Via Permanente Aplicada - Guia Teórico e Prático

Autor(es): STEFFLER, Fábio
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O sistema de transporte ferroviário brasileiro viveu seu apogeu entre as décadas de 1940 e 1960 para depois entrar em um processo prolongado de negligência e estagnação. No entanto, no século XXI, ressurgem no mercado o interesse e o incentivo ao uso das ferrovias, criando a necessidade de profissionais capacitados, atualizados e familiarizados com as novas tecnologias disponíveis na área.
Via Permanente Aplicada: Guia Teórico e Prático é a ferramenta ideal de apoio para estudantes em formação e profissionais em atividade interessados em ampliar seus conhecimentos e preparar-se para as novas demandas de mercado. Com o objetivo de estabelecer uma ponte entre passado e futuro, esta obra busca resgatar o conhecimento produzido e difundido no século XX e conectá-lo com o novo perfil das ferrovias brasileiras no século XXI.

 

10 capítulos

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Capítulo 1 - Conceito

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Capítulo

1

Conceito

Steffler Cap. 1 - Final.indd 5

08/11/2012 14:50:06

6

Capítulo 1

A via permanente é, por conceito, a estrutura necessária para suportar e transmitir cargas ferroviárias de modo a permitir a circulação dos trens com confiabilidade, segurança e disponibilidade. Durante séculos, desde o início das ferrovias, seu desenho básico tem se mantido muito semelhante, evoluindo apenas em seus componentes, de acordo com o avanço das tecnologias de materiais. É possível se dividir a via permanente em dois grandes subgrupos: a) Infraestrutura: composta por todo o conjunto de obras de terraplenagem e de arte (túneis e viadutos). É responsável por fornecer o suporte à superestrutura e agir nas condições de contorno à circulação de trens, atuando diretamente na garantia de drenagem, preservação do gabarito de circulação e transposição de relevo acidentado; b) Superestrutura: apoiada sobre a infraestrutura, a superestrutura é a responsável por captar as cargas transmitidas pelas rodas ferroviárias, transmiti-las com segurança através das conexões estruturais da sua composição e descarregá-las de maneira uniforme e dissipada na plataforma ferroviária. Isto é feito através do dimensionamento correto e da sobreposição adequada de componentes desenvolvidos especificamente para cada função, desde o contato direto com as rodas dos trens, passando pela recepção, transmissão e absorção de esforços destas cargas.

 

Capítulo 2 - Componentes de Superestrutura

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Capítulo

2

Componentes de Superestrutura

 2.1 

 2.2 

 2.3 

 2.4 

 2.5 

 2.6 

 2.7 

 2.8 

Steffler cap 2 - Final C.indd 9

Dormentes

Trilhos

Soldas

AMVs (Aparelhos de Mudança de Via)

Fixações

Outros Materiais Metálicos

Lastro Ferroviário

Plataforma

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10

Capítulo 2

2.1 DORMENTES

Dormentes são as vigas transversais responsáveis por oferecer suporte ao trilho e pela transmissão dos esforços para o lastro. Existem vários tipos de dormentes e cada um deles possui características diferentes quanto à durabilidade, ao custo, ao desempenho e à resistência mecânica. O tipo de dormente que deve ser escolhido em uma ferrovia a ser construída depende de fatores como volume de tráfego, velocidade da linha, carga por eixo máxima operacional, custos de manutenção e visão estratégica da empresa.

No passado, o dormente de madeira de lei era o material preferido e mais utilizado para aplicação em ferrovias. As propriedades mecânicas e a vida útil deste material atenderam perfeitamente as exigências iniciais necessárias para o transporte ferroviário. A baixa carga por eixo, o pouco volume de tráfego das linhas e a velocidade reduzida faziam com que as espécies escolhidas suprissem suficientemente bem, e com uma vida útil adequada, qualquer ferrovia de tráfego de passageiros e cargas. Aliado a isso, a legislação ambiental mais permissiva permitia a extração de madeira sem controle, fazendo com que espécies nobres fossem aplicadas na construção civil, inclusive ferrovias, em escalas hoje inadmissíveis.

 

Capítulo 3 - Principais Ferramentas Manuais de Manutenção

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Capítulo

3

Principais Ferramentas

Manuais de Manutenção

 3.1  Chave de Tirefond

 3.2  Chave de Cavilha

 3.3  Macaco de LINHA

 3.4  PICARETA

 3.5  SOCA

 3.6  MARRETA

 3.7  ARCO DE PUA

 3.8  TENAZ PARA DORMENTES

 3.9  TENAZ PARA TRILHOS

 3.10  SARGENTO DE TRILHOS

 3.11  ENCARRILADEIRAS

 3.12  TERMÔMETROS DE TRILHO

 3.13  RÉGUA DE SUPERELEVAÇÃO

 3.14  GABARITO DE TRILHOS

 3.15  GABARITO DE CORTE E FURAÇÃO

 3.16  TENSOR HIDRÁULICO

 3.17  ROLETES

 3.18  TRACIONADOR DE JUNTAS/PONÇÃO

 3.19  LIMA TRIANGULAR

 3.20  BROCA DE TRILHOS

 3.21  BROCA DE DORMENTES

 3.22  ALAVANCA

 3.23  GABARITO DE FOLGA DE JUNTAS

 3.24  ALDRAVA E ZAMPADIM DE AMVS

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28/11/2012 16:48:25

124 Capítulo 3

As ferramentas a seguir descritas, apesar de terem seu uso cada vez mais reduzido, em função da entrada cada vez maior da mecanização, são indispensáveis para manutenção da via. Ainda existem circunstâncias em que são insubstituíveis e quem as opera de forma profissional é de grande valia no meio prático ferroviário. No caso de uma liberação de acidente, existem situações em que uma chave bem colocada ou uma marreta bem aplicada resolve mais do que qualquer equipamento.

 

Capítulo 4 - Componentes Geométricos e Estruturais Construtivos

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Capítulo

4

Componentes

Geométricos e

Estruturais Construtivos

 4.1 

 4.2 

 4.3 

 4.4 

 4.5 

 4.6 

Steffler Cap. 4 - Final A.indd 131

NIVELAMENTO TRANSVERSAL

BITOLA

CURVAS HORIZONTAIS E VERTICAIS

ESPAÇAMENTO DE DORMENTES

PERFIL DO LASTRO

JUNTAS DE TRILHOS

29/11/2012 11:35:29

132 Capítulo 4

4.1 NIVELAMENTO TRANSVERSAL

O nivelamento transversal utilizado nas tangentes ou superelevação utilizada nas curvas, nada mais é que a diferença de altura entre dois trilhos no mesmo ponto quilométrico. Essa diferença é a grande ferramenta da engenharia para compensar o efeito da força centrífuga, em que o veículo é impulsionado para fora de sua inscrição devido a sua inércia. A compensação é feita dando elevação à grade de forma que seja amenizada a diferença de cargas das rodas sobre a superfície dos trilhos.

Figura 4.1 Vagão sob efeito da superelevação.

 

Capítulo 5 - Principais Defeitos da Via Permanente

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Capítulo

5

Principais Defeitos da Via Permanente

 5.1 

 5.2 

 5.3 

 5.4 

 5.5 

 5.6 

 5.7 

Steffler Cap. 5 - Final.indd 163

VIA DESBITOLADA

VIA DESALINHADA

FLAMBAGEM

EMPENO

DEFEITOS EM TRILHOS

DEFEITOS EM DORMENTES

LASTRO COLMATADO

13/11/2012 17:57:54

164 Capítulo 5

Após termos conhecido melhor os componentes estruturais e geométricos da via permanente, passaremos agora para o tópico sobre seus defeitos. Pretende-se abordar os pontos que mais causam problemas de manutenção à via permanente. A variabilidade dos serviços necessários para seu controle pode ser muito grande, contudo, o objetivo principal é eliminar o conjunto dos defeitos mais relevantes apresentados a seguir.

A importância de se conhecer como os defeitos agem na via está ligada, em primeiro lugar, a questões de segurança, seguidas dos fatores de disponibilidade e de confiabilidade da via.

5.1 VIA DESBITOLADA

 

Capítulo 6 - Principais Serviços Manuais de Manutenção

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Capítulo

6

Principais Serviços

Manuais de Manutenção

 6.1 

 6.2 

 6.3 

 6.4 

 6.5 

 6.6 

 6.7 

 6.8 

 6.9 

Steffler Cap. 6 - Final B.indd 203

SUBSTITUIÇÃO DE DORMENTES

SUBSTITUIÇÃO/INVERSÃO DE TRILHOS

NIVELAMENTO CONTÍNUO MANUAL

NIVELAMENTO DE JUNTA MANUAL

CORREÇÃO DE BITOLA

CONSERVAÇÃO DE JUNTA

PUXAMENTO DE LINHA

LIMPEZA DE LASTRO

REPOSICIONAMENTO DE DORMENTES

30/11/2012 16:16:47

204 Capítulo 6

Os serviços manuais que envolvem a manutenção da via permanente são de uma variedade enorme. Contratos de prestação de serviços incluem em sua tabela unitária, várias centenas de modalidades, dependendo dos materiais e do local em que são executados. Nossa intenção aqui não é detalhar todos os serviços, mas evidenciar aqueles que ocupam uma posição destacada no quesito quantidade de execuções e importância para a manutenção.

Os próximos itens apresentam os nove serviços gerais mais solicitados em ferrovias brasileiras, e como devem ser executados para que o motivo pelo qual são feitos não traga mais problemas do que os benefícios propostos.

 

Capítulo 7 - Principais Serviços Mecanizados de Manutenção

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Capítulo

7

Principais Serviços

Mecanizados de

Manutenção

 7.1  EQUIPAMENTOS DE PEQUENO PORTE

 7.2  EQUIPAMENTOS DE GRANDE PORTE

 7.3  EQUIPAMENTOS DE GRANDE PORTE

PARA DETECÇÃO DE DEFEITOS

 7.4  ESTALEIROS DE SOLDAGEM

Steffler Cap. 7 ­ Final.indd 221

14/11/2012 20:17:06

222 Capítulo 7

Para abordarmos os serviços realizados com o uso de máquinas e equipamentos, vamos subdividir sua aplicação em máquinas leves (de pequeno porte) e pesadas (de grande porte).

7.1 EQUIPAMENTOS DE PEQUENO PORTE

As máquinas leves são equipamentos utilizados no apoio a serviços manuais. Sua aplicação facilita e agiliza os trabalhos das equipes, sendo hoje muito difícil qualquer tipo de intervenção na via sem a sua utilização.

Sua aplicação é bastante variada e, dependendo da configuração da linha, existem equipamentos para me­ lhorar o trabalho em todas as situações possíveis. A seguir faremos uma apresentação mais detalhada de cada uma delas, mostrando suas funcionalidades e aplicações para os serviços mais relevantes.

 

Capítulo 8 - Dinâmicas de Movimento

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Capítulo

8

Dinâmicas de Movimento

 8.1 

 8.2 

 8.3 

 8.4 

Steffler Cap. 8 - Final.indd 251

EFEITO CORDA

EFEITO CANIVETE

Balanço Harmônico (Rock and Roll)

Galope (Bounce)

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252 Capítulo 8

Chamaremos de dinâmicas de movimento os aspectos inerentes à operação de trens que, quando aplicadas a circunstâncias especiais de condições da via permanente, geram esforços que desencadeiam dinâmicas anômalas de movimento. Neste capítulo estudaremos os efeitos das seguintes dinâmicas:

1. efeito corda (Seção 8.1);

2. efeito canivete (Seção 8.2);

3. efeito rock and roll (Seção 8.3);

4. efeito galope (Seção 8.4).

8.1 EFEITO CORDA

O efeito corda é o conjunto de esforços que podem ocasionar o tombamento da composição para o lado de dentro da curva. Essa dinâmica acontece em trechos de linhas em que os raios são apertados, com altas superelevações, vagões leves normalmente vazios e um alto esforço trator de locomotivas que proporcionam um forte efeito de aceleração. A dinâmica assim é nomeada pela similaridade do efeito quando comparado a uma corda comum tracionada em ambas extremidades.

 

Capítulo 9 - Contato Roda-Trilho

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Capítulo

9

Contato Roda-Trilho

 9.1  ESFORÇOS DE L/V

 9.2  CONTATOS RODA-TRILHO

Steffler Cap. 9 - Final.indd 259

14/11/2012 16:45:34

260 Capítulo 9

O contato roda-trilho compreende o conjunto de estudos que analisam a interação entre esses dois componentes. Apesar de já ser tópico entre os estudiosos há décadas, seu estudo somente foi encarado como prioridade à medida que as cargas por eixos e as velocidades das composições atingiram altos valores. Nessas circunstâncias, mesmo pequenos defeitos na superfície do rolamento do trilho ou da roda podem ser cruciais para a determinação da sua vida útil, trazendo grandes ganhos de segurança e disponibilidade ou enormes perdas, principalmente em custos.

A seguir trataremos cada um dos principais tópicos envolvendo a base dessa interação, cujo conhecimento, sobretudo devido ao desenvolvimento tecnológico, já foi bastante aprofundado.

9.1 ESFORÇOS DE L/V

Diz-se que o francês M. J. Nadal, mesmo não tendo estudado diretamente a interação roda-trilho em ferrovias, foi um dos pioneiros no assunto quando, em 1908, realizou os primeiros estudos de esforços laterais e verticais em um corpo. Sua conclusão foi uma das fórmulas mais importantes para a engenharia de contato ferroviário e serviu de base para todos os estudos de interação roda-trilho feitos a partir daquele momento.

 

Capítulo 10 - Investigação de Acidentes

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Capítulo

10

Investigação de Acidentes

 10.1 

 10.2 

 10.3 

 10.4 

 10.5 

Steffler Cap. 10 - Final.indd 281

IDENTIFICAÇÃO DAS CAuSas

CONSIDERAÇÕES SOBRE DESCARRILAMENTOS

MARCAS DE DESCARRILAMENTO

LEVANTAMENTO DA VIA PERMANENTE

PRINCIPAIS CAUSAS DE ACIDENTES

DE VIA PERMANENTE

14/11/2012 17:04:29

282 Capítulo 10

A investigação de acidentes ferroviários é um dos tópicos mais explorados na bibliografia ferroviária atual.

Os trabalhos normalmente têm bastante visibilidade em função dos enormes prejuízos que os acidentes causam. Diz-se que o aprendizado obtido em cada acidente é o treinamento mais caro que existe.

Um descarrilamento em si já traz, normalmente, enormes prejuízos materiais para reconstrução da via permanente, destruída por completo ou muito danificada. Além disso, o custo da perda parcial ou total de ativos, como vagões e locomotivas, é muito oneroso. Mesmo assim, a soma de todos esses prejuízos ainda não é a maior preocupação de uma companhia ferroviária, principalmente quando falamos de trechos altamente trafegados. O lucro cessante pela interdição do trecho costuma ser disparadamente o maior custo num acidente. Desta forma, existe uma pressão enorme sobre os técnicos e operadores que prestam atendimento a um sinistro, de modo que as equipes se revezam em turnos para trabalhar 24 horas por dia até que a via esteja liberada.

 

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