APS Ferrovias 02 06

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SUMÁRIO 
 
1. Estação São Caetano do Sul ............................................................. 4 
2. Verba de Investimento ....................................................................... 8 
2.1. Cálculo da altura e volume do lastro ......................................... 10 
2.2. Cálculo da tensão na plataforma ............................................... 12 
2.3. Verificar se o trilho TR-45 atende ao projeto ............................. 14 
2.4. Planilha Orçamentária ............................................................... 15 
2.5. Comparativo de custos .............................................................. 16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1. Estação São Caetano do Sul 
 
A Estação São Caetano do Sul - Prefeito Walter Braido, chamada 
extraoficialmente apenas de São Caetano do Sul, é uma estação ferroviária, 
pertencente à Linha 10 - Turquesa da CPTM. 
A estação está localizada na Rua Serafim Constantino, 51, no centro do 
município de São Caetano do Sul, na Região do Grande ABC, onde está 
localizado o seu acesso principal, o segunda acesso está na Rua Perrella, 
aproximadamente no n°457. 
 
Figura 1 – Planta de localização da estação 
Fonte: Google Earth, 2020 
 
A estação possui 4 plataformas e 6 linhas férreas para locomoção dos 
trens. 
 
Figura 2 - Diagrama da Estação São Caetano do Sul–Prefeito Walter Braido 
 
Fonte: Wikipédia, 2020 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Esta%C3%A7%C3%A3o_ferrovi%C3%A1ria
https://pt.wikipedia.org/wiki/Linha_10_da_CPTM
https://pt.wikipedia.org/wiki/Companhia_Paulista_de_Trens_Metropolitanos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Centro_(S%C3%A3o_Caetano_do_Sul)
https://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Caetano_do_Sul
https://pt.wikipedia.org/wiki/Regi%C3%A3o_do_Grande_ABC
5 
 
• Via a: Sentido Brás (Embarque e desembarque) 
• Via b: Sentido Tamanduateí/Luz (Embarque e desembarque, Expresso 
Linha 10 e Linha 10+) 
• Via c: Sentido Santo André (Embarque e desembarque, Expresso Linha 
10 e Linha 10+) 
• Via d: Sentido Rio Grande da Serra (Embarque e desembarque) 
• Via e: Não utilizada (Estacionamento) 
• Via f: Não utilizada (Estacionamento) 
 
O Esquema de utilização das plataformas pode variar dependendo do 
horário de pico.) 
O Transporte de pessoas é o que prevalece na linha, porem vale ressaltar 
que as linhas também são utilizadas pelo transporte de carga sob regime de 
concessão da MRS Logística na operação Santos-Jundiai. 
O lastro utilizado na linha 10 turquesa, onde se encontra a estação de São 
Caetano do Sul é a pedra britada de forma cúbica em sua grande maioria. 
A bitola utilizada pela CPTM é a Irlandesa, que mede a distância dos 
boletos que têm 1.600mm um do outro. 
 
Figura 3 – Linha Férrea vista da plataforma 1 
 
Fonte: Autores, 2020 
6 
 
Os dormentes que fazem parte dos componentes de super estrutura da 
via permanente, são feitos de madeira e são monoblocos. Os grampos que 
fazem a fixação dos trilhos com os dormentes são os elásticos rígidos, não são 
duplos. 
 
Figura 4 – Trilhos, dormentes de madeira, Grampos e Lastros 
 
Fonte: Autores, 2020 
 
Figura 5 – Grampos e Trilhos 
 
Fonte: Autores, 2020 
7 
 
Os trilhos utilizados para a locomoção dos trens são "topada", querendo 
dizer que não existe folga entre os trilhos, são totalmente unidos. O perfil do 
trilho utilizado é o Vignole, do tipo TR-57, sendo formado pelo boleto onde 
circula as rodas do trem, o patim que liga o trilho ao dormente e a alma que liga 
o boleto ao patim. 
 
Figura 6 – Detalhe do trilho em perfil 
 
Fonte: Autores, 2020 
 
Figura 7 – Encontro da Roda com o trilho 
 
Fonte: Autores, 2020 
8 
 
Figura 8 – Troca das rodas no pátio de manutenção da Luz 
 
Fonte: Autores, 2020 
 
 
2. Verba de Investimento 
 
A concessionária de uma ferrovia deseja construir um prolongamento de 
via para implantação de mais uma estação. Para tanto, dispõe de uma verba 
para investimento no empreendimento de R$16,46 milhões por quilômetro de 
ferrovia, já incluindo o valor da estação, previsto em R$12,5 milhões. 
𝑋 = (
∑RAt
𝑛
1.000.000
) − 3 
 
𝑋 = (
19.454.985
1.000.000
) − 3 
 
𝑋 = 16,45498 
 
∴ 𝑋 = 16,46 𝑀𝑖𝑙ℎõ𝑒𝑠 
 
 
 
 
✓ Local do empreendimento: 
9 
 
Figura 9 – localização do empreendimento 
 
Fonte: Google Earth 
 
 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 16,46 ∗ 1,77𝑘𝑚 
 
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑣𝑒𝑠𝑡𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 = 𝑅$ 29,13 𝑀𝑖𝑙ℎõ𝑒𝑠 
 
 
 
✓ Terraplanagem 
 
 
 
 
✓ Faixa de domínio ferroviária: 50,0 m 
✓ Extensão da linha: 1,77 Km 
✓ Linha subsidiária composta (dupla) 
✓ Bitola métrica 
✓ Características da composição: 
 
 
 
10 
 
Figura 10 – características da composição 
 
Fonte: Paulinho Stippe, 2013 
 
• Peso bruto: 40t; 
• Capacidade de carga (Kg): 
 
𝐶𝐶 = (
∑RAp
𝑛
) + 13.000 
 
𝐶𝐶 = (25.745,89). +13.000 
 
𝐶𝐶 = 38.745,89 𝐾𝑔 = 38,75 𝑡 
 
 
• Entreeixos: 14,0 m; 
 
 
✓ Velocidade operacional máxima: 80Km/h 
✓ Distribuição de dormentes (dormentação): 1.700 pç/Km 
✓ CBR do sublastro (100% do proctor normal): 25% 
✓ Altura do sublastro: 0,20m 
✓ Dimensões do dormente: 2,0 x 0,20 x 0,16 (m) 
✓ Coeficiente de impacto: 1,4 
✓ Faixa de socaria: 70cm 
✓ Largura da plataforma (corte/aterro): 5,5m 
✓ Volume excedente de lastro (v): 0,30m (O lastro é aplicado também nas 
laterais dos trilhos, é contado o espaço de 30cm para cada lado, este espaçamento 
é denominado ombreira de lastro ou ombro de lastro); 
 
 
2.1. Cálculo da altura e volume do lastro 
 
• Altura do lastro 
 
 
Taxa de dormentação 
 
𝑎 =
1000
1700
= 0,588 𝑚 
 
 
 
11 
 
 Coeficiente adimensional (n) 
 
𝑛 =
𝑑
𝑎
 →
1,5
0,588
= 2,55 
 
 
 Peso (carga na estrutura) (PC) 
 
𝑃𝑒 =
𝑃𝑏 + 𝐶𝐶
4
=
40 + 38,75
4
= 19,68647 𝑡 
 
𝑃𝑟 =
𝑃𝑒 ∗ 1000
2
=
19,68647 ∗ 1000
2
= 9.843,24 𝑘𝑔 
 
𝑃𝑐 =
𝑃𝑟
𝑛
∗ 𝐶𝑑 = (
9843,24
2,55
) ∗ 1,4 = 5.404,13 𝑘𝑔𝑓 
 
 
 Determinação da pressão (P0) 
 
𝑃0 =
𝑃𝑐
𝑏 ∗ 𝑐 
=
5404,13
(0,2 ∗ 100) ∗ 70
= 3,86 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚² 
 
 
 Pressão Admissível (P) 
 
𝑃 =
𝐶𝐵𝑅 ∗ 70
100
= 17,5 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2 
 
 
 Pressão Admissível na plataforma 
 
(5 < 𝑁 < 6) ∴ 𝑁 = 5,5 
 
𝑝. 𝑝𝑙𝑎𝑡 =
𝑃
𝑁
=
5404,13
5,5
= 3,18 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚2 
 
 
 
 
 
12 
 
 Altura do lastro 
 
𝑝. 𝑝𝑙𝑎𝑡 = (
53,87
ℎ1,25
) ∗ 𝑃0 → ℎ = [(
53,87
3,18
) ∗ 3,86]
1
1,25
 
 
 
 ℎ = 28,34 = 29 𝑐𝑚 
 
 
 
• Volume do lastro 
 
Figura 11 – Volume do lastro 
 
Fonte: Autores, 2020 
 
𝑉 = 0,924 ∗ 1770 = 1.635,48 𝑚³ 
 
 
 Volume Total (2 pistas) 
 
 𝑉𝑡 = 𝑉 ∗ 2 = 3.270,96 𝑚³ 
 
 
 
2.2. Cálculo da tensão na plataforma 
 
Peso = 9,84 t 
Coeficiente de lastro = 0,0009 tf/cm³ 
E = 2100 Kgf/cm² 
I = 1610,8 𝑐𝑚4 
W = 205,6 cm³ 
 
 
Taxa de dormentação 
𝑎 =
1000
1700
= 0,588 𝑚 
 
13 
 
 Carga admissível no dormente 
 
𝐷 = 0,9 ∗ 𝐶 ∗ 𝑏 ∗ 𝑐 = 0,9 ∗ 0,0009 ∗ (0,2 ∗ 100) ∗ 70 
 
 𝐷 = 11,34 𝑡𝑓/𝑐𝑚 
 
 
Coeficiente de superestrutura 
 
𝛾 =
6 ∗ 𝐸 ∗ 𝐼
𝐷 ∗ 𝑎3
 
 
𝛾 =
6 ∗ 2100 ∗ 1610,8
11,34 ∗ 58,83
= 8,8 
 
 
 1° hipótese 
 
𝑀"𝑚𝑎𝑥 =
7 + 8 ∗ 𝛾
8 ∗ (5 + 2 ∗ 𝛾)
∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
𝑀"𝑚𝑎𝑥 =
7 + 8 ∗ 8,8
8 ∗ (5 + 2 ∗ 8,8)
∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
 𝑀′𝑚𝑎𝑥 = 0,428 ∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
 
2° hipótese 
 
𝑀"𝑚𝑎𝑥 =
𝛾
(2 + 3 ∗ 𝛾)
∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
𝑀"𝑚𝑎𝑥 =
8,8
(2 + 3 ∗ 8,8)
∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
 𝑀′𝑚𝑎𝑥 = 0,309 ∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
 
 ∴ 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 0,428 
 
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 0,428 ∗ 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 ∗ 𝑎 
 
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 0,428 ∗ 9,8 ∗ 1,4 ∗ 58,8 
 
𝑀𝑚𝑎𝑥 = 346,7 𝑡𝑓 ∗ 𝑐𝑚 
 
 
 
 
14 
 
 Tensão admissível 
 
𝜎 =
𝑀𝑚𝑎𝑥
𝑊
 
 
𝜎 =
346,7
205,6
= 1,68 𝑡𝑓/𝑐𝑚² → 1680 𝐾𝑔𝑓/𝑐𝑚² 
 
 
 
2.3. Verificar se o trilho TR-45 atende ao projeto 
 
 Peso por eixo 
 
𝑃𝑒 =
𝑃𝑏 + 𝐶𝐶
4
=
40 + 38,75
4
= 19,68647 𝑡 
 
 
 Coeficiente dinâmico ou de impacto 
 
 𝐶𝑑 = 1 +
𝑉2
30000
 onde, 𝑉 < 100 𝐾𝑚/ℎ 
 
 𝐶𝑑 = 1 +
802
30000= 1,21 
 
 
 Pcálculo 
 
𝑃𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 = 𝑃 ∗ 𝐶𝑑 
 
𝑃𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 = 19,68647 ∗ 1,21 
 
𝑃𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 = 23,82 
 
 
 𝑛 = 2 ∗ 𝑃𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 = 2 ∗ 23,82 
 
 𝑛 = 47,64 𝐾𝑔𝑓 → 𝑇𝑅 − 50 
 
 
 O trilho TR-45 não atende ao projeto, o trilho ideal para utilização é o 
TR-50. 
 
 
15 
 
2.4. Planilha Orçamentária 
ITEM DISCRIMINAÇÃO DOS SERVIÇOS UNID. PR. UNIT. (R$) QUANTIDADE PREÇO TOTAL (R$) 
400000 SERVIÇOS PRELIMINARES E TERRAPLENAGEM - - - - 
401700 Desmatamento Destocamento e Limpeza: área c/árvores até 0,15m m² 24,11 88.500,00 2.133.735,00 
401704 Aterro: DMT 2km com carga descarga e compactação mecânica m³ 56,68 40.500,00 2.295.540,00 
401722 
Escav Carga Transp Mat 1a Cat DMT 600 a 800m - Cam Serv em Leito 
Natural: com carreg e caminhão bascul de 6 m³ 
m³ 53,30 98.000,00 5.223.400,00 
402977 Compactação de Aterros: a 100% proctor normal m³ 16,30 40.500,00 660.150,00 
500000 SUBESTRUTURA - - - - 
523100 Base de macadame hidraúlico (Sublastro) m³ 75,13 2.955,90 222.076,77 
518145 Construção de dispositivos de drenagem superficial vb 1215,16 1,00 1.215,16 
1000000 SUPERESTRUTURA - - - - 
1005926 
Assentamento Manual de Trilhos, TR45, comprimento de 18m, c/ 4 furos 
Bitola Métrica ou Larga 
m 381,25 3.540,00 1.349.625,00 
1006052 
Assentamento de Dormentes de Madeira, c/equip. leve, Bitola Métrica 
c/1700 dorm./km, fixação rígida, trilho TR45, qq comp 
m 483,12 3.540,00 1.710.244,80 
1006313 
Pré Alinhamento Manual da Grade, B. Métrica, c/ Dormente de Madeira 
ou Aço, trilho de qq. tipo e comp 
m 168,36 3.540,00 595.994,40 
1006329 Lançamento de Lastro, B. Métrica, descarga de Pedra Britada de Vagões m³ 645,70 3270,96 2.112.058,87 
1006369 
Regularização Manual do Lastro em Via Corrida, Bitola Métrica, qq. tipo de 
dormente 
m 98,51 3.540,00 348.725,40 
1006382 
Regularização, Socaria, Nivelamento e Alinhamento Mecanizado, Via 
Corrida, de 21 a 30cm de Lastro, bit. métrica ou larga qq. dormente 
m 235,40 3.540,00 833.316,00 
 TOTAL 17.486.081,40 
- Estação vb 1 12.500.000,00 12.500.000,00 
 VALOR FINAL 29.986.081,40 
 VALOR FINAL POR KM 16.941.288,93 
 
16 
 
2.5. Comparativo de custos 
 
Valor disponível para o investimento = R$29.130.000,00 
Valor por km: R$ 16.460.000,00 
 
Valor orçado da obra = R$29.986.081,40 
Valor por km: R$ 16.941.288,93 
 
O valor orçado supera em 3% o valor disponível para o investimento. 
Deve-se rever e solicitar aumento de verba para a construção da via ou 
renegociar com fornecedores o custo dos itens da planilha orçamentária.