máxima: 4% 
 
 DNIT Rampa máxima: 1,5% 
Função e constituição da linha férrea 
46 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
A superestrutura ferroviária 
 
É o segmento da via permanente que recebe os impactos diretos da 
carga. 
 
Principais componentes são: 
 
• Trilhos 
• Acessórios de fixação 
• Aparelhos de mudança de vias 
• Dormentes 
• Lastro 
 
Os quais estão sujeitos às ações de degradação provocadas pela 
circulação dos veículos e de por ataques do meio ambiente. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
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INFRAESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
47 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Plataforma (Infraestrutura) 
 
SUBLEITO 
 
Deve receber compactação, com o objetivo de aumentar sua 
resistência. 
 
Cuidados devem ser tomados quanto à drenagem, como o uso de 
trincheiras e drenos para rebaixar o nível d’água quando necessário em 
cortes no terreno. 
48 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Plataforma (Infraestrutura) 
 
SUBLEITO EM CORTE 
 
INFRAESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
Ferrovias 13/03/2015 
25 
49 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Plataforma (Infraestrutura) 
 
SUBLEITO EM ATERRO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Zonas com maiores exigências de compactação em razão de 
concentração de tensões. 
INFRAESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
Plataforma (Infraestrutura) 
 
BOMBEAMENTO DE FINOS DO SUBLEITO 
 
O bombeamento de finos é um processo autoalimentado que consiste 
no enrijecimento do lastro e posterior ruptura devido à secagem de 
lama proveniente do subleito bombeada pelo tráfego. 
 
Ocorre na presença de: 
• Solo fino 
• Água e 
• Super solicitação. 
 
Soluções: filtro, geotêxtil protegido, seleção do subleito, solo-cimento (solo-cal, 
ligantes betuminosos) 50 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
INFRAESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
Ferrovias 13/03/2015 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUBLASTRO 
(Especificação de Serviço nº 80-ES-028A-20-8010 VALEC) 
 
Trata-se camada de material que completa a plataforma ferroviária e que 
recebe o lastro, tendo a função de absorver os esforços transmitidos pelo 
lastro e transferi-los para o terreno subjacente na taxa adequada à capacidade 
de suporte do referido terreno. 
 
 
 
 
 
 
 
É a camada superior da infraestrutura, e tem características especiais levadas 
em conta na construção da superestrutura. 
SUBLASTRO 
Plataforma - Infraestrutura 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
52 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
SUBLASTRO 
(Especificação de Serviço nº 80-ES-028A-20-8010 VALEC) 
 
Tem a seguintes funções: 
 
• Aumentar a capacidade de suporte da plataforma, permitindo elevar a 
taxa de trabalho no terreno ao serem transmitidas as cargas através do 
lastro (reduzindo sua superfície de apoio e sua altura, o que traz economia 
de material) 
• Evitar a penetração do lastro na plataforma (infraestrutura) 
• Aumentar a resistência do leito à erosão e a penetração da água, 
concorrendo para uma melhor drenagem da via. 
• Permitir relativa elasticidades ao apoio do lastro para que a via não seja 
excessivamente rígida. 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
Espessura do sublastro - ~ 20 cm é suficiente 
Ferrovias 13/03/2015 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
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ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
LASTRO 
(Especificação de material nº 80-EM-033A-58-8006 - PEDRA BRITADA PARA LASTRO - VALEC) 
 
Elemento da superestrutura - situado entre os dormentes e o sublastro. 
 
 
SUB-LASTRO 
Plataforma - Infraestrutura 
Lastro 
Dormente 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
54 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
LASTRO 
(Especificação de material nº 80-EM-033A-58-8006 - PEDRA BRITADA PARA LASTRO - VALEC) 
 
Suas principais funções são: 
 
• Distribuir esforços do dormente; 
• Drenagem 
 
 
 
 
• Resistir a esforço transversal (empuxo passivo atuando no 
dormente); 
• Permitir reconstituição do nivelamento (através de equipamentos 
de manutenção); 
Ferrovias 13/03/2015 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
55 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
LASTRO 
(Especificação de material nº 80-EM-033A-58-8006 - PEDRA BRITADA PARA LASTRO - VALEC) 
 
Características do material a ser selecionado para compor o Lastro: 
 
• Suficiente resistência aos esforços transmitidos 
• Elasticidades limitada para abrandar os choques 
• Dimensões que permitam sua interposição entre os dormentes e o 
sublastro 
• Resistência aos agentes atmosféricos 
• Ser material não absorvente, não poroso e de grãos impermeáveis 
• Não deve produzir pó. 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
56 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
LASTRO 
(Especificação de material nº80-EM-033A-58-8006 - PEDRA BRITADA PARA LASTRO - VALEC) 
 
Especificação de Projeto de superestrutura - 80-EG-000A-18-0000 
 
 
LASTRO PEDRA BRITADA 
 
 
• Rochas mais apropriadas: Granitos, Gnaisse, Quartzito, micaxisto, Deorito 
e Diabásio. 
• Rochas menos apropriadas: Arenito, Calcário, Mármore e Dolamita 
(devem ser analisadas pois nem sempre atendem às especificações 
técnicas). 
 
Optar pelas rochas de alta resistência (mais duras)! 
Ferrovias 13/03/2015 
29 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
57 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
LASTRO 
(Especificação de material nº 80-EM-033A-58-8006 - PEDRA BRITADA PARA LASTRO - VALEC) 
 
RESUMO: 
• A fim de garantir a drenagem, o lastro deve apresentar granulometria 
uniforme; 
 
 
 
• A forma cúbicas das partículas evita os recalques que ocorreriam com a 
passagem do tráfego 
• As faces fraturadas proporcionam embricamento entre as partículas (maior 
ângulo de atrito, maior resistência) 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
58 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 – e 
Dormente monobloco de concreto protendido – nº 80-EM-031A-58-8014 - VALEC) 
 
Têm a finalidade de, além de fixar os trilhos na medida da bitola ou das 
bitolas, o caso de via em bitola mista, como definido em projeto, transmitir os 
esforços exercidos sobre os trilhos para o lastro e, daí, para a plataforma do 
leito estradal. 
 
SUB-LASTRO 
Plataforma - Infraestrutura 
Lastro Suporte dos trilhos 
Dormente 
Ferrovias 13/03/2015 
30 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
59 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 – e 
Dormente monobloco de concreto protendido – nº 80-EM-031A-58-8014 - VALEC) 
 
Para que o dormente cumpra a sua finalidade, será necessário: 
 
• Suas dimensões (comprimento e largura) forneçam superfície de apoio 
suficiente para que a taxa de trabalho no lastro não ultrapasse os limites 
relativos a esse material. 
 
• Sua espessura lhe dê rigidez necessária (permitindo alguma elasticidade) 
 
• Tenha suficiente resistência aos esforços solicitantes 
 
• Tenha Durabilidade 
 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
60 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 – e 
Dormente monobloco de concreto protendido – nº 80-EM-031A-58-8014 - VALEC) 
 
Para que o dormente cumpra a sua finalidade, será necessário: 
 
• Permita (com relativa facilidade) o nivelamento do lastro (socaria) em sua 
base 
 
• Oponha-se de modo eficaz aos deslocamentos longitudinais e transversais 
da via 
 
• Permita boa fixação do trilho – uma fixação firme, sem ser excessivamente 
rígida. 
 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
61 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE MADEIRA 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 - VALEC) 
 
Dimensões (Comprimento x largura x altura) 
 
 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
62 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE MADEIRA 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 - VALEC) 
 
• A resistência das madeiras cresce com a densidade. 
 
• Utiliza-se comumente madeira de lei (aroeira, sucupira, ipê, angico, etc.) e 
madeira mole (angelim, pau brasil, pinho, eucalipto, etc.), tendo as 
primeiras maior durabilidade e resistência. 
 
 
 
A durabilidade é função da: 
 
Qualidade da madeira, clima, drenagem, tráfego, época do ano em que a 
madeira foi cortada (no inverno há menos seiva), grau de secagem, tipo de 
fixação, lastro, existência de placa de apoio, etc. 
Madeira de lei – Primeira classe 
Madeira mole – Segunda Classe 
Madeiras com defeitos toleráveis – 3ª e 4ª Classe 
Ferrovias 13/03/2015 
32 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
63 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE MADEIRA 
(Especificação de material Dormente de madeira para AMV - nº 80-EM-031A-58-8013 - VALEC) 
 
DURABILIDADE 
 
Dormente de madeira de lei: tem cerne, portanto, mais durabilidade e não 
precisa de tratamento químico. 
 
Dormente de madeira branca: tem alburno, portanto fácil apodrecimento e 
requerem tratamento químico para aumentar a vida útil. 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
64 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE MADEIRA 
Ferrovias 13/03/2015 
33 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
65 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE AÇO 
 
Apresentam maior rigidez e fixação do trilho mais difícil (parafusos e 
castanhas) e tendem ao afrouxamento. 
 
• Constante manutenção 
• Dificulta a socaria do lastro (forma do dormente em U) 
Parafusos e castanhas 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
66 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE AÇO 
Ferrovias 13/03/2015 
34 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
67 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE CONCRETO 
 
Este tipo de dormente começou a ser utilizado após a Segunda Guerra 
Mundial. 
 
Era de concreto armado, monobloco, não protendido. 
 
• Começou a aparecer fissuras próximas à seção central, causadas pela 
tração que aparece nesta região. 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
68 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES DE CONCRETO 
 
Ferrovias 13/03/2015 
35 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
69 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
DORMENTES 
 
Na escolha entre o tipos de dormente, deve-se ponderar: 
 
• Desenvolvimento da indústria do aço e da madeira; 
• Política de importação; 
• Custo: juros, renovação, manutenção, venda do material inservível; 
• Tipo de dormente que a via já utiliza. 
RESUMO 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
70 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRILHOS 
 
 
São elementos da via permanente que guiam o 
veículo no trajeto e dão sustentação ao mesmo. 
 
Funcionam como viga contínua e transferem as 
solicitações das rodas para os dormentes. 
 
Os trilhos são designados pelo peso que 
apresentam por metro linear. 
 
Exemplos: TR – 37, 45, 50, 57 e 68. 
 
Nº significa - Peso teórico (kg/m) 
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71 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
15,88 mm 
bitola 
Trilho 
Dormente 
SUB-LASTRO 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
Lastro 
Plataforma - Infraestrutura 
BITOLA FERROVIÁRIA 
 
É o comprimento retilíneo ortogonal aos trilhos, paralelo ao 
plano de rolamento da via, cuja afastamento desse segmento em 
relação ao plano é de 15,88 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
No Brasil, pelo Plano Nacional de Viação, a bitola padrão é a 
larga (1,60m), porém a que predomina é a métrica (1,00m). 
72 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
15,88 mm 
bitola Trilho 
Dormente 
Ferrovias 13/03/2015 
37 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
73 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRILHOS 
 
Funções 
 
• Sustentação e condução 
• Viga contínua 
 
Designação 
 
• Peso por metro linear (TR-37, 45, 50, 57, 68) 
 
Requisitos 
 
• Boleto (desgaste) 
• Alma (viga) 
• Patim (estabilidade) 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
74 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRILHOS 
 
Requisitos do Perfil Vignole 
 
• O boleto deve ser “massudo”, para que o desgaste não afete o momento 
de inércia da seção 
 
• A alma deve possui 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  maior momento de inércia 
 Deve-se conservar uma espessura mínima na alma capaz de garantir 
adequada resistência e rigidez. 
 
• O patim não deve serfino. Se não possuir espessura adequada pode 
acumular deformações permanentes ao longo da vida útil e provocar 
acidentes. 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
75 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TRILHOS 
 
AÇO 
 
Aço 
• Comum (ferro + carbono) 
• Tratado termicamente 
• Liga (nióbio, molibdênio, etc.) 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
76 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
TALAS DE JUNÇÃO 
São elementos que atuam na emenda mecânica dos trilhos. 
 
Manter a continuidade dos trilhos - já que os mesmos são fabricados nas 
dimensões de 12 m, 18 m ou 24 m. 
OBJETIVO: 
 
• Oferecer maior inércia, fazendo 
com que os trilhos se deformem 
com mais dificuldade. 
Ferrovias 13/03/2015 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
77 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
 
Os trilhos também podem ser unidos por meio de solda. 
 
Soldagem – No estaleiro 
 
• Caldeamento 
 Melhor qualidade 
 Dificuldade de levar para o local 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
78 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
 
Os trilhos também podem ser unidos por meio de solda. 
 
Soldagem – No local 
 
• Solda aluminotérmica 
 
 Facilidade de transporte 
 Maior custo 
 Pior qualidade 
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SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
79 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
 
Os trilhos também podem ser unidos por meio de solda. 
 
Soldagem – No local 
 
• Caldeamento 
 
Inovação Tecnológica 
 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
80 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
ACESSÓRIOS DE FIXAÇÃO 
 
São elementos que têm como função de: 
 
• Manter o trilho na posição correta e Garantir a bitola da via 
 
• Resistência ao deslocamento longitudinal e lateral do trilho (frenagem, 
dilatação). 
 
As cargas horizontais e verticais devem ser transferidas para os dormentes 
sem prejudicar o sistema de fixação. 
 
As fixações devem permitir a substituição dos trilhos sem afrouxar seus 
embutimentos no dormente de madeira. 
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41 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
81 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
ACESSÓRIOS DE FIXAÇÃO 
 
Rígidas - São pregos e parafusos (Tirefond). 
 
Soltam com o tempo (vibração), perdendo a capacidade de resistir a esforços 
longitudinais 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
82 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
ACESSÓRIOS DE FIXAÇÃO 
 
Elásticas 
 
Mantêm pressão constante sobre o trilho, não afrouxando-se com o tráfego. 
Existem diversos modelos, como a Pandrol, McKay e Vossloh. 
Ferrovias 13/03/2015 
42 
SUPERESTRUTURA DE VIA PERMANENTE 
83 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
ACESSÓRIOS DE FIXAÇÃO 
 
Placas de Apoio 
 
Servem para aumentar a área de apoio do trilho no dormente 
 
Distribui a tensão do trilho no dormente. 
• Inclinação 1:40 de dentro dos trilhos 
 
Necessário para que o trilho fique inclinado do 
mesmo modo que o aro da roda (conicidade de 
1:40) 
Função e constituição da linha férrea 
84 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
A superestrutura ferroviária 
 
Classificação da superestrutura: 
 
• Rígida – quando os dormentes são assentados sobre lajes de 
concreto ou quando os trilhos são fixados diretamente sobre uma 
viga. 
 
• Elástica– quando se utiliza lastro para distribuir convenientemente 
sobre a plataforma os esforços resultantes das cargas do material 
rodante, garantindo a elasticidade e fazendo com que a carga 
transmitida pelos os trilhos seja suportada pelos dormentes e pelo 
lastro. 
 
Ferrovias 13/03/2015 
43 
CARACTERÍSTICAS DA FERROVIA – VIA e Veículo 
85 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• 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. 
CARACTERÍSTICAS DA FERROVIA 
86 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• Eixos guiados 
 
Diferentemente dos outros meios de transporte, o sistema ferroviário 
não possui mobilidade quanto à direção do veículo. 
 
Seu trajeto é guiado pelos trilhos. 
Ferrovias 13/03/2015 
44 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL RODANTE 
87 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• Roda solidária ao eixo 
 
Devido à robustez do trem, as rodas são solidárias ao eixo, não 
permitindo movimento relativo. 
 
Como consequência, aparece escorregamento entre as rodas e os 
trilhos quando o trem descreve uma trajetória curvilínea. 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL RODANTE 
88 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• Existência de frisos nas rodas 
 
Os frisos nas rodas mantêm o trem sobre 
os trilhos, evitando um deslocamento 
lateral que provoque descarrilamento. 
Ferrovias 13/03/2015 
45 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL RODANTE 
89 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• Conicidades das rodas 
As rodas possuem ainda uma configuração cônica que tem duas 
funções: 
 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. 
 
 Diminui (um pouco) o efeito do escorregamento das rodas nas 
curvas, pois o trem se apoiar numa curva no trilho externo e a 
configuração das rodas faz com que a externa tenha uma 
circunferência de contato com o trilho maior que a interna. 
CARACTERÍSTICAS DO MATERIAL RODANTE 
90 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
• Eixos 
 
As cargas são dispostas nas pontas dos eixos, diferentemente dos 
caminhões. As rodas nunca estão fora do gabarito da “caixa”. 
 
Outro aspecto relativo aos eixos é o fato do paralelismo dos 
mesmos no truque. 
Ferrovias 13/03/2015 
46 
DEFINIÇÃO 
 
 
São dispositivos que, além de suportar e 
distribuir sobre os dormentes as cargas 
transmitidas pela composição ferroviária, têm 
a particularidade de permitir a livre 
passagem dos frisos das rodas na mudança 
ou transposição dos trilhos, guiando-os na 
direção desejada. 
 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
91 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Classificação 
 
O primeiro grupo abrange: 
 
• Aparelhos de mudanças de vias (AMVs) 
 
• Aparelhos de transposição de via (ATVs) 
 
• Aparelhos de conexão de via (ACVs) 
 
• Aparelhos de translação do eixo da via 
(ATEVs) 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
92 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
47 
Aparelhos de mudança de via 
 
• Tem a função de desviar os veículos com segurança e velocidade 
comercialmente compatível. 
 
 
• Dá flexibilidade ao traçado, mas por ser um elemento móvel da via (único), 
é peça-chave na segurança da operação. 
 
 
• Possui alto custo de aquisição (dormentes especiais, etc.) e manutenção 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
93 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Aparelhos de mudança de via 
 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
94 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
48 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
• Giradores – permite além de mudar de sentido da marcha das locomotivas 
como também os veículos de linha, principalmente das áreas restritas: 
oficinas, postos de revisão e pátios. 
 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
95 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
• Carretões – permite que o veículo ferroviário passe de uma linha para 
outra dentro das oficinas de reparação. 
 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
96 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias13/03/2015 
49 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
• Juntas de dilatação (TLS) – empregada com dispositivos de proteção e 
segurança em pontes de grandes dimensões. Também pode ser utilizada à 
entrada de um AMV, dependendo das condições locais e operacionais. 
 
 
 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
97 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
 
• Contratilhos internos protetores– empregados para proteção de obras 
ferroviárias, como pontilhões, pontes e viadutos. 
 
 
• Descarrilhadeira – empregada como dispositivo de segurança nos caos de 
possibilidade de corrida de um veículo ferroviário estacionado. 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
98 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
50 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
• Triângulo de reversão 
 
São três dispositivos interligados 
em forma de triângulo, com um 
prolongamento em um dos 
vértices chamado de chicote do 
triângulo. 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
99 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Classificação 
 
O segundo grupo abrange: 
 
• Para-choques de via – São peças feitas de trilhos curvados, ligados por 
uma peça de madeira aparafusada a eles, no centro da qual se adapta uma 
mola. São colocadas nas extremidades dos desvios mortos, evitando o 
descarrilhamento dos veículos na ponta do desvio. 
 
 
 
APARELHOS ESPECIAIS DE VIA 
100 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
Ferrovias 13/03/2015 
51 
101 
ENGENHARIA CIVIL 
Ferrovias 
 
1ª Avaliação 
 
Individual sem consulta 
 
Ferrovias 
 
Próxima aula...