MANUAL TÉCNIC TÉCNICO O DA VIA PERMANENTE
Revisão 2009
1. INTRODUÇÃO O Manual Técnico de Manutenção da Via Permanente visa registrar o conhecimento técnico das ferrovias da Vale para garantir a utilização das melhores práticas na execução da função manter dos equipamentos da infraestrutura e superestrutura ferroviária. Tal necessidade surgiu em razão da escassa bibliografia existente na área ferroviária, razão pela qual o presente manual vem promover o preenchimento desta lacuna.
1.1.
OBJETIVO
Treinar os engenheiros, supervisores e técnicos, para as inspeções e avaliações do comportamento estrutural de pontes e muros de contenção solicitados por veículos ferroviários; f erroviários;
Servir como uma orientação para realizar os planos de inspeção de rotina, e manter uma manutenção constante da via permanente;
Obter uma ferramenta para realizar manutenções periódicas para cada tipo de estrutura, tendo em conta a criticidade da mesma;
Realizar planejamento das inspeções de uma maneira preventiva com a finalidade de melhorar os prazos envolvidos e administrar melhor os recursos econômicos.
1.2.
ORGANIZAÇÃ ORGANIZAÇÃO O E METODOLOGIA METODOLOGIA DO MANUAL
Este manual é resultado do trabalho e da experiência profissional do corpo técnico de engenheiros, analistas, supervisores, inspetores e técnicos das áreas de manutenção da via permanente. Aqui são definidos os parâmetros básicos para a inspeção e manutenção dos ativos que compõem a infraestrutura e superestrutura ferroviária de nossas ferrovias. f errovias. Também consta deste Manual as noções básicas dos carregamentos nas estruturas e struturas que atuam nos projetos de obras de artes especiais, bem como há informações acerca do seu quando são atingidas pelos carregamentos e outros aspectos da natureza.
1.3.
CONSIDERAÇÕES CONSIDERAÇÕES GERAIS ACERCA DA MANUTENÇÃO
Conforme conceituação da NBR 5462 – Confiabilidade e Mantenabilidade, manutenção é a combinação de todas as ações técnicas e administrativas, incluindo as de supervisão, destinadas a manter ou recolocar um item em um estado no qual possa desempenhar uma função requerida. A manutenção dos equipamentos e componentes da infraestrutura e superestrutura ferroviária têm como objetivo manter a disponibilidade das ferrovias, diminuindo as interdições e restrições de velocidade. As tarefas de manutenção podem ser distinguidas, em razão de suas naturezas e finalidades especificas, nas macroatividades a seguir discriminadas (NBR 5462): Manutenção de Corretiva (MC): É a manutenção efetuada após a ocorrência de uma pane, destinada a recolocar um item em condições de executar uma função f unção requerida;
Manutenção Preventiva – (MP): Manutenção efetuada em intervalos predeterminados, ou de acordo com critérios prescritos, destinada a reduzir a probabilidade de falha ou a degradação degradação do funcionamento de um item;
3
Manutenção Condicional – (PC): Manutenção preventiva, também conhecida como "manutenção condicional", baseada no conhecimento por comparação do estado de um item através de medição periódica ou contínua de um ou mais parâmetros significativos;
Manutenção Preditiva – (PM): Manutenção que permite garantir uma qualidade de serviço desejada, com base na aplicação sistemática de técnicas de análise, utilizando-se de meios de supervisão centralizados ou de amostragem, para reduzir ao mínimo a manutenção preventiva e diminuir a manutenção corretiva.
Os ditames do manual estão alinhados à Política de Manutenção da Vale, sintetizada nos seguintes itens: A Vale considera a manutenção atividade fundamental de seu sistema produtivo, focada na
gestão otimizada dos ativos da organização; organização; As ações desenvolvidas pela manutenção devem estar alinhadas à estratégia da
organização, com ênfase na segurança e saúde dos empregados, relacionamento com as comunidades e preservação do meio ambiente;
As atividades de manutenção devem ser conduzidas dentro de um sistema de gerenciamento apto a garantir a padronização padronização dos processos, a melhoria contínua e a busca da excelência; O recurso humano utilizado na manutenção deve ser continuamente capacitado e atualizado
de forma a assegurar alto padrão técnico e gerencial em um ambiente propício à criatividade e participação;
A manutenção deve utilizar as melhores práticas e técnicas visando maximizar a
disponibilidade, a confiabilidade e a vida útil dos ativos.
Importante salientar que a manutenção, conforme definição normativa, é somente um dos processos que compõem um amplo sistema de gerenciamento dos ativos da Vale, o SGM – Sistema de Gerenciamento da Manutenção Manutenção , o qual define e integra uma série de processos em uma seqüência evolutiva, evolutiva, na busca pela excelência na manutenção.
2. SUPERESTRUTURA 2.1.
PARÂMETROS PARÂ METROS DE MONITORAMENTO E CONTROLE DA MANUTENÇÃ O
2.1.1.
LINHA DE BITOLA LARGA LA RGA
2.1.1.1.
BITOLA
A bitola deverá ser medida com régua de bitola a 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho. Nas medições de bitola as deformações do boleto devido ao escoamento de materiais (rebarbas) e os desgastes horizontais ocasionados pelo atrito dos frisos deverão ser desconsiderados.
4
Figura 1 – Pontos de medição de bitola da via – trilho sem desgaste
Figura 2 – Pontos de medição de bitola da via – trilho com desgaste Os parâmetros mínimos e máximos de bitola admitidos são:
Ferrovia EFC e EFVM FCA
TOLERÂNCIAS EM LINHAS DE BITOLA DE 1600 mm Valor nomin al (mm) Máximo (mm) Mínimo (mm) 1600 1620 1592 1600 1625 1595 Tabela 1 – Tolerâncias em linhas de bitola de 160mm
ATENÇÃ O: no caso de necessidade de ajuste de bitola, considerar a bitola nominal medida com referência aos patins do trilho.
2.1.1.2.
VARIAÇÃO MÁXIMA DE BITOLA
A variação máxima de bitola entre dormentes adjacentes será: VARIAÇÃO DAS MEDIDAS DE BITOLA ENTRE DORMENTES ADJACENTES VMA > 60 km/h VMA < 60 km/h 2mm 3mm Tabela 2 – Variação das medidas de bitola entre dormentes adjacentes
2.1.1.3.
EMPENO EM CURVAS
O empeno será avaliado pela comparação da variação das medidas de nivelamento transversal entre pontos adjacentes tomadas por régua de superelevação.
5
Para a base de medição (distância entre pontos de medição) e altura do centro de gravidade serão considerados os valores correspondentes aos dos vagões mais críticos em circulação. Os limites últimos das variações de nivelamento transversal entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia. Para EFC foram considerados os dados dos vagões HFT e GDT carregados, com distância entre eixos de truque D = 1,829m e altura de centro de gravidade de 2,289 m e 1,895 m respectivamente. Para EFVM e FCA os dados dos vagões HFE e GDE, com distância entre truques D = 1,727m e altura de centro de gravidade de 2,200 m e 1,579 m respectivamente. Assim, os valores MÀXIMOS admissíveis de empeno entre os pontos de medição são estabelecidos aplicando a seguinte fórmula:
E
643 Vxh
xD
Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA CURVAS DA EFC - BITOLA 1600 mm Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFT GDT (Km/h) vagão mais crítico (HFT) 50 10 11 8 55 9 10 7 60 9 9 7 65 8 8 6 70 7 8 6 75 7 7 5 80 6 7 5 Tabela 3 – Empeno Máximo (mm) para curvas da EFC – Bitola 1600mm EMPENO MÁXIMO (mm) PARA CURVAS DA EFVM E FCA - BITOLA 1600 mm Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFT GDT (Km/h) vagão mais crítico (HFT) 15 34 41 27 20 26 31 21 25 21 25 16 30 17 21 14 35 15 18 12 40 13 16 10 45 11 14 9 50 10 11 8 55 9 10 7 60 9 9 7 65 8 8 6 70 7 8 6 Tabela 4 – Empeno Máximo (mm) para curvas da EFVM e FCA – Bitola 1600mm
6
2.1.1.4.
EMPENO EM TANGENTE
Considerando-se as mesmas premissas de vagões e velocidades utilizadas para as curvas, teremos os valores MÀXIMOS admissíveis para empeno em tangente aplicando a seguinte fórmula:
Et
1644 xD Vxh
Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite, valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFC - BITOLA 1600 mm Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFT GDT (Km/h) vagão mais crítico (HFT) 50 26 32 23 55 24 29 21 60 22 26 19 65 20 24 17 70 19 23 16 75 18 21 14 80 16 20 13 Tabela 5 – Empeno máximo (mm) para tangentes da EFC – Bitola 1600 mm EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFVM E FCA - BITOLA 1600 mm Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFT GDT (Km/h) vagão mais crítico (HFT) 15 88 106 105 20 66 79 70 25 53 63 52 30 44 53 42 35 38 45 35 40 33 40 30 45 29 35 26 50 26 32 23 55 24 29 21 60 22 26 19 65 20 24 17 70 19 23 16 Tabela 6 - Empeno máximo (mm) para tangentes da EFVM e FCA – Bitola 1600 mm
2.1.2.
LINHA DE BITOLA MÉTRICA
2.1.2.1.
BITOLA
A bitola deverá ser medida com régua de bitola a 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho. Nas medições de bitola as deformações do boleto devido ao escoamento de materiais (rebarbas) e os desgastes horizontais ocasionados pelo atrito dos frisos deverão ser desconsiderados.
7
Figura 3 – Pontos de medição de bitola da via – trilho sem desgastes
Figura 4 - Pontos de medição de bitola da via – trilho com desgastes Os parâmetros mínimos e máximos de bitola admitidos são:
Ferrovia EFVM FCA
TOLERÂNCIAS EM LINHAS DE BITOLA DE 1000 mm Valor nomin al (mm) Máximo (mm) Mínimo (mm) 1000 1035 995 1000 1025 995 Tabela 7 – Tolerância em linhas de bitola de 1000mm
ATENÇÃ O: no caso de necessidade de ajuste de bitola, considerar a bitola nominal medida com referência aos patins do trilho.
2.1.2.2.
VARIAÇÃO MÁXIMA DE BITOLA
A variação máxima de bitola entre dormentes adjacentes será: VARIAÇÃO DAS MEDIDAS DE BITOLA ENTRE DORMENTES ADJACENTES VMA > 60 km/h VMA < 60 km/h 2mm 3mm Tabela 8 – Variação das medidas de bitola entre dormentes adjacentes
2.1.2.3.
EMPENO EM CURVAS
O empeno será avaliado pela comparação da variação das medidas de nivelamento transversal entre pontos adjacentes tomadas por régua de superelevação.
8
Para a base de medição (distância entre pontos de medição) e altura do centro de gravidade serão considerados os valores correspondentes aos dos vagões mais críticos em circulação. Os limites últimos das variações de nivelamento transversal entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia. Para EFVM e FCA foram considerados os dados dos vagões HFE e GDE, com distância entre truques D = 1,727 m e altura de centro de gravidade de 1,876 m e 1,579 m respectivamente. Assim, os valores MÁXIMOS admissíveis de empeno entre os pontos de medição são estabelecidos aplicando a seguinte fórmula:
Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA CURVAS DA EFVM E FCA – BITOLA MÉTRICA Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFE GDE (Km/h) vagão mais crític o (HFE) 15 18 22 15 20 14 16 11 25 11 13 9 30 9 11 7 35 8 9 6 40 7 8 5 45 6 7 5 50 5 7 4 55 5 6 4 60 5 5 4 65 4 5 3 70 4 5 3 Tabela 9 – Empeno máximo (mm) para curvas da EFVM e FCA – Bitola métrica
2.1.2.4.
EMPENO EM TANGENTE
Considerando-se as mesmas premissas de vagões e velocidades utilizadas para as curvas, teremos os valores MÁXIMOS admissíveis para empeno em tangente aplicando a seguinte fórmula:
Sendo: D = distância entre seções de medição; V = velocidade da composição em km/h; H = altura do centro de gravidade do vagão em metros; E = empeno em mm.
9
No entanto, a manutenção deve considerar como limite, valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado para o vagão mais crítico: EMPENO MÁXIMO (mm) PARA TANGENTES DA EFVM E FCA – BITOLA MÉTRICA Velocidade Limite de tolerância admissível considerando o HFE GDE (Km/h) vagão mais crític o (HFE) 15 43 51 34 20 32 38 26 25 26 31 21 30 21 26 17 35 18 22 15 40 16 19 13 45 14 17 11 50 13 15 10 55 12 14 9 60 11 13 9 65 10 12 8 70 9 11 7 Tabela 10 - Empeno máximo (mm) para tangentes da EFVM e FCA – Bitola métrica
2.2.
LIMITES DE SUPERELEVAÇÃO EM CURVAS PARA MANUTENÇÃO DA
SUPERESTRUTURA DA VIA PERMANENTE Para a definição da superelevação a ser adotada nas curvas ferroviárias será utilizado o critério da superelevação prática onde:
Sp
2 BV 2
3 127 R
Sendo: Sp = Superelevação prática em mm; B = Bitola da via tomada de eixo a eixo de boleto de trilho em mm; V = Velocidade máxima de circulação na curva em Km/h; R = Raio da curva em m. ATENÇÂ O: como superelevação mínima deve se adotar 5 mm. A utilização de valores inferiores a 5 mm, mesmo em curvas com grandes raios, pode ocasionar inversão da superelevação. A superelevação máxima admissível em linha de bitola métrica será de 100 mm na EFVM e de 60 mm na FCA. Em linhas de bitola larga e na EFC será admissível 160 mm de superelevação máxima. Nas regiões dos aparelhos de mudança de via não deverá ser utilizada superelevação.
2.3.
ALINHAMENTO
O alinhamento deverá ser avaliado pela comparação de variações das medidas de flechas entre pontos adjacentes. Para medições deverá ser utilizada corda de 10 metros na EFC e EFVM e corda de 12 metros na FCA. A aferição dos dados será realizada no centro da corda, sempre 16 mm abaixo da superfície de rolamento do trilho externo de curvas, da mesma maneira que nas medições de bitola. Os pontos consecutivos de medição deverão ser tomados em intervalos de 2,50 m na EFC e EFVM e em intervalo de 3 metros na FCA. Os limites últimos das variações de flecha entre pontos adjacentes são obtidos através da fórmula abaixo, considerando-se a velocidade máxima estabelecida para cada trecho da ferrovia: 10
V 2 V x 57 16 850 c
Sendo: f = Variação de flecha admissível em mm, entre dois pontos consecutivos; c = comprimento da corda em metros; V = velocidade do trem em km/h.
No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado: VARIAÇÃO MÁXIMA DAS MEDIDAS DE FLECHA ENTRE PONTOS ADJACENTES NA EFC E EFVM – CORDA DE MEDIÇÃO COM 10 m Limite de tolerância Velocidade (km/h) Variação de Flecha admissível 45 23 18 50 22 17 55 21 17 60 20 16 65 18 15 70 17 14 75 16 13 80 15 12 Tabela 11 – Variação Máxima das medidas de flecha entre pontos adjacentes na EFC e EFVM – Corda de medição com 10 m VARIAÇÃO MÁXIMA DAS MEDIDAS DE FLECHA ENTRE PONTOS ADJACENTES NA FCA CORDA DE MEDIÇÃO COM 12 m Limite de tolerância Velocidade (km/h) Variação de Flecha admissível 15 37 30 20 36 28 25 34 27 30 32 26 35 31 25 40 29 23 45 28 22 50 26 21 55 25 20 60 24 19 65 22 18 70 21 17 75 20 16 80 18 15 Tabela 12 - Variação Máxima das medidas de flecha entre pontos adjacentes na FCA – Corda de medição com 12 m
2.4.
LIMITES DA RELAÇÃO L/V
Nas inspeções com rodeiro instrumentado deverão ser considerados os limites da relação L/V no eixo e na roda para gerar relatório de exceções que servirão de referência para programação das manutenções corretivas e preventivas.
11
RODEIRO INSTRUMENTADO PARÂMETRO CONDIÇÃO L/V L/V RODA EIXO Lim. manutenção 1,10 0,65 Lim. último 1,50 1,00 Tabela 13 – Rodeiro instrumentado
2.5.
PARÂMETROS UTILIZADOS NAS INSPEÇÕES DO CARRO CONTROLE
Nas inspeções com carro controle deverão ser considerados os limites de geometria para gerar relatório de exceções que servirão de referência para a programação das manutenções corretivas e preventivas da Via. Os parâmetros utilizados são: A tabela 14 estabelece os defeitos máximos para cada classe de linha de acordo com a AAR (Association of American Railroads). Parâmetros Bitola Superelevação Alinhamento E/D Empeno Nivelamento E/D Tabela 14 –
Classe de Linha 1 2 3 4 5 6 +5 -5 +10 -5 +15 -5 +20 -5 +25 -5 +30 -5 ±4 ±7 ±10 ±12 ±14 ±14 ±4 ±6 ±8 ±10 ±12 ±12 ±2.8 ±5.6 ±7.7 ±9.1 ±11.7 ±12 ±1.5 ±1.5 ±3 ±4.5 ±6 ±8 Defeitos máximos para cada classe de linha de acordo com a AAR
A EFVM utiliza os parâmetros listados abaixo para inspeções com o Carro-Controle modelo EM80. Parâmetro
Intervalo (mm) 30 -5
Aberta Fechada Base 1,73 m 4 / -4 Empeno CURVA Base 3,5 m 8 / -8 Base 5,5 m 13 / -13 Base 1,73 m 9 / -9 Empeno TANGENTE Base 3,5 m 19 / -19 Base 5,5 m 30 / -30 Superelevação Corda 40 m 10 / -10 Nivelamento Longitudinal Corda 40 m 6,0 / -6,0 Alinhamento Corda 40 m 14 / -14 Tabela 15 – Parâmetros para inspeções com Carro-Controle modelo EM80 - EFVM Bitola
2.6.
LIMITES GERAIS DE MANUTENÇÃO EM AMV
2.6.1.
TOLERÂNCIAS DE ALINHAMENTO EM AMV
As tolerâncias de alinhamento serão definidas conforme realizado na linha comum, observando-se que o ponto inicial de posicionamento do centro da corda para a medição de flechas de AMV deverá estar localizado no coice da agulha. As medições deverão ser efetuadas na linha reversa, devendo as agulhas estar posicionadas para a respectiva linha no ato das medições. Deverão ser medidas as flechas em 10 pontos no sentido do coice para a ponta da agulha e em 15 pontos do coice da agulha no sentido do jacaré. 12
Após concluídas as medições, a partir do coice da agulha, deverão ser medidas flechas posicionando o centro da corda na ponta real do jacaré, medindo a flecha na ponta do jacaré e em 5 pontos no sentido da agulha e 5 pontos no sentido do marco de entrevia. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado: ALINHAMENTO AL INHAMENTO EM EM AMV NA EFC E EFVM EFVM Velocidade = 60 km/h Velocidade = 45 km/h Velocidade = 30km/h 30km/h 16 mm 18 mm 22 mm Tabela 16 – Alinhamento em AMV na EFC e EFVM ALINHAMENTO AL INHAMENTO EM EM AMV NA FCA Velocidade = 60km/h 60km/h
Velocidade = 45 km/h
19 mm
22 mm Tabela 17 - Alinhamento em AMV na FCA
2.6.2.
Velocidade = 30km/h 30km/h 26 mm
TOLERÂNCIAS TOLERÂ NCIAS DE EMPENO EM AMV DE BITOLA MÉTRICA
As tolerâncias de empeno serão definidas conforme linha comum, adotando para os levantamentos de campo e cálculos a base de medição (D) correspondente correspondente à distância entre os rodeiros do truque do vagão HFE e GDE (1727 mm). Para a altura do centro de gravidade também serão adotados os parâmetros dos vagões HFE e GDE carregados, respectivamente de 1876 mm e 1578 mm. As medições de empeno deverão iniciar pelo coice da agulha, instalando a régua de superelevação no coice, medindo o nivelamento transversal. Posteriormente deslocar a régua sempre na distancia D (1727mm) e coletando dados de nivelamento transversal em 20 pontos no sentido do coice para a ponta de agulha e em 30 pontos no sentido do coice para o marco de entrevia. Após concluídas as medições, a partir do coice da agulha, instalar a régua a 381 mm da ponta real do jacaré no sentido do núcleo, medindo o nivelamento transversal. Deslocar a régua 1727mm no sentido da ponta de agulha e no sentido do marco de entrevia efetuando as medidas nos respectivos pontos. As medições deverão ser efetuadas ef etuadas tanto na linha principal quanto na reversa. reversa. Os valores medidos deverão atender aos seguintes limites, calculados considerando valores equivalentes a 80% em relação ao valor máximo calculado, conforme tabela abaixo. abaixo. EMPENO EM AMV BITOLA MÉTRICA Veloci dade = 60 km/h Velocid ade = 45 km/h Velocidade Veloc idade = 30 km/h Linha principal Linha reversa reversa Linha principal Linha reversa reversa Linha principal Linha reversa reversa HFE HFE HFE HFE HFE HFE 9 mm 4 mm 11 mm 5 mm 17 mm 7 mm Tabela 18 – Empeno em AMV – Bitola Métrica
2.6.3.
TOLERÂNCIAS DE EMPENO EMPENO EM AMV DE BITOLA LARGA
As tolerâncias de empeno serão definidas conforme item 3, adotando para os levantamentos de campo e cálculos a base de medição (D) correspondente à distância entre os rodeiros do truque do vagão HFT e GDT (1829 mm); também para altura do centro de gravidade serão adotados os parâmetros dos vagões HFT e GDT carregados com altura de centro de gravidade de 2289 mm e 1895 mm respectivamente. As medições de empeno deverão iniciar pelo coice da agulha, instalando a régua de superelevação no coice, medindo o nivelamento transversal. Posteriormente deslocar a régua sempre na distancia D (1829 mm) e coletando dados de nivelamento transversal transversal em 20 pontos no sentido do coice para a ponta de agulha e em 30 pontos no sentido do coice para o marco de entrevia. 13
Após concluídas as medições a partir do coice da agulha instalar a régua a 254 mm da ponta real do jacaré no sentido do núcleo, medindo o nivelamento transversal. Deslocar a régua 1727mm no sentido da ponta de agulha e no sentido do marco de entrevia efetuando as medidas nos respectivos pontos. As medições deverão ser efetuadas ef etuadas tanto na linha principal quanto na reversa. reversa. No entanto, a manutenção deve considerar como limite valores equivalente a 80% em relação ao valor máximo calculado, conforme tabela abaixo. EMPENO EM AMV BITOLA LARGA Velocidade = 50km/h 50km/h Velocidade = 80km/h 80km/h Linh a Princip al Linh a reversa Linh a Princip al Linh a reversa HFT HFT HFT HFT 23 mm 8 mm 13 mm 5 mm Tabela 19 – Empeno em AMV – Bitola Larga
2.6.4.
DORMENTES INSERVÍVEIS EM AMV
Nos AMVs não serão tolerados dormentes inservíveis na junta / solda do avanço das agulhas, sob as agulhas, nas máquinas de chave ou aparelhos de manobra, nas juntas / soldas do coice de agulha, nas juntas / soldas do jacaré, na ponta do jacaré, nas extremidades e no centro dos contratrilhos. Nos demais locais será tolerado no máximo um dormente inservível entre dois dormentes bons.
2.7.
FAIXAS DE TEMPERATURA TEMPERATURA NEUTRA NEUTRA
Para trabalhos que requerem controle de temperatura dos trilhos da ferrovia deverão ser utilizados os dados das seguintes tabelas: EFVM TRECHO
FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA
TEMPERATURA NEUTRA
FÓRMULA DE CÁLCULO
Tubarão, Itabira e 34C FTN 44C TNR= 39C T min T max Costa Lacerda FTN 55 2 Costa Lacerda, 31C FTN 41C TNR= 36C Fabrica e BH Tabela 20 – Tabela de controle de temperatura dos trilhos - EFVM EFC FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA
TEMPERATURA TEMPERATURA NEUTRA
34C FTN 44C
TNR= 39C
FÓRMULA FÓRMULA DE CÁLCULO CÁL CULO FTN
T min T max
2 Tabela 21 - Tabela de controle de temperatura dos trilhos – EFC
55
14
FCA TRECHO
FAIXA DE TEMPERATURA TEMPERATURA NEUTRA NEUTRA
FÓRMULA DE CÁLCULO
Prudente de Morais/General Carneiro General Utilizar a fórmula (1) para TCS e Carneiro/Divinópolis a (2) para TLS Campos/Vitoria São 31C FTN TNR= 36C Francisco/Bonfim 41C Frazão/Roncador Roncador/Canedo L. Bulhões/ Curado Araguari/Boa Vista Uberaba/Ibia Divinópolis/Bhering (1) Divinópolis/Frazão 30C FTN TNR= 35C Garças/Angra 40C T min T max 5 FTN Barão Camargos/T. 2 Rios Campos/Magé (2) 33C FTN Prudente/Montes TNR= 38 C Claros 43C min T max T min Monte 46 FTN 2 Azul/Catiboaba Roncador/Brasilia Montes Claros/Monte Azul São Feliz/São 34C FTN TNR= 39C Francisco 44C São Francisco/Aracaju Catiboaba/São 35C FTN TNR= 40C Felix 45C Tabela 22 - Tabela de controle de temperatura dos trilhos - FCA
2.8.
TRILHOS
O trilho representa o ativo mais importante da superestrutura. É tecnicamente considerado o principal elemento de suporte e guia dos veículos ferroviários e, economicamente detém o maior custo entre os elementos estruturais da via.
15
2.8.1.
PARTES INTEGRANTES DO TRILHO
Figura 5 – Partes integrantes do trilho
2.8.2.
IDENTIFICAÇÃO DOS TRILHOS
Há várias formas pelas quais os trilhos podem ser identificados por inscrições permanentes que os fabricantes gravam na sua alma em alto e baixo relevo. Várias tentativas de padronização foram empreendidas por órgãos normalizadores, porém, os fabricantes de trilhos nem sempre seguem estas orientações e estabelecem seus próprios modelos de gravação. Os aços que formarão os trilhos podem ser submetidos a várias espécies de tratamento, que possuem a função de incorporarem qualidades específicas ao produto acabado. Alguns dos processos de tratamento do aço que vêem identificados em alto relevo na alma dos trilhos.
2.8.2.1.
PADRÃO AREMA PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM
2.8.2.1.1.
MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO
Na alma do trilho, em algum dos lados, são estampados em alto relevo as seguintes informações:
Figura 6 – Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão Arema 1 – Peso do trilho em libras por jarda (136 Lb/Yb) 2 – Identificação da seção AREMA (RE – Railway Engeneering) 3 – Método de redução do teor de hidrogênio (Control Cooling – Resfriamento controlado) 4 – Iniciais do nome do fabricante (Fuel Iron) 5 – Ano de fabricação (1982) 6 – Mês de fabricação (Fevereiro)
2.8.2.1.2.
MARCAS ESTAMPADAS EM BAIXO RELEVO
Figura 7 - Informações estampadas em baixo relevo nos trilhos – Padrão Arema 1 – Número da corrida na qual o trilho foi laminado. A critério da siderúrgica poderá ser utilizado números ou letras (38400) 16
2 – A letra que identifica a posição do trilho no lingote (C) 3 – Número que identifica o lingote da corrida (12) 4 – Método de eliminação do hidrogênio (BC - Control Cooled Blooms – Resfriamento Controlado de Lingote)
2.8.2.2.
PADRÃ O UIC PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM
2.8.2.2.1.
MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO
Figura 8 - Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão UIC 1 – Seta indicando o topo do lingote 2 – Marca do fabricante (Thiessen) 3 – Ano de fabricação identificado pelos dois últimos algarismos (1975) 4 – Identificação de seção padrão UIC (UIC) 5 – Peso do trilho em Kg/m (60 Kg/m) 6 – Processo de fabricação do aço (M – Siemens Martin)* 7 – Marca característica do trilho (=) *Processos de fabricação:
T – Thomas B – Bessemer ácido M – Siemens Martin ácido ou básico F – Forno elétrico
2.8.2.2.2.
MARCAS ESTAMPADAS EM BAIXO RELEVO
Figur a 9 - Informações estampadas em baixo relevo nos trilhos – Padrão UIC 1 – Número da corrida (35500) 2 – A letra que identifica a posição do trilho no lingote (A) 3 – Número que identifica o lingote da corrida (2)
2.8.2.3.
PADRÃO ABNT PARA IDENTIFICAÇÃO POR ESTAMPAGEM
2.8.2.3.1.
MARCAS ESTAMPADAS EM ALTO RELEVO
Figura 10 - Informações estampadas em alto relevo nos trilhos – Padrão ABNT 1 – Marca do fabricante do trilho (CSN) 2 – País de fabricação do trilho (BRASIL) 3 – Método de redução de teor de hidrogênio – processo de resfriamento (RC – resfriamento controlado) 4 – Processo de fabricação (LD)
17
2.8.3.
NOMENCLATURA DE TRILHOS CONFORME A ESPÉCIE
Significado dos termos gravados em alto relevo mais utilizados internacionalmente: CC - Control Cooled – Resfriamento Controlado (Técnica para reduzir o teor de hidrogênio); HH - Head Hardened – Boleto Endurecido; FT - Fully Heat Treated – Trilho Completamente Tratado; CR - Chromium Alloyed – Liga de Cromo; LAHH - Low Alloy Head Hardened – Baixa Liga de Boleto Endurecido; MHH - Micro Alloyed Head Hardened – Micro Ligado de Boleto Endurecido; UHC - Deep Head Hardened – Boleto Endurecido Profundo; SU - Supereutectoid – Aço Supereutectóide; NHN – New Head Hardened – Novo Boleto Endurecido; DHH – Deep Head Hardened – Boleto Endurecido Profundamente; HISI – Hight Silicon – Trilho com Alto Teor de Silício; N – Nobrás 200 – Trilho fabricado pela CSN com aço liga de Nióbio; AHH – Alloy Head Hardened – Aço de Baixa Liga de Cromo-Vanádio com Boleto Endurecido; VT – Vacuum Treatment – Tratamento à Vácuo (Técnica para reduzir o teor de hidrogênio).
Significado dos termos gravados em baixo relevo mais utilizados internacionalmente: AH - Alloy Head Hardened – Aço de Baixa Liga de Cromo-Vanádio com Boleto Endurecido; C – Carbono – Aço Carbono; CT – Carbono Tratado – Aço Carbono Tratado; DH – Deep Head – Boleto Endurecido; L – Liga – Aço Liga; LCR – Liga de Cromo – Aço de Liga de Cromo; LCRV – Liga de Cromo-Vanádio – Aço de Liga de Cromo-Vanádio; LT – Liga Tratado – Aço de Liga Tratado
2.8.4.
TERMINOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO DA DIREÇÃO DE
PROPAGAÇÃO DOS DEFEITOS DE TRILHOS A maioria dos defeitos de trilhos requer alguma forma de solicitação para iniciar e se desenvolver. Para identificação dos defeitos deve-se utilizar a seguinte convenção em relação à direção de desenvolvimento dos mesmos: Direção Longitudinal Vertical: desenvolve longitudinalmente ao longo do perfil, no plano vertical; o Direção Longitudinal Horizontal: desenvolve longitudinalmente ao longo do perfil, no plano horizontal; o Direção Transversal. o
2.8.5.
SEÇÃO E GEOMETRIA (DIMENSÕES)
Seção, peso e comprimento dos trilhos: é o peso dos trilhos, por unidade de comprimento, que guarda relação com os esforços verticais que o trilho tem que suportar e com o desgaste admissível no boleto. A escolha do trilho dependerá das cargas, velocidade e tráfego da via.
18
a)
Trilho 70
Figura 11 – Perfil do trilho 70 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 69,79 Área (A) cm2 88,38 Momento de Inércia (I) cm4 4181 Módulo de resistência boleto (W) cm3 414 3 Módulo de resistência patim (W) cm 462,12 Tabela 23 – Informações Técnicas do Trilho 70
19
b)
TR-68
Figura 12 – Perfil do trilho TR-68 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 67,41 Área (A) cm2 86,52 Momento de Inércia (I) cm4 3920,90 Módulo de resistência boleto (W) cm3 388,37 3 Módulo de resistência patim (W) cm 462,12 Tabela 24 - Informações Técnicas do TR-68
20
c)
UIC 60
Peso teórico Área (A) Momento de Inércia (I) Módulo de resistência boleto (W) Módulo de resistência patim (W)
Unidade Kg/m cm2 cm4 cm3 cm3
Valores 60,21 76,70 3038,30 333,60 375,50
21
d)
TR-57
Figura 13 – Perfil do trilho TR-57 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 56,90 Área (A) cm2 72,56 Momento de Inércia (I) cm4 2730,48 Módulo de resistência boleto (W) cm3 297 3 Módulo de resistência patim (W) cm 360,52 Tabela 25 - Informações Técnicas do TR-57
22
e)
TR-50
Figura 14 – Perfil do trilho TR-50 Peso teórico Área (A) Momento de Inércia (I) Módulo de resistência boleto (W) Módulo de resistência patim (W)
Unidade Kg/m cm2 cm4 cm3 cm3
Valores 50,35 64,19 2039,53 247,45 291,69
Tabela 26 - Informações Técnicas do TR-50
23
f)
TR-45
Figura 15 – Perfil do trilho TR-45 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 44,65 2 Área (A) cm 56,90 Momento de Inércia (I) cm4 1610,81 Módulo de resistência boleto (W) cm3 205,82 Módulo de resistência patim (W) cm3 249,58 Tabela 27 - Informações Técnicas do TR-45
24
g)
TR-40
Figura 16 – Perfil do trilho TR-40 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 39,68 2 Área (A) cm 50,71 Momento de Inércia (I) cm4 1098,02 Módulo de resistência boleto (W) cm3 165,02 Módulo de resistência patim (W) cm3 181,57 Tabela 28 - Informações Técnicas do TR-40
25
h)
TR-37
Figura 17 – Perfil do trilho TR-37 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 37,20 Área (A) cm2 47,39 Momento de Inércia (I) cm4 951,40 Módulo de resistência boleto (W) cm3 149,10 Módulo de resistência patim (W) cm3 162,90 Tabela 29 - Informações Técnicas do TR-37
26
i)
TR-32
Figura 18 – Perfil do trilho TR-32 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 32,05 Área (A) cm2 40,89 Momento de Inércia (I) cm4 702,00 Módulo de resistência boleto (W) cm3 120,80 3 Módulo de resistência patim (W) cm 129,50 Tabela 30 - Informações Técnicas do TR-32
27
j)
TR-25
Figura 19 – Perfil do trilho TR-25 Unidade Valores Peso teórico Kg/m 24,65 Área (A) cm2 31,42 Momento de Inércia (I) cm4 413 Módulo de resistência boleto (W) cm3 81,53 Módulo de resistência patim (W) cm3 86,60 Tabela 31 - Informações Técnicas do TR-25
28
2.8.6.
INSPEÇÃO
2.8.6.1.
IDENTIFICAÇÃO/ MAPEAMENTO DE DEFEITOS /
PRIORIZAÇÃO 2.8.6.1.1.
DEFEITOS INTERNOS
Os defeitos internos são visíveis somente depois que surgem no boleto, alma ou patim. Tais defeitos progridem com o tráfego, já que aumentam seu tamanho com um maior número de toneladas transportadas. A maioria dos defeitos internos somente é detectada através de ultrasom. Dividem-se em: o o o o o
Trinca Longitudinal Horizontal; Trinca Longitudinal Vertical; Trinca Transversal Bolha ou Vazio; Defeitos nas soldas.
2.8.6.1.2.
DEFEITOS EXTERNOS
Os defeitos externos são aqueles visíveis, permitindo o acompanhamento de sua degradação ao longo do tempo.
2.8.6.1.2.1.
GESTÃO DE DEFEITOS DETECTADOS POR
ULTRA-SOM Serão consideradas fraturas as situações em que houver ruptura total da seção transversal do trilho ou casos em que houver fragmentação da seção com perda de material. Para as demais situações, deve-se considerar a ocorrência trinca.
2.8.6.1.2.2.
NOMENCLATURA DOS DEFEITOS
A nomenclatura dos defeitos deverá seguir as orientações do manual de defeitos de ultra-som (VSH, HSH, HWS, TDC, EBF, SWO, TDD, BHJ, BHO, PRJ, PRO, TDT, DWF, DWP, LOC e INC).
2.8.6.1.2.3.
TAMANHO DOS DEFEITOS
O defeito de ultra-som será classificado partindo de seu tamanho, que pode ser expresso em determinadas unidades, de acordo com a especificação do tipo de defeito. Segue abaixo a tabela guia para cada tamanho.
29
Orientação T LH LV T T C T T C C C LV LV LH LH/LV
Nome Trinca de patinagem de roda Trinca horizontal no boleto Trinca vertical no boleto Trinca Transversal Trinca de fragmentação Trinca composta Trinca em solda elétrica Trinca em solda aluminotérmica Trinca na alma Trinca nos furos na junta Trinca nos furos fora da junta Trinca vertical na alma em junta Trinca vertical na alma fora da junta Trinca no filete Inclusão
Sigla
Un.
P
M
G
EBF HSH VSH TDT TDD TDC DWP DWF SWO BHJ BHO PRJ PRO HWS INC
% boleto mm mm % boleto % boleto mm % boleto % boleto mm mm mm mm mm mm mm
< 15 < 50 < 50 < 15 < 15 < 25 < 15 < 15 < 25 < 25 < 25 < 25 < 25 < 25 < 50
15-30 50-100 50-100 15-30 15-30 25-100 15-30 15-30 25-50 25-50 25-50 25-100 25-100 25-50 50-100
> 30 > 100 > 100 > 30 > 30 > 100 > 30 > 30 > 50 > 50 > 50 > 100 > 100 > 50 > 100
Tabela 32 – Tabela da classificação dos tamanhos de defeitos de ultra-som Isto significa que um defeito pode ser classificado por pequeno (P), médio (M) ou grande (G), de acordo com suas dimensões. A partir daí, é possível se fazer, com base em critérios prédefinidos, a conceituação de sua criticidade. Estes critérios são expressos de maneira simplificada da seguinte forma: Todo defeito de tamanho grande (G) recebe classificação A; Defeitos médios (M) e pequenos (P) em: viadutos, pontes, área urbana, AMV, trilhos externos de curvas, aproximações (200m antes e depois de obras de arte especiais) recebem classificação B; Defeitos médios (M) em trilhos internos de curvas e tangentes recebem o classificação C; Defeitos pequenos (P) em trilhos internos de curvas e tangentes recebem o classificação D. o o
2.8.6.1.2.4.
CARACTERIZAÇÃ O DOS DEFEITOS
DETECTADOS POR ULTRA-SOM VSH - TRINCA VERTICAL NO BOLETO Este tipo de descontinuidade, quando evoluída, faz quebrar o boleto em uma das suas metades longitudinalmente. Esta fratura forma um dente na superfície de rolamento, fornecendo alto risco de descarrilamento pelo impacto do friso. Estas características impossibilitam o entalamento deste defeito por não resolver o problema
Figura 20 – Trinca vertical no boleto
30
HSH - TRINCA HORIZONTAL NO BOLETO Em estágio avançado é facilmente visualizada numa ronda a pé ou até mesmo em inspeções de auto de linha. O defeito causa a fragmentação do boleto. Não se deve entalar este tipo de defeito, uma vez que a propagação da trinca ocasionará o descolamento completo do boleto, podendo atingir grandes comprimentos.
Figura 21 – Trinca horizontal no boleto EBF - TRINCA DE PATINAGEM DE RODA Trinca no plano transversal, produzida por fissuração interna, logo abaixo da marca de patinação, que se encaminha em direção à alma do trilho de modo rápido e no sentido da parte externa do boleto. Não se permite o entalamento destes defeitos, devendo conforme sua gravidade, ser o trilho retirado da linha.
Figura 22 – Trinca de patinagem de roda HWS - TRINCA NO FILETE Normalmente de comprimento grande, pode ser encontrado mais em PN´s, principalmente devido ao esforço lateral continuo originado das rodas dos carros sobre o boleto. De difícil identificação a olho nu, pode ser visualizado quando em estagio avançado. Este defeito não é entalável, devendo ser substituído todo o comprimento comprometido.
31
Figura 23 – Trinca no filete SWO - TRINCA NA ALMA Trinca no plano horizontal, se desenvolve de modo progressivo, rápido e longitudinalmente, no meio da alma.
Figura 24- Trinca na alma TDT - TRINCA TRANSVERSAL Sua propagação acarreta rompimento repentino da seção transversal do trilho em forma de junta. Mais do que para outros defeitos, a detecção deste, torna imprescindível o reforço da dormentação, fixação e lastro no local. Este é um defeito onde o entalamento pode ser considerado uma solução.
Figura 25 – Trinca transversal
32
TDD - TRINCA DE FRAGMENTAÇÃO Trinca no plano transversal, progressiva, que se inicia em uma trinca interna junto ao canto de bitola do trilho externo. Possui ângulo reto em relação à superfície de rolamento, ocorre no canto do boleto.
Figura 26 – Trinca de fragmentação DWF/DWP - TRINCA EM SOLDA ALUMINOTÉRMICA/ELÉTRICA São defeitos de rápida evolução, sendo que o entalamento neste caso, diferentemente da maioria dos demais, pode ser considerada uma solução de segurança satisfatória. Todos os defeitos DWF e DWP, devem então, ser entalados.
Figura 27 – Trinca em solda aluminotérmica/elétrica PRJ/PRO - TRINCA VERTICAL NA ALMA EM JUNTA/FORA DA JUNTA Caracteriza-se pela descontinuidade na altura do corpo da alma que algumas vezes pode se propagar por vários metros no trilho. Não é possível o entalamento deste defeito, devendo a solução de substituição ser aplicada.
Figura 28 – Trinca vertical na alma em junta/fora da junta
33
BHJ - TRINCA NOS FUROS DA JUNTA Por já estar ligado através de tala, este tipo de defeito torna-se perigoso uma vez que o defeito encontrado está escondido, e sua revisão visual poderá ser feita somente quando da abertura das talas. Todo defeito deste tipo deve ser desentalado para revisão visual, independentemente da situação.
Figura 29 – Trinca nos furos da junta BHO - TRINCA NOS FUROS FORA DA J UNTA Este defeito caracteriza-se pela propagação de trincas ligando furos em diversas circunstâncias. Não se deve proceder o entalamento deste tipo de defeito, pois a descontinuidade se propagaria de forma aleatória no restante do perfil. Deve ser retirado da linha através da substituição da barra.
Figura 30 – Trinca nos furos da junta TDC - TRINCA COMPOSTA A trinca composta forma normalmente, fraturas de grandes proporções, com soltura de fragmentos com tamanhos consideráveis, tornando praticamente inevitável o acidente quando ocorrido em sua circunstância. Trincas compostas têm, como solução padrão, a substituição do trilho, visto que devido a sua extensão e característica, seu crescimento não possui regra de direção. O entalamento não é suficiente para acabar com o risco de evolução do problema.
34
Figura 31 – Trinca composta INC - INCLUSÃO É caracterizado por uma massa de características diferentes que acaba causando uma espécie de porosidade. Neste local a resistência é bastante inferior, sendo que a concentração de esforços propicia o surgimento de trincas longitudinais (quando a descontinuidade for significativa neste sentido), ou mesmo transversais (quando a descontinuidade for pontual, mas atingindo uma área representativa no total da seção) Não é permitido que se faça o entalamento deste tipo de defeito, visto que a propagação da fratura não apresenta regra geral, podendo evoluir em quaisquer eixos da barra.
Figura 32 – Fratura por inclusão
2.8.6.2.
CRITICIDADE
A criticidade é um parâmetro de priorização dos defeitos encontrados e também um guia de tempo médio para atendimento dos defeitos. Conforme a variabilidade deste item, teremos um tempo de atendimento específico. Sua conceituação está ligada à gravidade do defeito, às condições de via em que ele está sujeito, às características de traçado da linha, à presença de obras de arte e a circunstâncias externas como regiões urbanas nas proximidades. A criticidade é classificada da seguinte maneira: o o o o
A: engloba as descontinuidades de gravidade alta; B: engloba as descontinuidades de gravidade média-alta; C: engloba as descontinuidades de gravidade média-baixa; D: engloba as descontinuidades de gravidade baixa.
35
2.8.6.3.
CRITÉRIO DE RETIRADA
Entalar apenas os defeitos identificados como TDT, DWF e DWP, porém para DWF e DWP; Os corredores devem instruir suas equipes, principalmente os rondas, para aumentarem a atenção nas inspeções visuais nos locais com defeitos detectados, locais com não acoplamento e segregações. Caso sejam verificados indícios de evolução dos defeitos ou afloramento, interditar a via e fazer a retirada conforme defeitos A. O atendimento dos defeitos deve ser executado conforme tabela a seguir: CLASSIFICAÇÃO
TIPODE DEFEITO
TDT, DWF, DWP
AÇÕES AÇÃO IMEDIATA US: Interdição do tráfego até chegada da VP; AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita. AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito imediatamente com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas.
A (Todos os defeitos G)
AÇÃO IMEDIATA US: Interdição do tráfego até chegada da VP; Todos os demais
AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para trens passantes com velocidade restrita.
AÇÃO CORRETIVA: retirada imediata do defeito c om troca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: Restringir a passagem do trem carregado na linha em que o defeito foi detectado. AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para B trens passantes com velocidade restrita e condição dos (Defeitos médios (M) TDT, DWF, DWP dormentes, lastro e fixações. e pequenos (P) em: viadutos, pontes, AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 3 dias área urbana, AMV , com uso permitido de entalamento. trilhos externos de Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. curvas, aproximações AÇÃO IMEDIATA US: Restringir a passagem do trem (200m antes e depois carregado na linha em que o defeito foi detectado. de obras de arte AÇÃO EMERGENCIAL VP: avaliar condição do trilho para especiais) Todos os demais trens passantes com velocidade restrita. AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 3 dias com t roca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA C (Defeitos médios (M) em trilhos internos de curvas e tangentes)
TDT, DWF, DWP AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 7 dias com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA Todos os demais AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 7 dias com t roca de toda extensão afetada. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA
D TDT, DWF, DWP (Defeitos pequenos (P) em trilhos internos de curvas e tangentes) Todos os demais
AÇÃO CORRETIVA: retirada provisória do defeito em 15 dias com uso permitido de entalamento. Para defeitos DWF e DWP utilizar tala especial para soldas. AÇÃO IMEDIATA US: NA AÇÃO EMERGENCIAL VP: NA AÇÃO CORRETIVA: retirada definitiva do defeito em 15 dias com t roca de toda extensão afetada.
Tabela 33 – Tabela de atendimento dos defeitos 36
2.8.6.4.
INSPEÇÃO DE CAMPO US E VP
Todo defeito detectado deve ser detalhado com o ultra-som portátil; Todo defeito deve ter seu tipo e suas dimensões identificadas e registradas; As informações da condição da via (dormentes, lastro e fixações) devem ser registradas pela equipe de US; Nos defeitos INC (inclusão), devem ser avaliados: surgimento de trincas longitudinais (quando a descontinuidade por significativa neste sentido), ou mesmo transversais (quando a descontinuidade for pontual, mas atingindo uma área representativa no total da seção). Caso o defeito atinja % da área do boleto compatível com defeitos TDT ou extensão longitudinal compatível com HSH ou VSH, deve-se proceder o tratamento como um defeito C (retirar em 7 dias) e deve ser retirada toda a extensão do defeito INC; Os defeitos devem ser identificados com tinta amarela e identificados com marcador no patim do trilho no seguinte modelo: [Número] - [Tipo] - [Classificação] - [Inspeção/Ano]. Ex.: 010 – TDT – A – 02/2007; Nos trechos de LOC (não acoplamento) fazer marcações no início e fim com tinta ou marcar a cada 10m caso a extensão seja maior que 12m e menor que 200m e com marcador colocar: [Número] - [LOC] - [Severidade (Total (T) ou Parcial (P))] - [Inspeção/Ano]. Ex.: 010 – LOC – T – 03/2007; Nos trechos de INC (inclusão) fazer marcações no início e fim com tinta ou marcar a cada 10m caso a extensão seja maior que 12m e menor que 200m e com marcador colocar: [Número] - [INC] - [(Classificação)] - [Inspeção/Ano] Ex.: 010 – INC – C – 03/2007; Todo defeito reincidente deve ser registrado novamente na planilha de inspeção e no sistema com o mesmo número anterior, com todos os campos preenchidos e marcando a coluna “reincidente”. Além disso, sempre avaliar a evolução do defeito e reforçar com o marcador a identificação do defeito no campo; Considerar defeitos DWF/DWP somente os defeitos em solda aluminotérmica/elétrica com orientação transversal. Ex. Em caso de: defeitos com orientação longitudinal considerar como BHO (defeitos em furo fora da junta) ou defeitos com orientação composta considerar como TDC.
2.8.6.5. o
o
o o
o
o
ENTALAMENTO
O entalamento só é permitido em caso de defeitos transversais em trilhos (TDT) ou defeitos transversais em soldas (DWF e DWP). Todos os outros devem ser retirados; Na EFVM somente será permitido o uso do entalamento caso o desgaste vertical do trilho não ultrapasse 16 mm; Para os defeitos A utilizar apenas o sargento, sem realizar furos e colocar parafusos; Para os defeitos B, C e D que sejam TDT, utilizar tala de 6 furos apenas com 4 parafusos, sendo 2 de cada lado nas extremidades das talas. Não furar no primeiro furo próximo ao topo do trilho; Para DWF e DWP (solda aluminotérmica e solda elétrica) utilizar somente as talas especiais; Recomenda-se que o entalamento seja considerado como medida provisória e deve-se retirar a tala no prazo proporcional ao do defeito, ou seja, caso o prazo de retirada do defeito seja de 3 dias, permitindo o entalamento, a tala deverá ser retirada após 3 dias da sua colocação; 37
o
Essa tala não deve permanecer na via por período prolongado por dificultar a visualização do defeito e nem é possível prever com efetividade a direção do crescimento do defeito.
2.8.6.6.
CICLO DA INSPEÇÃO POR ULTRA-SOM
Os ciclos de inspeção serão compatíveis com a tonelagem bruta trafegada (TBT), adequandose anualmente em função da necessidade de redução de fraturas de trilhos. Na FCA os ciclos são definidos anualmente em função do volume orçado para cada rota. Os defeitos externos são vistos com mais facilidade e permitem um acompanhamento de sua formação. O tráfego das rodas dos veículos ferroviários também pode acarretar defeitos no trilho, exacerbando eventuais defeitos de fabricação e propiciando o aparecimento de outros. Durante o processo de fabricação do trilho, podem ocorrer anomalias que acarretam o aparecimento de defeitos, principalmente internos. Os principais defeitos oriundos do processo são: o o
o o
Inclusão de materiais nocivos ao processo (impurezas: escória, metais, etc.); Formação de bolhas; Porosidade. Patinados (Wheel Burn ou Engine Burn)
O patinado é o defeito ocasionado pelo contato da roda com o trilho quando esta, devido à falta de aderência, gira no mesmo ponto do trilho, sem movimentar o trem. O patinado pode provocar uma fratura no plano transversal, devido à patinação de roda que se desenvolve logo abaixo da marca de patinação e se encaminha em direção à alma do trilho de modo rápido e no sentido da parte externa do boleto. Como este defeito é causado pela patinação da locomotiva, deve-se encontrar marcas dos dois lados da linha. Este defeito é identificado através de: o o o
Achatamento do trilho; Escoamento de material (aço) na superfície e lateral do boleto; Sinal de queima (cor azulada quando recente).
Figura 33 – Patinado
2.8.7. 2.8.7.1.
DEFEITO DE TRILHOS DEFEITOS SUPERFICIAIS E LONGITUDINAIS
Os defeitos de Fadiga por Contato (Rolling Contact Fatigue-RCF ) são considerados como defeitos superficiais e geralmente provenientes de colapso ou fadiga de material. Os principais defeitos superficiais ou de Fadiga por Contato são:
Head-Checks Cracks Shelling
38
Corrugação Dark spot Spalling Center Cracks
ATENÇÃ O: em obras de arte especiais não serão admitidos trilhos com defeitos superficiais.
Head Checks
São trincas capilares de pequena extensão que se apresentam transversalmente ao boleto, próximas ao canto superior da bitola. Ocorre devido à grande pressão das rodas sobre o trilho em ferrovias de alta carga por eixo.
Figu ra 34 – Head Check leve
Figura 35 - Head Check severo
Cracks na Superfície do Trilho ( Cracking )
39
Figura 36 - Cracking
Head Checking - Fissuração do Canto da Bitola
Figura 37 – Head Checking
Flaking - Escamação do Boleto
Flaking é uma perda leve de material do boleto.
Figura 38 - Flaking
Spalling - Estilhaçamento do Canto da Bitola
40
Quando o trajeto do desenvolvimento da rachadura é cruzado por outras rachaduras rasas similares na área da cabeça do trilho, uma micro-plaqueta rasa do material do trilho cai para fora. Isto é sabido como Spalling. Spalling é mais freqüente em climas frios porque a rigidez do material do trilho aumenta.
Figu ra 39 - Spalliing
Shelling - Despedaçamento do Canto da Bitola
Shelling é um defeito causado pela perda do material, iniciada pela fadiga subsuperficial. Ocorre, normalmente, no canto da bitola dos trilhos externos, nas curvas. Quando estas rachaduras emergem na superfície, fazem com que o metal venha para fora da área da rachadura. Às vezes, estas rachaduras movem-se também em um sentido descendente, conduzindo a uma fratura transversal provável do trilho.
Figura 40 - Shelling
Corrugação
Figura 41 - Corrugação
41
Escoamento (Metal Flow)
O escoamento ocorre na área do topo do trilho, em uma profundidade que pode ser de até 15 mm. O defeito ocorre no lado de bitola do trilho interno, devido à sobrecarga. A lingüeta dá uma indicação da presença das rachaduras. Este defeito poderia ser eliminado esmerilhando o trilho, que restauraria também o perfil original.
Figura 42 - Escoamento
Esmagamento
Figura 43 - Esmagamento
Defeito de Trinca da Concordância do Boleto com a Alma
É uma fratura no filamento boleto / alma, que se desenvolve, inicialmente, no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para baixo, em direção ao patim.
Figura 44 – Trinca na concordância do boleto com a alma
42
Defeito de Trinca na Região da Alma com Patim
É uma fratura no filamento alma / patim, que se desenvolve no plano horizontal de modo progressivo, podendo atingir até 25 cm de extensão, e então se encaminha rapidamente para cima, em direção a alma.
Figura 45 – Trinca na região da alma com o patim
Broken Out Deep Seated Shell
É uma fratura composta, que se inicia por fadiga de contato, e se propaga. Só podemos caracterizar o defeito como tal após a retirada do pedaço de trilho.
Dark spot
Apresenta-se como uma sombra escura devido a uma trinca horizontal próxima à superfície de rolamento.
Figura 46 – Dark spot
Trincos nos Furos (Bold Hole Crack)
São trincas que ocorrem no plano longitudinal, se iniciam nos furos, e sua propagação tende a ocorrer diagonalmente para o boleto ou para o patim, ou em direção ao outro furo.
43
Figura 47 – Trinca no furo
2.8.7.2.
FRATURAS EM SOLDAS (BROKEN WELDS)
Trinca em Solda Elétrica (Defective Weld Plant Cracks Out) É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de material).
Figura 48 – Trinca em solda elétrica
Trinca em Solda Aluminotérmica (Defective Weld Field Cracks Out)
É uma trinca que se desenvolve no plano transversal ou horizontal, a partir de algum defeito interno da solda (inclusão, incrustação e/ou colapso de material).
Figura 49 – Trinca em solda aluminotérmica
2.8.7.3.
DESGASTE ADMISSÍVEL
De forma geral, o limite de desgaste em função da área consumida do boleto será dada de acordo com os seguintes valores: 44
EFVM TRECHO DA RH 77 A LABORIAU - COSTA LACERDA A FÁBRICA – COSTA LACERDA A CAPITÃO EDUARDO Trilho
Desgaste Percentu al dos Tril hos (Boleto)
TR 68 30% Tabela 34 – Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – Trecho do RH 77 a Laboriau DEMAIS TRECHOS DA EFVM Desgaste Percentual dos Trilhos (Boleto) Trilho CURVAS DE 2º CURVAS ATÉ CURVAS ACIMA DE 3,5 º TANGENTES A 3,49º 1,99º TR 68 30% 35% 40% 50% Tabela 35 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – Demais trechos da EFVM EFC Trilho Desgaste % do Boleto dos Tril hos TR 68 31% Tabela 36 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – EFC TRILHO
FCA – ROTA DO GRÃO LARGURA MÍNIMA DO BOLETO (MM)
TRILHO
FCA – DEMAIS TRECHOS LARGURA MÍNIMA DO BOLETO (MM)
ALTURA MÍNIMA DO TRILHO (MM) TR 45 55 MM 133,5 MM TR 57 53 MM 157,3 MM Tabela 37 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – FCA, Rota do Grão ALTURA MÍNIMA DO TRILHO (MM) TR 32 53 MM 105 MM TR 37 51 MM 117 MM TR 45 53 MM 133,5 MM TR 57 52 MM 157,3 MM TR 68 52 MM 172 MM Tabela 38 - Limite de desgaste em função da área consumida do boleto – FCA, demais trechos Para a FCA os limites de desgastes também poderão ser determinados através da análise do Módulo de Resistência do boleto, considerando aspectos como carga por eixo, volume transportado, taxa de dormentação, velocidade, etc. O desgaste vertical máximo (C) deve ser tal que o friso mais alto admissível não venha a tocar a tala das juntas.
45
Figura 50 – Desgaste vertical máximo Perfil de trilho TR-37/32/25 TR-40 TR-45 TR-50 TR-57 TR-68
FRISO REJEITO B C B C NA NA NA NA NA 39,8 25,4 14,4 38,1 1,7 42,7 25,4 17,3 38,1 4,6 43,9 25,4 18,5 38,1 5,8 43,3 25,4 17,9 38,1 5,2 54,8 25,4 29,4 38,1 16,7 Tabela 39 – Valores de limite de desgaste vertical máximo A
FRISO NOVO
Para perfis abaixo ao TR-37, a tala de junção não possui a nervura superior, portanto esta análise é desconsiderada.
2.8.7.4.
CICLO DE ESMERILHAMENTO DE TRILHOS COM EGP
O serviço de esmerilhamento de trilhos ocorrerá conforme características do traçado em planta da Via Permanente e evolução anual da adequação da matriz de trilhos, conforme tabela abaixo. Ciclo de Esmerilhamento de Trilho s - MTBT 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Tabela 40 – Ciclo de esmerilhamento de trilhos – MTBT
Ano TG CVA
2.8.7.5.
2015 30 30
2016 30 30
CICLO DE ESMERILHAMENTO E BISELAMENTO DE JUNTAS
ISOLADAS O serviço de esmerilhamento de juntas isoladas deverá ser compatível com a tonelagem bruta trafegada em cada equipamento. CICLO DE ESMERILHAMENTO E BISELAMENTO DE JUNTAS ISOLADAS 30 MTBT Tabela 41 – Ciclo de esmerilhamento e bizelamento de juntas isoladas Além dos trabalhos de esmerilhamento e bizelamento deverão ser efetuados reaperto de fixação, reaperto dos parafusos, substituição de end post danificado, da junta encapsulada substituição de grampos sem pressão, substituição de dormentes danificados e nivelamento e 46
socaria da junta. Os dormentes de junta, guarda e contraguarda da junta deverão apresentar perfeitas condições de suporte de cargas verticais e de retenção da fixação.
2.8.7.6.
CLA SSIFICAÇÃ O DE TRILHOS PARA REEMPREGO
A vida útil dos trilhos é determinada, basicamente, pelo limite de desgaste, que é aferido através do cálculo do seu modulo de resistência mínimo em função do seu perfil. Por sua vez, o desgaste do trilho se dá em função da carga e classe de via. Portanto, a vida útil do trilho será variável conforme as condições de tráfego e classe de via a qual o trilho estará sujeito quando aplicado e características do perfil. Considerando os limites de módulo de resistência do boleto, os desgastes horizontais e verticais deverão se localizar fora da faixa vermelha da tabela de cálculo. A tabela, dessa forma, calcula o módulo de resistência residual do trilho, de acordo com os níveis de desgaste horizontal e vertical que ele apresenta em razão de seu perfil. Caso o módulo de resistência residual do trilho seja muito baixo, torna-se inviável seu reemprego devido à baixa vida útil que ele terá dali em diante, gerando necessidade de sua substituição brevemente. A definição para o reemprego dos trilhos, inclusive se for o caso de transposição, deverá ser baseada no Simulador de Desgaste de Trilhos da GEDFT. Abaixo, exemplo do resultado apresentado pelo Simulador de Desgaste.
Tabela 42 – Classificação de trilhos para reemprego
47
Além da análise referente à capacidade de suporte o trilho quanto ao tráfego ferroviário, a classificação trilhos em reemprego deve atender às seguintes condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas, defeitos superficiais, defeitos identificados por ultra-som, desgaste nas duas laterais do boleto ou desgaste lateral e horizontal do boleto superior aos limites informados na planilha anexa, que estabelece a tolerância de desgaste considerando o modulo de resistência; Verificar o perfil quanto a corrosão, principalmente do patim, provocada por exposição ou assentamento em ambiente agressivo; Trilhos que apresentem trincas, fraturas, defeitos superficiais que não possibilitem correção por esmerilhamento e cujo desgaste seja superior aos limites da tabela anexa serão considerados como sucata.
2.9.
ALÍVIO DE TENSÕES
A operação de "Alívio de Tensões Térmicas” (ATT) tem por finalidade promover as condições ideais para o desenvolvimento de tensões mínimas nos trilhos, decorrentes das variações de temperaturas. O processo de ATT pode ser executado na Faixa de Temperatura Neutra (FTN) por processo natural ou, também, abaixo da FTN, quando se reproduz as condições do processo natural de variação de temperatura por alongamento artificial das barras de trilhos utilizando tensores hidráulicos. Para temperaturas superiores a FTN será inviável executar o ATT pela dificuldade de resfriamento das barras de trilhos.
2.9.1.
CRITÉRIOS PARA EXECUÇÃO DE ATT
A linha perde de seu estado de estabilização total ao sofrer qualquer intervenção que altere as condições de interação entre o lastro e o dormente ou entre dormente e trilho. Assim o ATT será necessário nos seguintes casos: Instalação de linhas novas, após atingir as cotas de nivelamento e alinhamento e decorrido o período de estabilização de 1.000.000 TBT; Correção geométrica com levante superior a 60 mm e deslocamento lateral superior a o 30 mm; Desguarnecimento de lastro após decorrido período de estabilização de 200.000TBT; o Substituição de trilhos; o Execução de soldas reparadoras em TCS; o o Inserção de juntas isoladas coladas ou encapsuladas em TCS; Substituição de trilhos de encosto de agulhas em AMV's; o Substituição de dormentes a eito; o o Execução de soldas de fechamento de trilhos longos soldados (TLS) para a formação de trilhos contínuos soldados (TCS); o Quando for verificado que a linha está sofrendo esforços longitudinais extremos que ocasionam a sua instabilidade geométrica ou estrutural como desalinhamento, desnivelamento, caminhamento longitudinal de trilhos; Quando da aplicação de juntas de expansão em estruturas de pontes; o Preferencialmente, os grampos novos substituídos deverão ser aplicados na zona de o respiração. o
2.9.2.
FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA
A temperatura média é definida pela média aritmética entre as temperaturas máxima e mínima registradas nos trilhos em cada trecho de Via . A medição deve ser efetuada com termômetros apropriados com coleta de dados por no mínimo um ano durante todas as horas do dia. Tm = (Tmín).+Tmáx) / 2
48
A temperatura neutra é definida como a temperatura média acrescida de cinco graus centígrados, pois normalmente é mais recomendável em linhas sinalizadas, que os trilhos sejam submetidos a maiores tensões de tração do que de compressão, uma vez ser mais temerosa uma flambagem da linha do que uma ruptura de trilhos, soldas ou de parafusos de juntas; isto porque, a flambagem é impossível de ser detectado em linha sinalizada, pelo Centro de Controle de Tráfego enquanto que a fratura de trilhos e soldas na maioria das vezes o são. Assim a grande maioria das ferrovias adota a neutralização de tensões (processo natural) dentro de uma faixa de temperatura onde a temperatura neutra de referência é posicionada acima da temperatura média. No caso da Vale, seguindo esta tendência, a temperatura neutra, também chamada de temperatura neutra de referência adotada é: o
TNR = Tm + 5 C = (((Tmín+Tmáx) / 2) + 5)
A faixa de temperatura neutra é definida com o intervalo em torno da temperatura neutra: Em linhas com TCS: FTN
T max T min
2
55
Em linhas com TLS:
2.9.3.
ZONA DE RESPIRAÇÃ O
A zona de respiração (ZR) do trilho longo soldado (TLS) é aquela extensão mínima a partir das extremidades em que o esforço de retensionamento da fixação equilibra (resiste) à tensão gerada pela variação de temperatura (tração ou compressão) do trilho criada a partir da variação máxima de temperatura. Portanto o comprimento da ZR dependerá da variação de temperatura do trilho, da seção do trilho, da resistência (força de ancoragem) exercida pela fixação, e f inalmente da resistência de ancoragem fornecida pelo sistema dormente e lastro.
2.9.4.
ZONA NEUTRA
A zona neutra é a parte central do TLS, descontado as duas ZR das extremidades. É a região que, apesar de estar sob tensão, não tem tendência a deslocamentos longitudinais já que está ancorada em suas extremidades pelas ZR´s. Cálculo da extensão da zona de respiração e zona neutra:
49
Figura 51 – Cálculo da extensão da zona de respiração e zona neutra Onde: b- Zona de respiração L* - Zona neutra L – comprimento do TLS A - área transversal de um trilho (cm2) ZN=L* extensão central do TLS que não sofre deslocamento, ou, zona neutra (m) ZR=b extensão da zona de respiração do TLS (m) N força longitudinal no trilho devido a T (kgf) coeficiente de dilatação térmica do aço = 1,15 x 10-5/°C E módulo de elasticidade do aço = 2,1 x 106 kgf/cm2 r o resistência longitudinal por metro de linha (Kgf/m) t diferença entre a temperatura máxima e temperatura mínima do trilho Zona de respiração:
E . . A.t 1 b . r o 2 Zona Neutra:
2.9.5.
L* L 2.b
PROCESSO DE ALÍVIO TÉRMICO DE TENSÕES
Quanto à temperatura os processos de A.T.T. são classificados em natural e artificial. É natural quando o trabalho é executado dentro da FTN e artificial quando a temperatura do trilho encontra-se abaixo da neutra; neste caso as condições naturais de dilatação são substituídas por um processo de alongamento artificial das barras de trilhos com valor correspondente ao que ocorreria caso a temperatura variasse entre a neutra e a temperatura do momento do alivio, com a atuação de tensores hidráulicos. O alivio não será executado com temperatura do trilho superior a máxima da faixa de temperatura neutra.
2.9.6.
MÉTODOS DE ATT
Conforme a seção do TLS a ser trabalhada, podemos utilizar o método da (barra única) (seção única) quando o ATT é realizado somente em um TLS de cada vez e da (“meia barra”) (semiseção) quando são submetidos ao ATT simultaneamente dois segmentos de TLS distintos com ponto de fechamento comum.
50
O método da barra única é recomendado para construções novas, remodelações e desguarnecimento, quando o serviço é executado “a eito”. O da meia barra é mais aplicável para a manutenção como recuperação de juntas, fratura de trilho, substituição de juntas isoladas, substituição de meia chave,etc.
2.9.7.
MÉTODO DA BARRA ÚNICA NA FAIXA DE TEMPERATURA
NEUTRA À EITO
Figura 52 – Detalhamento do método da barra única na faixa de temperatura neutra a eito A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Executar a solda em A, que irá unir o TCS (trilho contínuo soldado já aliviado) ao TLS (trilho longo soldado sem alivio). Nesta operação a região da solda deve estar fixada para não ocorrer movimentos indesejáveis durante a operação. Após 3 a 4 minutos da execução da corrida da solda, a fixação deve ser retirada ou afrouxada em 12 m para cada lado da solda, de maneira a permitir a contração térmica da mesma sem risco de fratura por tração. Separar o trilho em B e desalinhar os topos dos trilhos para permitir a livre dilatação. Remover toda a fixação do TLS 1 (ver figura 2) a partir do ponto B para o ponto A. Colocar roletes sob o TLS 1, entre o patim do trilho e a chapa de apoio dos dormentes, a cada 8 a 12 metros.
51
Vibrar o TLS 1 e os 12m do TCS, em toda extensão sobre roletes, com batidas de marrão de bronze, de 5 kg de peso, de forma a vencer o atrito estático nos roletes. As placas de apoio devem estar livres de detritos para garantir o perfeito alivio e posterior apoio do patim do trilho. Retirar os roletes com imediata recolocação da fixação; caso a temperatura do trilho esteja aumentando, ainda na faixa de temperatura neutra, fixar a barra da A para B. Caso a temperatura do trilho esteja diminuindo fixar a barra da B para a A. Preferencialmente os grampos novos substituídos deverão ser aplicados na zona de respiração. Em ambos os casos na zona de respiração deverá ser aplicada 100% da fixação e na zona neutra (ZN), a fixação poderá ser aplicada em 1/3 dos dormentes (“um sim, dois não”) na primeira fase do processo, visando adiantar demais tarefas. No final da tarefa a fixação deverá estar completa. Se a linha for dotada de fixação rígida, com pregos/tirefonds e retensores, a aplicação da fixação deve ser completa. Efetuar o corte do trilho, considerando a folga entre os topos preconizada pelo fabricante da solda, e a soldagem no ponto B. Caso a temperatura esteja em declínio a solda de fechamento poderá ser substituída por junta metálica com folga de 3mm ou deverá ser instalado tensor hidráulico para garantir que não ocorra contração do trilho até a conclusão da solda, evitandose com isto sua fratura por tração. O tensor poderá ser retirado após transcorridos 20minutos da soldagem.
2.9.8.
MÉTODO DA
BARRA
ÚNICA
E
ABAIXO DA
FAIXA
DE
TEMPERATURA NEUTRA O método usado para temperaturas inferiores a FTN e superiores a +10 oC consiste na execução mecânica (artificial) de um alongamento L que o trilho atingiria por dilatação normal se a temperatura variasse de T para TNR, sendo T = temperatura do trilho no momento de submetê-lo ao alongamento por tração e TNR a temperatura neutra de referência. O equipamento utilizado para executar o alongamento deve ser um tracionador hidráulico de no mínimo 60 toneladas, equipado com mordentes adequados para atuar na alma do trilho sem causar danos ao material.
52
Figura 53 - Detalhamento do método da barra única abaixo faixa de temperatura neutra A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Executar a solda em A, que irá unir o TCS (trilho contínuo soldado já aliviado) ao TLS (trilho longo soldado sem alivio). Nesta operação a região da solda deve estar fixada para não ocorrer movimentos indesejáveis durante a operação. Após 3 a 4 minutos da execução da corrida da solda, a fixação deve ser retirada ou afrouxada em 12 m para cada lado da solda, de maneira a permitir a contração térmica da mesma sem risco de fratura por tração. Manter o ponto B, oposto ao TCS desalinhado para permitir a livre dilatação dos trilhos. Após 20 minutos da corrida da solda retirar a fixação do TLS do ponto B até A, levantando o TLS e colocando-o sobre roletes distribuídos em intervalos de 8 a 12 metros. Vibrar todo o trilho, de A o ponto B, por meio de golpes de marrão de bronze para que seja vencido o atrito estático nos roletes e se complete a expansão natural da barra. Calcular o alongamento que a barra deverá alcançar por tração pela multiplicação de 0,0115 pelo comprimento total da barra sem fixação (solta) e pela diferença entre a TNR e aquela medida no trilho (T) no momento do alívio.
L 0,0115xL xT (mm) ou seja L (m) T ( C)
53
Figura 54 – Esquema de corte do trilho durante solda Cortar o trilho em B de acordo com a fórmula: C = ΔL + F - 3 (mm)
Onde: C - comprimento do trilho a ser cortado L - alongamento referente ao comprimento da barra de TLS F - folga necessária para execução da solda de acordo com o fabricante 3 mm - contração da solda. Montar o tracionador hidráulico na extremidade do TLS , traçar marcas de referência a partir de A no sentido de B em intervalos iguais e em número que permita fácil divisão. No caso de TLS com 216 m de comprimento, serão marcados, por exemplo, 6 intervalos de 36 m cada. Estas marcas serão traçadas com pontas de aço no patim do TLS e ombro das chapas de apoio dos dormentes de madeira ou ombreiras dos dormentes de concreto / aço ou em referência a estacas. Estas marcas serão feitas conforme abaixo, considerando como exemplo temperatura neutra de referencia TNR igual a 39 oC:
54
36 m
36 m
36 m
36 m
36 m
TRILHO LONGO SOLDADO
JB Ln
36 m
m6
REF. 6
L3
REF. 5
L1 =
REF. 4
Ln 6 Ex.:
L2 =
Ln 6
L6 =
Ln
REF. 3
L = 216 m T = 14 o C L = 62 mm
JA
m3
L2
REF. 2
Então
x 2
L1
m2
m1
m0
REF. 1
REF. 0
= 10,3 mm L1 = 62 6 L2 = 62 6 x 2 = 20,6 mm L6 = 62 6 x 6 = 62 mm
Sentido de evolução dos serviços Figura 55 – Trilho longo soldado Para facilidade de identificação do ponto de referência Ref 0, o dormente a ele correspondente será marcado a tinta em sua extremidade e as marcas de referências feitas à punção no patim e no ombro da chapa de apoio ou ombreira dos dormentes. Tracionar o TLS, através do tracionador hidráulico até que se alcance o L calculado, deixando a folga preconizada pelo processo de soldagem em Á e verificando se as marcas m1, m2, etc referidas coincidem com os pontos de referência respectivas Ref. 1, Ref. 2, etc. Caso contrario vibrar novamente a barra sobre roletes. Durante o estiramento da barra, esta será vibrada por meio de batidas de marrão de bronze para que se tenha alongamento proporcional do TLS ao longo do seu comprimento. Alcançado o L adequado, os roletes serão removidos e a fixação recolocada a partir de B para A. Executar a soldagem aluminotérmica em B mantendo o tracionador atuando durante toda a operação. Retirar o tracionador 20 minutos após a corrida da solda. Retirar a fixação numa extensão de 12m para cada lado da solda, reaplicando em seguida para aliviar tensões residuais.
55
2.9.9.
MÉTODO DA MEIA BARRA NA FAIXA DE TEMPERATURA NEUTRA
COM ATT A EITO
Figur a 56 – Detalhamento do método da meia barra na faixa de temperatura neutra com ATT a eito A figura acima detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Separar os trilhos no ponto b que liga as duas barras (TLS 1 e TLS 2) que sofrerão ATT. Desencontrar as extremidades das barras em B para permitir o caminhamento das extremidades dos trilhos. Soltar a fixação das duas semi-barras no entorno de B (B ->A e B ->C). Colocar os roletes nas duas semi-barras, de B para ambos os lados (de B p/ A e B p/ C). Vibrar os trilhos sobre roletes com batidas de marrão de bronze. Cortar as extremidades das barras junto à B, de forma a garantir folga de acordo com a exigência do processo de solda a ser usado; o corte poderá ser executado em apenas uma semi-barra.
56
Retirar os roletes com imediata recolocação de 100% da fixação. Quando a temperatura do trilho estiver aumentando, ainda na faixa de temperatura neutra, aplicar a fixação a partir das semi barras no sentido do ponto de fechamento do ATT. Caso a temperatura do trilho esteja diminuindo aplicar a fixação a partir do ponto de fechamento do ATT no sentido das semibarras Efetuar a soldagem no ponto de fechamento de ATT (ponto b). Caso a temperatura esteja em declínio a solda de fechamento poderá ser substituída por junta metálica com folga de 3mm ou deverá ser instalado tensor hidráulico para garantir que não ocorra contração do trilho até a conclusão da solda, evitando-se com isto sua fratura por tração. O tensor poderá ser retirado transcorridos 20minutos da soldagem.
2.9.10.
MÉTODO
DA
MEIA
BARRA
E
ABA IXO
DA
FAIXA
DE
TEMPERATURA NEUTRA COM ATT A EITO O método usado para temperaturas inferiores a FTN e superiores a +10 oC consiste na execução mecânica (artificial) de um alongamento L que seria atingido por dilatação normal se a temperatura variasse de T para TNR, sendo T = temperatura do trilho no momento de submetê-lo ao alongamento por tração e TNR a temperatura neutra de referência. O equipamento utilizado para executar o alongamento deve ser um tracionador hidráulico de no mínimo 60 toneladas, equipado com mordentes adequados para atuar na alma do trilho sem causar danos ao material. A figura 4 detalha o processo com a operação executada no sentido da direita para a esquerda. Separar os trilhos no ponto b que liga as duas barras (TLS 1 e TLS 2) que sofrerão ATT. Desencontrar as extremidades das semi-barras em B para permitir o caminhamento das extremidades dos trilhos. Soltar a fixação das duas semi-barras em torno de B (B ->A e B ->C). Colocar os roletes nas duas semi-barras, de B para ambos os lados (de B p/ A e B p/ C). Vibrar os trilhos sobre roletes com batidas de marrão de bronze. Calcular o alongamento ( ∆L ) que as semi-barras deverão alcançar por tração, conforme formula abaixo onde:
L 0,0115xL x T (mm) L (m) T ( C) ou seja Onde: L - tamanho da barra a ser aliviada (distância entre o ponto A e B da figura) T - (TNR – T), sendo TNR a temperatura neutra de referência do trecho e T a temperatura do trilho no momento do tracionamento
Figura 57 – Detalhamento do método da meia barra abaixo da faixa de temperatura neutra com ATT a eito
57
Para determinar a folga final entre as semi-barras adequada para realização do ATT e da soldagem aluminotérmica, utiliza-se a fórmula abaixo: FT = ∆L + F - 3 (mm)
Onde: FT - folga total necessária para soldagem aluminotérmica L - alongamento referente ao comprimento da barra de TLS F - folga necessária para execução da solda de acordo com o fabricante 3 mm - contração da solda. Caso não exista o transpasse das semi-ibarras, tal como ilustrado na figura 5, e a folga gerada entre as semi-barras antes do tracionamento for maior que o valor calculado para FT, haverá a necessidade de se soldar um segmento de trilho de 6 metros em qualquer das semi-barras. Posteriormente deverá efetuar um corte de forma a permitir uma folga entre as extremidades das semi-barras no valor correspondente de FT. Já, se a folga gerada entre as semi-barras antes do tracionamento for menor que o valor calculado para FT, efetuar um corte correspondente à diferença entre FT e a folga existente, de modo que o valor residual seja igual a FT. Instalar o tracionador hidráulico nas duas semi-barras. Efetuar a marcação para verificar o alongamento proporcional dos trilhos conforme método da barra inteira fora da faixa de temperatura neutra. Tracionar até que a folga entre os trilhos, na região de soldagem, alcance o valor previsto pelo fabricante da solda. Durante todo o processo de expansão das semi-barra executa-se a vibração com batidas de marrão de bronze, verificando se as duas semi-barra expandiram no valores calculados de L proporcionais a cada uma. Retirar os roletes a partir de A e B no sentido de F, aplicando 100% da fixação imediatamente. Executar a soldagem aluminotérmica mantendo o tracionador atuando durante toda a operação. Somente retirar o tracionador 20 minutos após a corrida da solda. Retirar a fixação numa extensão de 12m para cada lado da solda, reaplicando em seguida para aliviar tensões residuais.
2.9.11.
ALÍVIO DE TENSÕES EM TÚNEIS
Em linhas sinalizadas, o ATT em túneis será executado por qualquer um dos processos artificiais. Para alivio de trilhos nas entradas de túneis o cálculo do ΔL de estiramento deverá considerar a extensão de barra externa ao túnel acrescida de mais 10 m para o seu interior, de forma a compensar a zona de influência térmica que se estende para dentro dele. A extensão de linha no interior do túnel (menos 10 m em cada um dos lados) será aliviada por batida de marrão de bronze e tracionadas em relação a uma TNR que estará fixada a 5 C acima da temperatura média dos trilhos no interior do túnel. Isto, no sentido de forçar a separação dos trilhos em casos de rupturas de maneiras a fazer com que a f ratura seja detectada pelo sistema de sinalização. Em linhas não sinalizadas será adotado o mesmo critério anterior no que se refere à extensão externa ao túnel mais 10 m para o seu interior. A extensão restante, interna ao túnel, será submetida a ATT considerando a temperatura média no interior do túnel como Temperatura Neutra e adotado o processo natural de ATT.
2.9.12.
ALIVIO DE TENSÕES EM PONTES
2.9.12.1.
PONTES COM LASTRO
O procedimento de instalação do TCS é idêntico ao adotado para a linha corrida.
58
2.9.12.2.
PONTES SEM LA STRO (OPEN DECK BRIDGES) – ESTRUTURA
DA LINHA SOLIDÁRIA À PONTE Há necessidade de adoção de juntas de expansão para evitar transmissão de esforços da ponte para a linha e da linha para a ponte. O alívio poderá se executado de maneira idêntica ao da linha corrida, fechando no ponto de instalação das juntas de expansão que serão instaladas dentro da FTN e devidamente gabaritadas.
2.9.12.3.
PONTES SEM LA STRO – ESTRUTURA DA LINHA NÃO
SOLIDÁRIA À PONTE O alívio poderá se executado de maneira idêntica ao utilizado na linha. Será imprescindível o uso de chapas de apoio de forma tal que o contratrilho receba fixação elástica. Isto visa impedir a livre dilatação / contração do trilho da via em caso de fraturas. Os parafusos de fixação vertical e lateral da grade da linha não tocarão a longarina de forma que a grade da linha e ponte resultem em unidades independentes (não sejam solidárias).
x
x 2 2 mm a 5 mm
Figura 58 – Independência entre a grade da linha e ponte O ATT se estenderá a 120 m além das cabaceiras das pontes. Se a proximidade com outra ponte de tabuleiro aberto implicar que esta extensão atinja a região de influência desta outra ponte, o alívio se estenderá a 120 m além da outra cabeceira. O ATT em pontes de tabuleiro aberto deve ser efetuado, preferencialmente, na FTN e em acordo com as normas do ATT; devido a dificuldade de tracionar as barras sobre as pontes de tabuleiro aberto.
2.9.13.
SERVIÇOS DE REPARAÇÃO PONTUAIS EM LINHAS COM TCS
Caso sejam necessários serviços como retirada de defeitos de trilhos, substituição ou instalação de juntas, reparação de fraturas, substituição de meia chave, trilhos de ligação, substituição de jacarés, em linhas com TCS deverão ser observados: 1. Temperatura de trilho na faixa neutra: a. Neste caso não será necessário efetuar o ATT nas zonas de respiração adjacentes ao ponto de fechamento do TCS, desde que não existam vestígios de tensões nos trilhos; neste caso deverá ser efetuado ATT em todo o TCS. 2. Temperatura de trilho fora da faixa neutra: a. Neste caso deverá ser efetuado o ATT nas zonas de respiração (ZR) adjacentes ao ponto de fechamento do TCS, pelo método da meia barra. b. Caso a temperatura do trilho esteja acima do limite superior da faixa neutra não são recomendados executar serviços em linhas com TCS; em casos em que os mesmos tornem-se imprescindíveis será obrigatório efetuar o ATT posteriormente.
59
2.9.14.
RECOMENDAÇÕES GERAIS PARA ALIVIO DE TENSÃO
A extensão mínima a ser aliviada na extremidade de um TLS em serviço de recuperação de juntas, fratura de trilho, substituição de meia chave, etc, deve ser de uma ZR (zona de respiração). Utilizar método da meia barra. A extensão máxima de um TLS a ser aliviado é função das dificuldades impostas pela geometria da linha e pela resistência ao deslocamento do trilho (sistema de roletes usados). São normalmente adotadas as extensões: o o o
Tangentes – extensões no máximo de 900m Curvas de grandes raios – extensões no máximo de 600 m Curvas de pequeno raio- extensões no máximo de 216 metros
Caso o segmento a ser aliviado seja composto por vários e pequenos pedaços de trilho (várias juntas ou fraturas próximas) é obrigatório efetuar a soldagem dos pedaços, formando um único segmento maior, ou a substituição por TLS no segmento para somente depois ser executado o A.T.T. O A.T.T. quando executado a eito deve ser realizado simultaneamente (na mesma jornada de trabalho) nas duas fiadas de trilhos (direito e esquerdo). Deve ser removida qualquer sujeira que possa impedir o livre rolamento da barra. No caso de curvas serão utilizados roletes laterais especiais, para impedir o tombamento do trilho. Os serviços de nivelamento e alinhamento estão classificados entre os trabalhos que mais desconsolidam a via e serão executados, somente quandio for possível obedecer a faixa de temperatura neutra de cada trecho. Caso os serviços não se realizem na faixa de temperatura neutra o trecho em questão será considerado sem alívio de tensão. Quando a amplitude das correções do alinhamento forem inferiores a 20 mm ou de nivelamento inferiores a 40mm, as operações de alinhamento serão realizadas após ou durante o nivelamento. O alívio térmico torna-se dispensável, desde que o lastro do ombro seja imediatamente guarnecido. Se a correção de alinhamento for superior à 20 mm ou de nivelamento superior a 40mm, será considerado como intervenção que desestabiliza a linha, mesmo na faixa de temperatura neutra, tornando-se neste caso necessário operar-se sob a proteção de uma limitação de velocidade de trens de 30 km/h e proceder-se o ATT após decorrido o período de consolidação mínima correspondente a 2 x 105 tons trafegadas. Nos trabalhos de alivio de tensão deverão ser substituídos todos os grampos sem pressão, sendo que os grampos novos deverão ser preferencialmente aplicados na ZR para melhorar o poder de retencionamento. Os dormentes deverão estar perpendiculares ao eixo da linha e no espaçamento correto. Nos ATTs em trilhos longos soldados (TLS) em que permanecerão juntas metálicas, a folga das mesmas será nula na faixa FTN, ou seja, as barras terão que estar topadas após alívio. Como vantagens ocorrerão menores impactos nas juntas com menor degradação das mesmas bem como menor solicitação às juntas em decorrência de Tmin. Para calculo da FTN deverão ser utilizados os seguintes critérios: Em linhas com TCS: FTN
T max T min
2
5
Em linhas com TLS:
FTN
T max T min
2
46
A substituição de grampos a eito poderá ser efetuada em qualquer temperatura, desde que:
60
o
5 não.
Na ZN, os grampos podem ser retirados, deixando os dormentes ponteados 1 sim,
Na ZR os grampos devem ser substituídos um a um de forma que a fixação sempre fique completa. o
Nos serviços de substituição de dormentes a eito, deverá ser previsto o ATT após a consolidação da via (2 x 10 5 tons trafegadas). Nos serviços em que houver levante ou rebaixamento da linha com valores superiores a 100mm deverá ser previsto o ATT após a consolidação da via (2 x 10 5 tons trafegadas). Os serviços de desguarnecimento mecanizado poderá ser executado em qualquer temperatura, com linha interditada. Após a correção geométrica e consolidação mínima da via (2 x 105 tons trafegadas) será efetuado o ATT.
2.10.
SOLDAGEM ALUMINOTÉRMICA DE TRILHOS
O objetivo da soldagem aluminotérmicas é a eliminação de juntas metálicas de linhas com trilhos curtos para formação de trilhos longos soldados, formação de trilhos contínuos soldados, reparação de fraturas de trilhos, e a manutenção de via que requer troca de componentes de AMV's, juntas isoladas, etc. Dependendo do fabricante o processo de soldagem aluminotérmica pode apresentar detalhes específicos; portanto é de vital importância que as equipes de soldagem tenha pleno conhecimento do processo adotado pela manutenção da ferrovia, através de treinamento e reciclagens periódicas. Os responsáveis pela fiscalização dos serviços de soldagem e os soldadores deverão ser certificados pelos fornecedores da solda através de treinamentos teóricos e práticos, com reciclagens anuais e quando ocorrer qualquer alteração significativa no processo. Os soldadores deverão possuir na frente de trabalho um exemplar do manual de soldagem aluminotérmica do processo utilizado.
2.10.1.
RECOMENDAÇÕES TÉCNICAS
2.10.1.1.
FERRAMENTAL E MATERIAIS
O ferramental, os materiais de consumo e algumas recomendações são especificas de cada fabricante; assim deverão ser utilizados apenas os kits de ferramentas e os materiais específicos indicados por cada fabricante da solda;
2.10.1.2.
CORTE DOS TRILHOS
O corte dos trilhos para preparação das extremidades a serem soldadas serão obrigatoriamente efetuados com discos de corte ou com máquinas de serrar trilhos. A utilização de maçarico será permitida apenas nos casos que requerem eliminação de tensões internas de compressão das barras a serem trabalhadas, antes da remoção das fixações; estes cortes deverão ser posteriormente refeitos com disco ou máquina de serrar eliminando a zona termicamente afetada (ZTA) pelo corte com maçarico; assim deverão ser eliminados no mínimo segmentos de trilhos de 2,5 cm para cada lado do corte efetuado com maçarico. Os cortes deverão ser perfeitamente verticais, com uma folga constante do topo ao patim do trilho; deverá ser efetuado limpeza com escova de aço após os cortes eliminando partículas finas e possíveis rebarbas originadas no processo de corte. Não será permitido óleo ou graxa na região da montagem das formas. A folga entre topos dos trilhos deverá ser ajustada de acordo com as recomendações dos fabricantes, utilizando calibrador, sendo que normalmente variam entre 22 a 27 mm, exceto nos caso de solda de reparo que requer folgas entre 65 e 71 mm. Folga inferior a recomendada pelo fabricante prejudica o pré-aquecimento de toda a secção do trilho e diminui a quantidade de aço que fica na solda, consequentemente reduzindo a quantidade de calor necessário para fundir o aço do trilho, pois uma parcela do calor é gerado pela reação da solda.
61
Folga superior à recomendada provoca falta de material no boleto do trilho, podendo ocasionar a perda da solda. A distância mínima entre duas soldas ou entre uma solda e uma junta deverá ser de 4 m. A distância mínima entre a extremidade do trilho a ser soldado e o primeiro furo deverá ser de 120 mm. Caso contrário eliminar todos os furos e reajustar a folga. Observar os furos quanto à presença de ovalização e trincas, parafusos de junta com marcas de degola e se os furos foram executados com utilização de maçarico, casos em que também deverão ser eliminados. O ideal é que os trilhos na região das soldas não sejam furados.
2.10.1.3.
NIVELAMENTO E ALINHA MENTO DOS TRILHOS
Para o alinhamento e nivelamento deverão ser retiradas as fixações de pelo menos 4 dormentes de cada lado da solda para permitir o correto alinhamento e nivelamento das extremidades a serem soldadas. O alinhamento deverá ser feito sempre pelo lado da bitola (lado interno do trilho) de modo que a régua de alinhamento fique em permanente contato com o boleto do trilho neste segmento, mesmo para solda de trilhos em curvas. Deverá ser verificado o alinhamento na alma e no patim evitando torção dos trilhos na região de solda. Os extremos dos trilhos serão levantados formando uma contra flecha que será medida com gabarito nos extremos de uma régua especial de 100 cm fornecida pelo fabricante da solda e que deverá ser posicionada centrada na junta a ser soldada. A contra flecha é necessária para compensar a retração da solda durante o seu esfriamento. Considerando que a retração no boleto é superior a do patim a falta de contra flecha vai ocasionar soldas baixas (deformação no plano horizontal). Deverão ser obedecidos os valores de contra flecha preconizado pelo fabricante da solda. Os dispositivos utilizados para manter o alinhamento e o nivelamento dos trilhos somente poderão ser retirados após o esfriamento da solda. O tempo necessário para esfriamento da solda pode variar em função do processo de soldagem utilizado. A partir do alinhamento e nivelamento dos trilhos para soldagem não será permitida nenhuma atividade que possa provocar vibração dos trilhos, tais como retirar ou aplicar fixações.
2.10.2.
MONTAGEM DE FORMAS E PRÉ-AQUECIMENTO
As formas refratárias deverão ser ajustadas cuidadosamente ao perfil do trilho, de modo que a folga entre os topos dos trilhos fique perfeitamente centrada em relação ao receptáculo da forma. Formas defeituosas ou trincadas durante o ajuste deverão ser rejeitadas. Para o caso de trilhos com diferença de desgaste vertical as formas deverão ser trabalhadas até o seu perfeito ajuste aos trilhos. Se a diferença de desgaste vertical das superfícies de rolamento entre os trilhos for superior a 8 mm, deverão ser utilizadas formas especiais de transição. Para soldagem de trilhos de perfis diferentes devem ser utilizadas formas especiais de transição. A forma deverá ser vedada com pasta conforme preconização do fabricante da solda. O pré-aquecimento deverá ser iniciado imediatamente após a vedação das formas para evitar que a umidade da pasta de vedação seja absorvida pela forma. Pelo mesmo motivo, o tempo necessário para a vedação deverá ser o mais curto possível, logicamente sem comprometimento da qualidade da vedação. Deverão ser utilizados os gases indicados pelo fabricante da solda e os manômetros deverão estar em perfeito funcionamento, atendendo as pressões exigidas pelo fabricante da solda. Todos os dispositivos de segurança do sistema de pré-aquecimento deverão estar instalados e em perfeito funcionamento. (inserir equipamentos obrigatórios de segurança para utilização de maçaricos e gases industriais) O maçarico deverá ser posicionado na altura exigida pelo fabricante da solda, utilizando calibrador, sendo essencial que cada ponto da seção do trilho seja aquecido de modo uniforme; as duas extremidades dos trilhos devem estar aquecidas a uma mesma profundidade. A chama deverá ser regulada para que não tenha excesso de oxigênio (chama oxidante). A chama oxidante provoca início de fusão no contorno do boleto podendo enganar a respeito do efetivo pré-aquecimento. 62
Deverá ser obedecido o tempo de pré-aquecimento indicado pelo fabricante da solda em função do perfil do trilho.
2.10.3.
CADINHO
Deverá ser verificado se o processo de soldagem requer cadinhos descartáveis ou longa vida. O cadinho descartável somente deverá ser retirado da sua embalagem imediatamente antes de sua utilização para evitar contaminação por umidade e danos estruturais. Cadinhos trincados deverão ser rejeitados. Caso o cadinho seja longa vida, deverão ser atendidas as recomendações do fabricante quanto à sua preparação anterior a cada soldagem e seu período de vida útil. O abastecimento do cadinho com a porção de solda deverá ser feito com cuidado, deixando a porção correr lentamente entre os dedos. Não manusear a porção próxima de chama de maçarico pois poderá ocorrer o acendimento indevido da mesma.
2.10.4.
REAÇÃO E SANGRIA DO CADINHO
Transcorrido o tempo de pré-aquecimento, o fósforo especial fornecido pelo fabricante deverá se aceso na chama do próprio maçarico utilizado no pré-aquecimento e introduzido no meio da porção. Deverão ser mantidos fósforos reserva para eventuais falhas no acendimento. O acendimento da porção com a chama do maçarico é proibido, assim como qualquer outra forma que não seja a exigida pelo fabricante. A sangria da solda será automática, com o tempo variando de 25 a 35 segundos.
2.10.5.
ACABAMENTO DA SOLDA
Na fase de solidificação da solda o trilho não poderá sofrer nenhuma vibração provocada por retirada, colocação de grampos ou esmerilhamento, mesmo longe do ponto de soldagem, sob risco de provocar fratura da solda, pois a mesma nesta fase ainda não atingiu a resistência desejada. As formas e escória serão removidas imediatamente antes da rebarbagem da solda, cujo tempo é definido pelo fabricante, evitando modificação na estrutura do aço e conseqüentemente soldas defeituosas. Rebarbar a solda antes do tempo estabelecido provoca sulcos e dureza excessiva devido ao seu esfriamento brusco. A rebarbagem da solda deverá ser executada com rebarbadora hidráulica. O uso de corta quente somente será permitido quando a lâmina da rebarbadora não tenha efetuado o completo guilhotinamento do excesso da solda. Em trilhos termicamente tratados, após a rebarbagem será necessário proteger a solda com tampa refrataria protetora de calor durante 20 a 30 minutos, evitando esfriamento rápido. O esmerilhamento final será executado já com a solda fria, em torno de 300 graus de temperatura, que é alcançada após 25 ou 30 minutos da corrida da solda. Durante o esmerilhamento deverão ser conferidas as tolerâncias de nivelamento longitudinal e alinhamento com réguas de precisão e calibradores ou cunha graduada. A solda, após o esmerilhamento, atenderá às seguintes tolerâncias: Na superfície de rolamento: o o
a1- Máximo de 0,6mm a2- Máximo de 0,2mm
Na Lateral do boleto: o
b- 0,3mm
63
Figura 59 – Tolerâncias da solda após esmerilhamento
2.10.6.
RECOMPOSIÇÃO E SOCARIA DA LINHA
Após a execução da solda é essencial reposicionar os dormentes que porventura tenha sido deslocados para execução da solda, socar os dormentes adjacentes fazendo uso de macaco e soca manual ou vibrador mecânico, recolocar as fixações, recompor o lastro, recolher todos os resíduos gerados pelos trabalhos, acondicionando-os em local apropriado. Também é necessário realizar a limpeza da solda, livrando-a dos resíduos do processo de soldagem.
2.10.7.
RECOMENDAÇÕES GERAIS
Em nenhuma hipótese será permitido utilizar qualquer quantidade de porção de outra embalagem ou qualquer outro artifício para complementar a solda. Porções abertas, com prazo de validade expirado, com embalagem rasgada ou com vestígios de umidade deverão ser descartadas. Formas trincadas ou com vestígios de umidade deverão ser descartadas. As fôrmas e porções de solda devem ser armazenadas em locais secos e arejados, sem a presença de excesso de umidade. Os materiais armazenados não devem estar em contato direto com as paredes ou o piso do loca l de armazenamento para que se evite a transferência de umidade às fôrmas e porções. Em nenhuma hipótese será permitido efetuar soldagem em trilhos cujas seções tenham sido preparadas utilizando corte de maçarico, ou cuja alma contenha furos executados a maçarico. Durante todo o processo deverá ser monitorada a temperatura do trilho utilizando-se termômetro adequado para a atividade. As soldas executadas em trilhos curtos para formar TLS (trilho longo soldado) poderão ser executadas em qualquer temperatura, porém, as soldas efetuadas para unir dois TLS ou um TLS já formado a um TCS (trilho contínuo soldado) somente poderão ser executadas observando as recomendações de alivio de tensões. Também não se deve executar soldagem aluminotérmica sob chuva. Todo o ferramental deverá estar de acordo com o que preconiza o fornecedor da solda, não se admitindo a ausência de qualquer um deles ou que estejam nas frentes de soldagem com defeitos que prejudiquem a sua plena utilização ou que venham a trazer riscos à segurança pessoal dos envolvidos na atividade. É proibido descartar as escórias e resíduos do processo de soldagem ao longo da ferrovia. O descarte de escórias quentes em contato com a água causam explosões e danos ao meioambiente. Os resíduos deverão ser descartados de acordo com as normas da Vale sobre gestão de resíduos. A escolha do tipo de porção para soldagem de trilhos de espécies diferentes deve considerar o trilho de menor dureza, conforme tabela abaixo.
64
Espécies a Serem Soldadas Tipo de Porção Carbono com Carbono Carbono Carbono com Tratado Carbono Tratado com Tratado Tratado Tratado com Microligado Microligado Mircoligado com Microligado Microligado Microligado com Carbono Carbono Tabela 43 – Tipo de porção para sondagem de trilhos de espécie diferentes Para soldagem de trilhos de diferentes perfis deverão ser usadas formas especiais de transição. Para soldagem trilhos de mesmo perfil, porém com diferença de altura devido a desgaste vertical deverão ser utilizadas formas customizadas para cada caso.
2.11.
SUBSTITUIÇÃO DE TRILHOS
2.11.1.
CRITÉRIO PARA CÁLCULO DE QUANTIDADE E MARCAÇÃO DO
TRILHO A SER SUBSTITUÍDO Para dimensionamento da extensão de trilho a ser substituída em curvas deverá ser considerado um acréscimo de no mínimo 30m além dos pontos notáveis das curvas TE e ET evitando concentração de defeitos de concordância geométrica devido a desgastes diferenciados do trilho novo em relação ao trilho que permanecerá na linha. A marcação física dos pontos de inicio de descarga deverá ser efetuada na prospecção de trilhos para subsidiar o pedido das barras. A extensão de trilhos a ser inserida deverá contemplar a eliminação de defeitos de ponta dos trilhos que ficarão na linha bem como defeitos superficiais, defeitos identificados por ultra-som, soldas defeituosas ou emendas com trilhos curtos.
2.11.2.
DESCARGA DE TLS
Na FCA e EFVM a descarga de TLS será efetuada de forma que o mesmo fique posicionado no ombro da brita, ou na plataforma. Na EFC os TLS serão descarregados entre os trilhos da via, com a fixação das pontas das barras aos dormentes impedindo eventuais deslocamentos. Em linha com dormente de aço, em local com Detector de Descarrilamento, ou na Região de AMV, é proibida a descarga do trilho dentro da linha. Em linha com dormente de aço e sinalizada é proibido descarregar ou permanecer com trilhos na “cabeça” dos dormentes. É proibido Carregar, Descarregar, Transportar ou Quadrar TLS quando na passagem de trem na linha adjacente. Nenhum empregado deve subir no lastro de trilho quando o mesmo estiver em processo de carga e descarga. É expressamente proibido colocar as mãos sobre os trilhos instalados na estrutura montada no trem de trilho, utilizado para deslocamento do equipamento de carga e descarga (risco de amputação das mãos, devido movimentação do equipamento CD). A presença de empregados sobre o trem de trilho só poderá ocorrer após autorização do operador do equipamento. É proibida a descarga de trilhos quando houver falta de comunicação entre o operador do trem, operador do equipamento e o líder da descarga. Uma pessoa da equipe deve ser disponibilizada para desamarrar as barras do cabeçote de fixação As calhas devem ser posicionadas no rolo-guia para evitar queda brusca da ponta da barra no final da descarga. Com o TLS desamarrado, deve-se fechar os rolos laterais, introduzir o TLS no Rolo-Guia/Cabeçote e guiar a barra até a mesma apoiar-se no trilho da linha. Com o auxilio do Comungol ou cabo de aço e alavanca, deve-se prender a ponta do TLS a ser descarregado a um trilho da linha. Solicitar ao maquinista que puxe a composição devagar até esticar o cabo de aço, iniciando a descarga. A velocidade do trem para a descarga deve ser de aproximadamente 7 Km/h. Durante a descarga a equipe deve guiar manualmente o TLS alinhando-o e posicionando-o no local correto que ele deve ficar depois de 65
descarregado. Após o TLS ter caído totalmente no chão, deve-se retirar o Comungol ou cabo de aço que prende o TLS na linha. As calhas devem ser recolhidas para cima do lastro novamente. Faltando aproximadamente 30m para o TLS cair do lastro, a equipe deve se afastar posicionando em um local seguro evitando o risco de “chicoteamento” pelo TLS e também da projeção de britas ou corpo estranho no momento que a ponta do TLS atingir o chão. Na descarga do TLS deve-se observar a marcação efetuada anteriormente para que não ocorra descarga em posição indevida. Deve ser observado o local onde o TLS foi descarregado, principalmente se suas extremidades oferecem risco à circulação de trens; se for necessário, posicioná-lo com alavancas em local seguro.
2.11.3.
CARGA DE TLS
Os TLS a serem carregados deverão ser posicionados preferencialmente numa tangente com o auxilio do comungol. O comungol (peça amarrada a um cabo de aço, que é utilizada para prender a barra de trilho) deve ser amarrado na ponta do TLS e na cauda da composição ou no veículo de tração para que a barra seja arrastada e posicionada para carregamento. A barra deverá ser arrastada para que a mesma seja posicionada entre os dois trilhos da linha ou nas laterais. Deve-se atentar quanto a presença de cordoalhas, detectores de descarrilamento, regiões de AMV’s e Juntas, que podem vir a ser atingidos durante o posicionamento, deve ser solicitada a presença da eletroeletrônica para a retirada das cordoalhas. Para a ultrapassagem em detectores de descarrilamento, basta utilizar dois roletes mais altos, colocar um antes e um depois do detector para evitar a quebra. Para a ultrapassagem em AMV e juntas deve-se posicionar o TLS do lado externo da linha. Neste momento passar com bastante atenção, podendo utilizar algum pedaço de madeira ou dormente para evitar que o trilho atinja a máquina de chave e os tirantes do AMV. Trilhos com soldas aluminotérmicas não deverão ser carregado antes da retirada das mesmas; trilhos com dimensão inferior a 24metros não deverão ser carregados no trem de trilhos. A carga é efetuada com recuo da composição com velocidade máxima de 6km/h. . Não é permitido caminhar ou permanecer sobre ou entre os trilhos com o lastro em movimento e/ou antes de o TLS ser amarrado. Não é permitido executar a tarefa de amarração dos TLS’s com o trem em movimento.
2.11.4.
DISTÂNCIA MÍNIMA ENTRE JUNTAS OU EMENDAS EM TRILHOS
Obedecer aos seguintes critérios: 1Entre solda aluminotérmica ou elétrica e juntas (metálica ou isolada) - 2 metros. 2Entre solda elétrica e solda aluminotérmica – 2 metros. 3Entre duas soldas aluminotérmicas – 4 metros em tangentes e 6 metros em curvas. 4Entre duas juntas – 4 metros em tangentes e 6 metros em curvas.
2.11.5.
TEMPERATURA DO TRILHO
Durante todo o processo a temperatura do trilho deverá ser monitorada. Preferencialmente a substituição de trilhos deve ocorrer dentro dos limites da faixa de temperatura neutra definida para o trecho. Caso de todo seja impossível substituir o trilho na faixa de temperatura neutra deverá ser programado alivio de tensões térmicas.
66
TRECHO Tubarão Itabira Lacerda Lacerda Fabrica BH
FAIXAS DE TEMPERATURA NEUTRA DA EFVM FAIXA DE TEMPERATURA TEMPERATURA FÓRMULA DE CÁLCULO NEUTRA NEUTRA 34C FTN 44C 31C FTN 41C
TNR= 39C
FTN
T min T max
TNR= 36C
2
5
Tabela 44 – Faixas de temperatura neutra da EFVM FAIXAS DE TEMPERATURA NEUTRA DA EFC Faixa de temperatura Temperatura neutra Fórmul a de calculo neutra 34C FTN 44C TNR= 39C T min T max 5 FTN 2 Tabela 45 - Faixas de temperatura neutra da EFC
TRECHO Prudente de Morais/General Carneiro General Carneiro/Divinópolis Campos/Vitoria São Francisco/Bonfim Frazão/Roncador Roncador/Canedo L. Bulhões/ Curado Araguari/Boa Vista Uberaba/Ibia Divinópolis/Bhering Divinópolis/Frazão Garças/Angra Barão Camargos/T. Rios Campos/Magé Prudente/Montes Claros Monte Azul/Catiboaba Roncador/Brasilia Montes Claros/Monte Azul São Feliz/São Francisco São Francisco/Aracaju Catiboaba/São Felix
FAIXAS DE TEMPERATURA NEUTRA DA FCA FAIXA DE TEMPERATURA TEMPERATURA FÓRMULA DE CALCULO NEUTRA NEUTRA
31C FTN 41C
TNR= 36C
30C FTN 40C
TNR= 35C
33C FTN 43C
TNR= 38C
34C FTN 44C
TNR= 39C
Para linhas com TLS T max T min 46 FTN 2
Para linhas com TCS T min T max 5 FTN 2
35C FTN TNR= 40C 45C Tabela 46 - Faixas de temperatura neutra da FCA
67
2.11.6.
APLICAÇÃO E RETIRADA DE FIXAÇÃO
Para aplicação e retirada das fixações deverão ser utilizadas as ferramentas adequadas para cada tipo, não se admitindo improvisações de ferramentas. A utilização de marretas para aplicação direta de grampos elásticos é proibida sob pena de causar danos como perda do efeito de mola e retensionamento dos grampos, e devido risco de acidente de trabalho por projeção dos mesmos.
2.11.7.
PREPARAÇÃO DA BARRA DE TRILHO PARA SUBSTITUIÇÃO
Antes de se iniciar a retirada da fixação no local a ser trabalhado, deve-se procurar pontos de concentração de tensões. Deve ser Inspecionado o trecho a procura de evidências de deslocamentos laterais da grade ferroviária e/ou marcas de deslocamentos longitudinais dos trilhos (marcas dos grampos/pregos no patim do trilho e/ou dos deslocamentos do trilho nas placas). Este passo é importante para evitar acidentes. Os executantes devem conhecer e estar atentos aos locais de maior concentração de tensão e executar os serviços de abertura de “janela” no trilho de modo a diminuir a tensão nestes pontos, antes de retirar as fixações. A abertura da janela ou corte do trilho só poderá ser executada após o fornecimento do tempo total de interdição. O corte para abertura de janela será obrigatoriamente com maçarico. Deve ser adotado os procedimentos abaixo antes da retirada de qualquer fixação: A) O corte inicial para abertura da janela e retirada das tensões deve ser realizado no ponto de menor tensão. Para TLS a ser substituído a abertura de janelas de aproximadamente 03 cm deve feita a cada 108m;
Figura 60 – Preparação da barra para substituição B) Determinado o local do corte, este deverá ser perpendicular ao trilho, de baixo para cima. Será iniciado pelo patim do trilho indo até ao final da alma, com dois cortes paralelos e eqüidistantes em aproximadamente três centímetros e um terceiro longitudinal e abaixo do 68
boleto que ligará os cortes paralelos, conseguindo assim separar todo patim e alma cortados, sem ainda cortar o boleto. Utilizando a ponta de uma alavanca bater no pedaço cortado até que se solte completamente do trilho. Com o boleto inteiriço realizar um corte na extremidade. Com pequenos cortes ir desgastando o boleto até que a tensão existente no local diminua (esta operação deve ser realizada preferencialmente no ponto de menor tensão quando este for conhecido). Caso os cortes não sejam suficientes para aliviar os topos dos trilhos, repete-se a operação, tendo sempre o cuidado de não cortar além da abertura prevista para realização de solda ou junta, no caso de trilhos a ser reaproveitado. Se no local existir uma junta, esta deverá ser desmontada para separar os trilhos. Após desmontagem da junta o corte para retirada das tensões deverá ser equidistante aproximadamente a 3 cm do topo do trilho.
Figura 61 - Preparação da barra para substituição Deverá ser observado a ocorrência de deslocamento longitudinal dos trilhos que venha a provocar o encontro das duas extremidades dos trilhos. Os cortes devem ir desgastando o boleto até que a distancia entre as pontas fique com no mínimo 10mm e que se estabilize, tendo sempre o cuidado de não cortar além da abertura prevista para realização de solda. Após corte do trilho e eliminação das tensões, retira-se a fixação em 12 metros para cada lado do corte ou junta para efetuar o desencontro das extremidades dos trilhos. Durante retirada da fixação nos 12 metros para cada lado iniciais deve-se observar se os trilhos irão topar novamente. Caso venha a topar ; todo o processo deve ser repetido (garantia da eliminação das tensões). Em seguida, com auxilio do macaco de linha ou alavancas, procede-se desencontro das extremidades dos trilhos para permitir o deslocamento longitudinal. Em seguida procede-se a retirada de fixação da extensão a ser trabalhada. Antes do corte observar se existem defeitos superficiais graves ou se há trinca nos furos, caso haja, cortar o trilho eliminando os defeitos e/ou furos e deslocar barra. O corte tem que ser perpendicular. Os trilhos retirados da linha deverão ser selecionados e identificados . Os trilhos inservíveis para a linha deverão ser seccionados por meio de maçarico ou policorte, preferencialmente na região das soldas, em tamanhos com até 12 metros para embarque em vagões tipo plataforma. (verificar convenção de cores da FCA).
2.11.8.
BIZELAR A JUNTA
Nas substituições de trilhos com permanência de juntas metálicas deverá ser efetuado o bizelamento das suas pontas com o auxílio de um limatão manual ou lixadeira, retirando todas as rebarbas de escoamento na extensão da junta, eliminando as arestas vivas, mantendo as extremidades dos topos dos trilhos conforme figura abaixo. Verificar se a superfície do boleto na junta possui escoamento (rebarba), caso positivo, deve-se serrar a rebarba utilizando arco de serra, Lima/limatão, lixadeira ou Máq. de Bizelar. Em boleto sem desgaste lateral utiliza-se Lima/limatão, lixadeira com disco especial (1mm), retífica com rebolo especial ou Máq. de Bizelar, e deve-se chanfrar em 1,5 mm toda a quina superior do boleto, formando ângulo de 45º entre suas arestas conforme figura abaixo.
69
Rebarba
Topos bizelados a 45º
1,5 mm
Figura 62 – Bizelamento da junta – Boleto sem desgaste
Figu ra 63 - Bizelamento da junta – Boleto com desgaste Para os casos em que encontramos a junta com boleto desgastado, utiliza-se o mesmo processo para o desbaste em boleto normal na quina superior e 1,5 mm da quina lateral a partir da face superior do boleto (conforme figura abaixo). Em junta isolada deve-se ter todo o cuidado para não danificar o perfil isolante. É proibido o uso de máquina policorte para execução desta tarefa.
70
2.11.9. 2.11.9.
ESMERILHAR JUNTAS
A junta para ser esmerilada deverá estar nivelada e socada. Pra aferição deverá ser utilizando uma régua metálica de 1 (um) metro para medir a profundidade do amassamento (caimento das pontas) e uma cunha cunha graduada. Utilizando a máquina de esmerilar boleto, esmerilar a região da junta utilizando a relação de 1 metro de esmerilamento por cada milímetro medido na flecha/altura do caimento, conferir com a régua a eliminação do amassamento/caimento e repetir a operação quantas vezes for necessário até que se elimine o defeito.
2.11.10.
FURAÇÃO FURAÇÃ O DE TRILHOS
O diâmetro das brocas ou pastilhas varia de acordo com o perfil do trilho:
Para TR-37 ou inferior: Ø de 1” Para TR-45, TR-57 ou TR-68: Ø 1.1/8”
Figur a 64 – Esquema dos diâmetros das brocas ou pastilhas DIMENSÕES TR-37 TR-45 TR-50 TR-57 TR-68 A 68,3 68,3 68,3 88,9 88,9 B 139,7 139,7 139,7 152,4 152,4 C 139,7 139,7 139,7 152,4 152,4 H 122,2 122,2 152,4 168,3 185,7 h 53,8 53,8 68,7 73 78,6 Ø 25,4 28,6 28,6 28,6 28,6 Acu mu lado lad o C+B 208 208 208 241,3 241,3 Acu mulad mu lado o 347,7 347,7 347,7 393,7 393,7 C+B+A Tabela 47 – Dimensões – Dimensões dos diâmetros das brocas ou pastilhas e entre furos para cada tipo de trilho
2.12.
DORMENTES
Os dormentes devem desempenhar as seguintes funções no conjunto da superestrutura da via permanente: Suportar os trilhos Absorver e transmitir ao lastro as cargas horizontais e verticais recebidas pelos trilhos o oriundas do tráfego o Manter a estabilidade da via nos planos vertical e horizontal Manter a conformação conformaç ão geométrica geométri ca especificada especifi cada do AMV – Aparelho de Mudança de Via o o
São espécies de dormentes utilizadas em nossas ferrovias:
o
Madeira 71
o o o
Aço Concreto Materiais alternativos
Figura Figu ra 65 - Da esquerda para a direita: dormente de madeira, concreto, aço e plástico
2.12.1. 2.12.1.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
2.12.1.1.
DORMENTES DE MADEIRA MA DEIRA COMUNS APLICADOS APLIC ADOS NA EFVM,
EFC E FCA
Tabela 48 – Dimensões dos dormentes de madeira comuns aplicados na EFVM FCA FCA Bito la métrica: 1000 mm Bitola mista: 1000 mm e 1600 mm Comprimento Largura Altura Comprimento Largura Altura 2000 mm 220 mm 160 mm 2800 mm 220 mm 160 mm Tabela 49 - Dimensões dos dormentes de madeira comuns aplicados na FCA EFC Bitola larga e/ou mista: 1600 mm e/ou 1000 mm Comprimento Largura Altura 2800 mm 240 mm 170 mm
Tabela 50 - Dimensões dos dormentes de madeira comuns aplicados na EFC Os dormentes de madeira comuns deverão ser confeccionados com a implantação de dispositivo antirachante, conforme especificações especificações técnicas.
72
Figura Figu ra 66 – Dispositivo Dispositivo antirachante para dormentes de madeira
2.12.1.2.
DORMENTES ESPECIAIS DE MADEIRA MA DEIRA APLICADOS APL ICADOS NA EFVM,
EFC E FCA São considerados dormentes especiais aqueles cujas dimensões são diferenciadas dos dormentes comuns, em razão de sua aplicação em locais específicos, tais como em AMV, pontes não lastreadas, aparelhos centralizadores de bitola, entre entr e outras situações que exigirão dormentes de dimensões específicas. Os dormentes especiais de aplicação em AMV deverão obedecer as dimensões e os espaçamentos espaçamentos defi definidos nidos no projeto de assentamento. assentamento. Os dormentes especiais para aplicação em pontes não lastreadas deverão ser adquiridos de acordo com projeto específico de cada ponte, que definirá as suas dimensões e projeto de entalhe.
DORMENTES ESPECIAIS FERROVIA BITOLA COMPRIMENTO AMV
EFVM
Métrica
AMV
EFVM
Mista
AMV
EFC
Larga e/ou mista
AMV
FCA
Métrica
AMV
FCA
Larga
PONTES / VIADUTOS SEM LASTRO PONTES / VIADUTOS COM LASTRO
De 2300 mm a 4400 mm De 2800 mm a 5400 mm De 2800 mm a 5200 mm De 2000 mm a 3800 mm De 2800 mm a 5400 mm
VARIAÇÃO PADRÃO DO LARGURA ALTURA COMPRIMENTO 150 mm
240 mm
180 mm
150 mm
240 mm
180 mm
300 mm
240 mm
170 mm
200 mm
220 mm
160 mm
200 mm
220 mm
160 mm
TODAS
Métrica De acordo com o / Larga / projeto da ponte Mista /viaduto
NA
240 mm
TODAS
De acordo com a Métrica necessidade de / Larga / aplicação de Mista contratrilho externo
NA
240 mm
De acordo com o projeto da ponte /viaduto 160 mm (FCA) / 170 mm (EFC) 180 mm (EFVM)
Tabela 51 – Dormentes especiais de madeira aplicados na EFVM, EFC e FCA
73
2.12.1.3.
DORMENTES DE AÇO APLICADOS NA EFVM E EFC
Os dormentes de aço são fabricados pelo dobramento em formato de U invertido, curvada em suas extremidades de uma chapa de aço laminada formando abas laterais que quando ancoradas ao lastro evitam o deslocamento transversal da grade da via. Os dormentes de aço podem ser fabricados com o shoulder soldado ou com furos para a utilização de shoulder hook-in. Em ambos, a inclinação é de 1:40, possibilitada pela inclinação do perfil metálico.
Figura 67 – Corte longitudinal do dormente de aço weld shoulder aplicado à EFVM
Figura 68 – Corte transversal do dormente de aço weld shoulder aplicado à EFVM
Figura 69 – Vista em planta do dormente de aço shoulder hook-in aplicados à EFVM
74
Figura 70 - Corte transversal do dormente de aço shoulder hook-in aplicado à EFVM Utiliza-se, atualmente, chapas de aço laminado de espessura de 10 e de 12mm. EFVM EFC Bito la métrica: 1000 mm Bito la larga: 1600 mm Comprimento Largura Altura Comprimento Largura Altura 2200 mm 260 mm 200 mm 2800 mm 260 mm 200 mm Tabela 52 – Dimensões dos dormente de aço aplicados na EFVM e EFC
Figura 71 – Dormente de aço para bitola métrica em aplicação na EFVM
2.12.1.4.
DORMENTES ESPECIAIS DE AÇO PARA AMV
As dimensões dos dormentes de aço especiais para AMV seguem o projeto do fabricante adaptado às especificações da ferrovia que contemplaram a razão de abertura, lado do desvio e bitola e projeto de fixação.
75
Figura 72 – Dormente de aço especial para aplicação em AMV pré-montado em estaleiro
2.12.1.5.
DORMENTES DE CONCRETO APLICADOS NA EFVM, EFC E
FCA Os dormentes de concreto monobloco protendido são atualmente utilizados na Vale e FCA. Os dormentes de concreto bi-bloco, constituído por dois blocos de concreto armado unidos por uma viga metálica, são utilizados somente na FCA. As dimensões dos dormentes de concreto variam de acordo com o projeto do fabricante em função das premissas de carga por eixo ao qual serão sujeitadas.
Figura 73 – Dormente de concreto monobloco protendido aplicado na EFC
Figu ra 74 - Dormente de concreto bi-bloco aplicado na FCA
76
Figu ra 75 - Dormente de concreto monobloco protendido aplicado na FCA
2.12.1.6.
DORMENTES ESPECIAIS DE CONCRETO PARA AMV
As dimensões dos dormentes de concreto especiais para AMV seguem o projeto do fabricante adaptado às especificações da ferrovia que contemplam a razão de abertura, lado do desvio, bitola e projeto de fixação.
2.12.1.7.
DORMENTES ALTERNATIVOS APLICADOS NA EFVM E EFC
Na atualidade há a necessidade da busca de insumos alternativos para suprir as necessidades de dormentes das ferrovias. O dormente de madeira nativa tem se tornado uma opção cada vez menos defensável do ponto de vista do meio ambiente sendo que a sua substituição por dormentes de eucalipto de reflorestamento tem encontrado dificuldades de capacidade de fornecimento junto ao mercado. Já a produção de dormentes a partir do concreto e do aço tem um custo relativo elevado. As alternativas em teste tem sido a utilização de materiais recicláveis tais como a borracha, o plástico ou até mesmo a mistura de vários componentes. Nas ferrovias da Vale, atualmente, são testados dormentes de plástico e de borracha na EFVM e EFC. As dimensões dos dormentes alternativos em testes são similares aos dos dormentes de madeira.
Figura 76 – Dormente de plástico aplicado em caráter de teste na EFVM
77
Figur a 77 – Dormente de plástico aplicado na linha Ouro Preto/ Mariana
2.12.1.8.
DORMENTES ESPECIAIS ALTERNATIVOS PARA AMV
Os dormentes alternativos especiais para AMV ainda encontram-se em fase inicial de desenvolvimento técnico. Vários fatores ainda estão em análise para a definição apropriada de dimensões do dormente e de verificação de suas reais características mecânicas.
2.12.2.
APLICAÇÃO
2.12.2.1.
CRITÉRIOS PARA APLICAÇÃO DE DORMENTES COMUNS CARACTERÍSTICAS DA LINHA
ESPÉCIE DO DORMENTE
TÚNEIS SEM A TÚNEIS COM A PRESENÇA DE PRESENÇA DE ÁGUA ÁGUA SIM SIM SIM SIM SIM SIM SIM NÃO SIM SIM SIM NÃO Critério para aplicação de dormentes comuns
TRILHO CURTO*
MADEIRA SIM AÇO NÃO CONCRETO NÃO Tabela 53 –
TLS
TCS
Trilhos de comprimento inferior a 36 m são considerados curtos, mesmo que estejam inseridas em segmentos formadas por TLS ou TCS. O ponto de transição entre seqüências de espécies de dormentes diferentes não deve posicionar-se em curvas, pontes, viadutos e túneis. O ponto de transição deverá ser posicionado a uma distância mínima de 30 m desses elementos.
2.12.2.2.
CRITÉRIOS PARA APLICAÇÃO DE DORMENTES ESPECIAIS
PONTES / PONTES / VIADUTOS SEM VIADUTOS COM LASTRO LASTRO MADEIRA SIM SIM SIM AÇO SIM NÃO NÃO* CONCRETO SIM* NÃO NÃO* Tabela 54 – Critério para aplicação de dormentes especiais AMV*
A aplicação de dormentes de aço e de concreto em pontes e viadutos com lastro somente poderá ocorrer se o projeto dos dormentes for adaptado para possibilitar a instalação de contratrilhos. 78
Atualmente, somente se recomenda a aplicação de dormentes especiais de concreto para AMV em jacarés de ponta móvel. Nos jacarés de ponta fixa há os inconvenientes da grande variação entre os valores de eixamento dos veículos ferroviários que provocam esforços excessivos quando da sua passagem pelos jacarés. Em relação aos dormentes de aço especiais para AMV existe projeto apenas para linhas sem sinalização de tráfego.
2.12.3.
CRITÉRIOS PARA REEMPREGO DE DORMENTES
Há situações em que juntamente a dormentes considerados inservíveis são retirados dormentes com capacidade de reaproveitamento. A classificação de dormentes entre inservíveis e reempregáveis deverão se basear nos critérios especificados que determinam a retirada de serviço das peças. Nos serviços de manutenção da linha os dormentes manejados deverão ser classificados entre reempregáveis e inservíveis, sendo separados em pilhas distintas. Com relação aos dormentes de madeira reempregáveis poderá haver opções de se alterar as dimensões de comprimento das peças seccionando-se as suas parcelas deterioradas, tarugando e refazendo furos ou recuperando os furos. Especificamente, a análise dos dormentes de madeira deve se dar baseando-se nos seguintes critérios: A camada de alburno do dormente pode estar apodrecida, mas se o cerne estiver integro, a principio o dormente tem condições de reemprego. Em caso de duvida quanto à condição de apodrecimento, apoiar o dormente numa superfície plana e bater no centro e nas extremidades do mesmo com o lado da soca da picareta; som grave indica estrutura interna sã, podendo o dormente ser classificado como reemprego desde que atenda as demais condições abaixo; som oco indica que a estrutura está comprometida, sendo o dormente classificado como inservível (sucata). Analisar se a região de fixação permite tarugamento e nova furação, mesmo que seja necessário pequeno deslocamento relativo da placa de apoio em relação ao eixo longitudinal ou transversal do dormente. Neste caso o dormente deverá ser tarugado e classificado como REEMPREGO.
Figura 78 – Exemplo de dormente de reemprego por nova furação - 1
Figura 79 – Exemplo de dormente de reemprego por nova furação - 2 Caso apenas o tarugamento não seja suficiente para garantir nova furação e fixação, observar a outra face do dormente, girando-o 180º em seu o eixo longitudinal e verificar a condição para assentamento das placas de apoio e fixações, mesmo que haja necessidade de entalhamento na face que estava apoiada no lastro, para um perfeito apoio da placa ou do patim do trilho no dormente. Se esta face atender estas condições o dormente deverá ser
79
tarugado e classificado como REEMPREGO. Em caso negativo, será classificado como INSERVÍVEL (sucata).
Figura 80 - Exemplo de dormente de reemprego por giro de 180º - 1 Dormentes com esmagamento na região da placa de apoio ou do patim do trilho devido à penetração dos mesmos, desde que atendam as condições anteriores, serão considerados REEMPREGO após tarugamento, entalhe ou aplicação com giro de 180º em relação ao sue eixo longitudinal.
Figura 81 - Exemplo de dormente de reemprego por giro de 180º - 2 Exemplo de dor mente de reemprego p or gi ro de 180º Dormentes em que é visível a ação de agentes biológicos causadores da destruição da madeira (fungos ou insetos) serão classificados como inservível (sucata). Os dormentes classificados como reemprego, quanto a sua forma, deverão ter a seguinte destinação: Dormentes com seção prismática ou semiprismática para linhas principais; Dormentes com seção circular (roliço) para linhas de pátios, desvios ou terminais.
80
Nos dormentes de aço há a possibilidade de se avaliar a possibilidade de submeter a peça ao processo de desempeno para seu reemprego. Os dormentes de concreto não prevêem processos de recuperação de peças. Somente aqueles que apresentem integridade plena podem ser reempregados na linha.
2.12.4.
ESPAÇAMENTO / TAXA
DORMENTAÇÃO DE DORMENTES
COMUNS Os espaçamentos entre eixos de dormentes comuns, por espécie, para curvas e tangentes são: FERROVIA EFVM EFVM FCA FCA EFC EFC EFC Tabela 55 –
BITOLA
ESPÉCIE DORMENTE COMUM
TAXA DE DORMENTE POR KM
DISTÂNCIA ENTRE OS EIXOS DOS DORMENTES
Métrica / Madeira 1850 540 mm Larga Métrica Aço 1650 / 1820 600 / 550* mm Métrica / Madeira 1750 570 mm Larga Métrica Concreto 1640 610 mm Larga Madeira 1850 540 mm Larga Aço 1640 610 mm Larga Concreto 1640 610 mm Espaçamento entre eixo de dormentes comuns, por espécie para curvas e tangentes
*Na EFVM, o espaçamento dos dormentes de aço será de 550 mm em curvas acima de 4 o (R ≤ 280 m), devido a necessidade de se aumentar a resist ência da grade ao esforço transversal e também aumentar a capacidade de suporte em função da sobrecarga recebida pelo trilho interno ocasionada pela superelevação próxima ao limite máximo admissível. Em locais específicos da ferrovia onde a velocidades de operação é inferior a 30 km/h e onde são admissíveis parâmetros de manutenção menos rigorosos, o espaçamento dos dormentes poderão ser superiores ao definido na tabela, desde que aprovados por responsável da Via Permanente. A referência para a marcação de eixos dos dormentes em curvas pode ser tanto o trilho interno quanto o trilho externo.
2.12.5.
ESPAÇAMENTO / TAXA
DORMENTAÇÃO DE DORMENTES
ESPECIAIS Os espaçamentos entre eixos de dormentes especiais serão definidos por: APLICAÇÃ O DE DORMENTES ESPECIAIS AMV PONTES / VIADUTOS SEM LASTRO
CRITÉRIOS PARA ESPAÇAMENTO Conforme plano de assentamento do AMV Conforme projeto da ponte / viaduto
PONTES / VIADUTOS COM Espaçamento igual ao dormente comum LASTRO Tabela 56 – Espaçamento entre eixos de dormente especiais
81
2.12.6.
DIÂMETROS DE BROCAS PARA FURAÇÃO DE DORMENTES DE
MADEIRA COMUNS E ESPECIAIS Para cada espécie de elemento a ser utilizado na afixação da placa de apoio ao dormente de madeira, tem-se um diâmetro especificado para a furação a ser executada: Elemento de fixação Prego de linha
Diâmetro da broc a a ser utili zada
Tirefod 3/4”
5/8“
Tirefond 21 mm Tirefond 7/8”
11/16 “
Tirefond 24 mm 3/4” Tabela 57 – Especificação de diâmetro de brocas para furação de dormente de madeira comuns e especiais
2.12.7.
ESPAÇAMENTO DE DORMENTES EM JUNTAS METÁLICAS
PERMANENTES E JUNTAS ISOLADAS ENCAPSULADAS OU COLADA S Os dormentes posicionados em juntas permanentes obedecerão ao espaçamento conforme indicado na tabela abaixo: POSICIONAMENTO DE DORMENTES EM J UNTAS EM LINHA DE FIXAÇÃO ELÁSTICA Perfil de Tril ho A B C TR-37 TR-45
278mm
500mm
Espaçamento especificado
TR-50 Espaçamento especificado Espaçamento TR-68 318mm 500mm especificado Tabela 58 – Posicionamento de dormentes em juntas em linha de fixação elástica TR-57
318mm
500mm
Figura 82 - Gabarito para posicionamento de dormentes sob juntas em linhas de fixação elástica POSICIONAMENTO DE DORMENTES EM JUNTAS EM LINHAS DE FIXAÇÃO RÍGIDA PERFIL DE TRILHO A B C TR-37 208mm TR-45 Espaçamento 500mm TR-50 especificado TR-57 241mm TR-68 Tabela 59 - Posicionamento de dormentes em juntas em linha de fixação rígida
82
Figura 83 – Gabarito para posicionamento de dormentes sob juntas em linhas de fixação elástica
2.12.8.
ESPAÇAMENTO DE DORMENTES EM PONTOS DE SOLDAS DOS
TRILHOS As soldas aluminotérmicas deverão ser executadas no centro dos vãos existentes entre os dormentes. Nas situações de alteração de espaçamentos dos dormentes deve-se impedir que as áreas de influência dos elementos de fixação dos trilhos coincidam com as soldas aluminotérmicas préexistentes. Nesses casos os espaçamentos dos dormentes devem ser ajustados, deslocandose quantos dormentes foram necessários nessa região, e alterando o seu espaçamento em +/10 mm, mantendo-se o quadramento em relação ao eixo da linha. Em casos de soldas por eletrofusão apresentarem defeitos de acabamento no patim do trilho os mesmos cuidados devem ser tomados.
2.12.9.
ALTURA DE LASTRO
Em linhas com dormente de aço a altura do lastro será dada pela distância vertical entre aba lateral que compõe o dormente de aço e a plataforma da linha. Em linhas com dormente de madeira, concreto ou dormente alternativo a altura do lastro será dada pela distância vertical entre a face inferior do dormente na região da área de apoio do trilho e a plataforma da linha.
Figura 84 – Altura de lastro
Figura 85 - Referência para aferição da espessura de lastro em dormente de aço
83
Figura 86 - Referência para aferição da espessura de lastro em dormente de madeira, concreto ou alternativo Largura do Inclinação ombro do do talude do lastro*(mm) lastro 400 3:2 350 3:2
DORMENTE
FERROVIA
Altura d o lastro*(mm)
AÇO CONCRETO MADEIRA / ALTERNATIVOS
EFVM EFVM
400 350
EFVM
300
300
3:2
AÇO
EFC
400
400
3:2
CONCRETO EFC 400 400 3:2 MADEIRA / EFC 400 400 3:2 ALTERNATIVOS CONCRETO FCA 300 300 3:2 MADEIRA / FCA 300 300 3:2 ALTERNATIVOS Tabela 60 – Referências para o dimensionamento da altura do lastro Os valores da tabela acima são apenas referências. O dimensionamento da altura do lastro será baseado na tensão admissível da plataforma ferroviária, espaçamento e largura da base do dormente, perfil do trilho e carga por eixo. Qualquer alteração na carga por eixo ou demais elementos que podem influenciar neste dimensionamento, a espessura de lastro deverá ser redefinida.
2.12.10.
SOCARIA MANUAL E SEMIMECANIZADA
Na aplicação dos dormentes de qualquer espécie a socaria é fundamental para garantir o alinhamento e nivelamento da linha após os serviços. Utilizando equipamento de pequeno porte, deve-se posicionar a ferramenta de socaria junto e paralelamente ao dormente na direção vertical e sempre com a ponteira dirigida para o trilho, conforme a figura abaixo. Se necessário, retira-se o lastro circundante ao dormente para facilitar a penetração do equipamento garantindo uma melhor socaria da linha. Para realizar a socaria, o executante insere a lâmina no lastro inclinando-a para frente, para trás e para os lados, de modo a abrir passagem para o escoamento do lastro para baixo do dormente de acordo com a figura abaixo. Em seguida, a lâmina será recuada e novamente inserida, sem sair do lastro, até que suficiente quantidade de brita/escória seja compactada sob o dormente. Não é necessário forçar o equipamento para baixo. O executante deve deixar que o próprio peso do conjunto, associado à vibração, execute o serviço, empurrando e compactando as pedras para baixo do dormente. Abaixo, figura demonstrando como proceder:
84
Figura 87 – Socaria manual - 1 A socaria manual consiste na utilização de picareta de socar para prensar as pedras de brita sob os dormentes.No início dos trabalhos o lastro deverá ser retirado para permitir a introdução da ferramenta que irá inserir as pedras de lastro sob os dormentes.
Figura 88 – Socaria manual – 2
2.12.10.1. SOCARIA DE DORMENTES COM EGP Nos trabalhos de socaria com EGP após os serviços de aplicação de dormentes deve-se garantir a distancia de 10 e 15 mm entre a parte superior da ferramenta de soca e a face inferior do dormente, evitando fuga de lastro com perda de nivelamento posterior caso a distância seja superior a 15 mm. Distância inferior a 10 mm provoca contato da ferramenta de soca com a face lateral do dormente, prejudicando a qualidade da socaria.
Figura 89 – Socaria de dormentes com EGP Quando ocorrer alteração da espécie do dormente a ser socado é obrigatório efetuar o ajuste nas ferramentas de socaria de modo a atender as distâncias estabelecidas (10 a 15 mm), conforme indicado anteriormente. Nas linhas com dormentes de aço, especiais de AMV e ou caso ocorra a aplicação de dormentes a eito é necessário efetuar socaria múltipla, com dois recalques do conjunto de socaria por dormente. Entende-se por dois recalques a atividade de elevar a grade efetuando o nivelamento, descer o conjunto de socaria, efetuar o fechamento das ferramentas de soca e consolidar o lastro, elevar a banca de socaria mantendo a linha suspensa pelo conjunto de nivelamento e efetuar nova penetração e fechamento das ferramentas de soca para consolidação final do lastro. Nas linhas com dormentes de concreto e madeira basta efetuar socaria simples, consistindo em elevar a grade efetuando o nivelamento, descer o conjunto de socaria, efetuar o fechamento das ferramentas de soca e consolidar o lastro. 85
2.12.11.
PRINCIPAIS DEFEITOS APRESENTADOS NOS DORMENTES
2.12.11.1. DORMENTES DE MADEIRA Os dormentes de madeira são passiveis de apodrecimento, principalmente do alburno, perda da capacidade de retenção da fixação por degradação ou por furações em excesso, trincas ou rachaduras, empeno principalmente em dormentes de AMV's, ou por armazenamento inadequado, danos causados por acidentes, penetração ou deslizamento da placa de apoio, . Os responsáveis pelo recebimento de dormentes de madeira deverão ser treinados nas especificações técnicas correspondentes. Atenção especial deverá ser dispensada na avaliação da largura e altura dos dormentes na região onde serão fixados as placas de apoio ou o patim do trilho para evitar insuficiência de seção.
2.12.11.2. DORMENTES DE AÇO Os dormentes de aço são passiveis de fratura ou ruptura da seção transversal, na ligação das abas com o shoulder , na região das abas e na região de apoio dos trilhos. Pode ocorrer deformação na região do shoulder, comprometendo a retenção ou aplicação das fixações, geralmente provocada por descarrilamento. Podem ocorrer ainda deformações longitudinais que comprometem a bitola correta da via. Dormentes com corrosão que resulta em redução da parede do perfil serão substituídos imediatamente.
Figu ra 90 - Dormente de aço apresentando corrosão
Figura 91 - Dormente de aço apresentado fratura
2.12.11.3. DORMENTES DE CONCRETO Os dormentes de concreto monobloco são passiveis de trincas, fraturas ou ruptura da seção transversal, trincas ou fraturas na região das fixações que comprometem a colocação ou retenção das mesmas, desgaste na região de apoio dos trilhos que comprometem o correto apoio do patim e inclinação dos trilhos com comprometimento da bitola da via. Deverão ser observados os conjuntos dos acessórios. Os dormentes de concreto bi-bloco são passiveis de fratura ou ruptura no perfil metálico de ligação entre os blocos de concreto, trincas ou fraturas na região das fixações que 86
comprometem a colocação ou retenção das mesmas, fraturas na região dos blocos de concreto com exposição das ferragens, desgaste na região de apoio dos trilhos que comprometem o correto apoio do patim e inclinação dos trilhos com comprometimento da bitola da via.
Figura 92 - Dormente de concreto com defeitos na região de fixação
2.12.12.
INSPEÇÃO
Nas inspeções deverá ser verificada a integridade dos dormentes em executar suas funções. Deverão ser observados: ESPÉCIE
DEFEITO
SINTOMAS POSSÍVEIS DE DIAGNÓSTICO
Linha Penetraçã desnivelada o ou Apodreciment sem causa Abertura de deslizame específica em o bitola nto da trilhos, lastro placa de ou infraapoio estrutura MADEIRA
Perda de capacidade de retenção da fixação Perda de capacidade estrutural
Abertura de bitola
Trinca
Tirefond frouxos
Dormente com som ocado em resposta a Presença teste de de fungos impacto de ferrament a
Penetração ou deslizament o da placa de apoio
Tirefond frouxos
Rachadura
Danos causados Fratura do Queimado por dormente acidente
Furos em excesso
Trinca
Rachadur a
Empeno Ausência Tabela 61 – Tabela de possíveis defeitos de dormentes de madeira ESPÉCIE
AÇO
DEFEITO
SINTOMAS POSSÍVEIS DE DIAGNÓSTICO
Dormente fraturado
Linha desnivelada sem causa específica em trilhos, lastro ou infraestrutura
Aba do dormente elevada
Abertur a de bitola
Dormente empenado
Fechamento de bitola
Danos causados por acidente
Danos causado s por EGP
87
Perda da capacidade de fixação Perda de capacidade estrutural
Shoulder amassado ou quebrado
Corrosão
Furos do hook-in com ovalização
Rachadura
Solda do shoulde r trincada Trinca
Danos causad os por acident e
Ausência Tabela 62 - Tabela de possíveis defeitos de dormentes de aço ESPÉCIE
DEFEITO Dormente fraturado Dormente empenado (bi-bloco) Ruptura da haste de ligação do CONCRETO dormente bi-bloco Perda da capacidade de fixação
SINTOMAS DIAGNOSTICADOS Danificado por acidente
Trinca
Fechamento de bitola
Danos causados por acidente
Rachadura
Abertura de Desalinhamento bitola Shoulder quebrado
Shoulder com desgaste
Danos Concreto Ferragem causados desagregado exposta Rachadura Trinca por acidente Tabela 63 - Tabela de possíveis defeitos de dormentes de concreto
Perda de Corrosão do capacidade aço (biestrutural bloco)
2.12.13.
PERCENTUAL DE DORMENTES INSERVÍVEIS POR QUILÔMETRO
DE LINHA / SEQÜÊNCIAS DE INSERVÍVEIS ADMISSÍVEL O percentual de dormentes inservíveis por quilômetro é estabelecido em função da tonelagem bruta trafegada por dia, carga por eixo e perfil de trilho, conforme tabelas abaixo. Estes parâmetros devem ser perseguidos para ajuste das taxas de dormentes inservíveis das ferrovias da Vale. Grupo Limit es (TBT/Dia) 1 T > 120.000 2 120.000 > T > 70.000 3 70.000 > T > 40.000 4 40.000 > T > 25.000 5 25.000 > T > 12.500 6 12.500 > T > 6.000 7 6.000 > T > 3.000 8 3.000 > T > 1.500 9 T < 1.500 Tabela 64 – Taxa de dormentes inservíveis admissíveis por quilômetro
88
GRUPO DE LINHA
1,2,3 4,5,6 5,6 Carga perigosa 7,8,9 7,8,9 Carga perigosa
%DORMENTES PODRES ADMISSÍVEL v <= 55 Tang R>=350 250
TIPO DE TRILHO 68 57 57 45
CARGA EIXO 30 30 20 20
45
20
10%
10%
5%
3%
37
20
25%
25%
20%
15%
37
20
20%
20%
15%
10%
Tabela 65 - Taxa de dormentes inservíveis admissíveis por grupo de linha, tipo de trilha, carga por eixo Além das taxas de dormentes inservíveis definidas nas tabelas acima deverá ser considerada a quantidade máxima de dormentes inservíveis em seqüência definida em função da velocidade dos trens, perfil de trilho, carga por eixo e TBT. A quantidade de dormente inservível deverá ser quantificada em segmentos de extensão de 1 Km cada. Em cada segmento quilométrico os elementos de planta deverão ter a discriminação das respectivas quantidades de dormentes inservíveis.
Tabela 66 – Sequência de inservíveis admissíveis em relação a dormentes de madeira – EFC
Tabela 67 - Sequência de inservíveis admissíveis em relação a dormentes de madeira - FCA
89
Tabela 68 - Sequência de inservíveis admissíveis em relação a dormentes de madeira - EFVM A sequência proposta nas tabelas acima considerou o limite do módulo de resistência do trilho para a designação da quantidade máxima de dormentes inservíveis. Não foram considerados os esforços laterais, que nas hipóteses de curvas com raios rigorosos poderão exigir seqüenciamentos seqüenciamentos mais rígidos. Em relação às demais espécies de dormentes (aço, concreto e materiais alternativos) o seqüenciamento máximo admissível de inservíveis de referência será a tabela calculada em função do dormente de madeira.
2.12.14.
MANUTENÇÃ O DOS DORMENTES
2.12.14.1. POSICIONAMENTO DE DORMENTES QUANTO AO ESPAÇAMENTO Os dormentes deverão ser aplicados e mantidos no espaçamento estabelecido com tolerância de 10 mm. Durante esses trabalhos é proibido golpear os dormentes, devendo ser utilizadas alavancas para o reposicionamento, reposicionamento, após afrouxamento das fixações. Nas situações de alteração de espaçamentos dos dormentes deve-se impedir que as áreas de influência dos elementos de fixação dos trilhos coincidam com as soldas aluminotérmicas préexistentes. Nesses casos os espaçamentos dos dormentes devem ser ajustados, deslocandose quantos dormentes forem necessários nessa região, e alterando o seu espaçamento em +/10 mm, mantendo-se o quadramento em relação ao eixo da linha. Em casos de soldas por eletrofusão que apresentarem defeitos de acabamento no patim do trilho os mesmos cuidados devem ser tomados.
2.12.14.2. POSICIONAMENTO DE DORMENTES QUANTO AO ESQUADRO ESQUADRO EM RELAÇÃO AO EIXO DA LINHA Os dormentes deverão ser aplicados e mantidos perpendicularmente em relação ao eixo da linha. Em linhas com fixação rígida tolera-se até 100 mm para bitola métrica e 160 mm para bitola larga para o deslocamento de uma extremidade do dormente em relação ao seu eixo original. Quando houver ultrapassado o limite estabelecido os dormentes deverão ser posicionados em esquadro em relação ao eixo da linha. Durante esses trabalhos é proibido golpear os dormentes, devendo ser utilizadas alavancas para o reposicionamento após afrouxamento das fixações. Também é necessário sempre realizar a socaria nos dormentes que foram reposicionados. reposicionados.
2.12.14.3. TARUGAMENTO TA RUGAMENTO DE FUROS DE DORMENTES DE MADEIRA Para todas as situações que impliquem em modificações das furações de dormentes de madeira será obrigatório tarugar os furos que não serão utilizados para impedir retenção de umidade com favorecimento do apodrecimento. Os tarugos serão de madeira m adeira com as seguintes dimensões:
90
Fixação a prego de linha – tarugo prismático prismáti co com 16x16x120 mm Fixação com tirefond 3/4” – tarugo cilíndrico com diâmetro de 17 mmx120 mm Fixação com tirefond 21mm” – tarugo cilíndrico com diâmetro de 19mmx12 19mmx120mm 0mm Fixação com tirefond 7/8” – tarugo cilíndrico com diâmetro de 19 mmx120 mm Fixação com tirefond 24mm – tarugo cilíndrico com diâmetro de 22 mmx120 mm
2.12.14.4. ENTALHE ENTA LHE DE DORMENTES DORMENTES DE MADEIRA O entalhe de dormentes de madeira ocorrerá para corrigir imperfeições na face de assentamento da placas de apoio de forma que as mesmas fiquem num mesmo plano horizontal. Na maioria das situações o entalhe é executado em estaleiro por máquinas apropriadas. Na FCA, para aplicação de dormentes sem utilização de placa de apoio será obrigatório o entalhe do dormente com a inclinação de 1:20, para que seja garantida a correta inclinação dos trilhos. Na maioria das situações esse entalhe é executado com ferramentas manuais.
2.12.14.5. MANUTENÇÃO MA NUTENÇÃO DE DORMENTES DE CONCRETO Dormentes de concreto com perda de material que não comprometa a integridade estrutural e exponha a ferragem interna da peça devem ser recuperados com argamassa apropriada.
2.12.15.
MANUSEIO
2.12.15.1. CARGA, CARGA , DESCARGA, DESCARGA , TRANSPORTE TRA NSPORTE E ARMAZENAMENTO ARMA ZENAMENTO As operações de carga e descarga de dormentes não podem afetar af etar a integridade das peças. Os dormentes que forem transportados por veículos ferroviários devem, preferencialmente, ser embarcados em vagões plataforma, pois possibilita uma descarga mais segura ao longo da ferrovia. Os dormentes que forem transportados por veículos rodoviários devem, preferencialmente, ser embarcados em carrocerias abertas, não sendo recomendado utilizar-se de caçambas cujo processo de descarga seja o de bascular. Nos centros de recebimento e distribuição consolidada de dormentes, todo o manuseio das peças deve ser realizado por empilhadeiras, sendo que as pilhas de dormentes novos não devem ter contato direto com o solo para preservar a integridade das peças antes de sua aplicação na linha. Os dormentes devem estar previamente empilhados empilhados para as operações de carga e descarga.
2.12.15.2. RECOLHIMENTO Os dormentes retirados da linha devem ser agrupados em pilhas que possibilitem o seu carregamento mecanizado ou facilitem essa operação de modo m odo manual. As pilhas devem estar e star dispostas de modo a garantir a manutenção do gabarito seguro de passagem dos trens do local. Os dormentes devem ser selecionados selecionados entre inservíveis e reempregáveis em pilhas distintas e identificadas.
2.12.16.
RETIRADA DE SERVIÇO
Independente da espécie de dormente utilizada, a peça necessita de substituição a partir do momento em que deixa de exercer alguma, ou concomitantemente, as seguintes funções: Suportar os trilhos; Absorver e transmitir ao lastro as cargas horizontais e verticais recebidas pelos trilhos oriundas do tráfego; Manter a bitola especificada para a via
91
Manter íntegro o sistema de fixação; f ixação; Manter a estabilidade da via nos planos vertical e horizontal (longitudinal (longitudinal e transvers tr ansversal); al); Manter a conformação geométrica especificada do AMV – Aparelho de Mudança de Via.
2.12.16.1. CRITÉRIOS PARA PA RA RETIRADA 2.12.16.1.1.
DORMENTE DE MADEIRA
O dormente de madeira será retirado da linha quando for identificado nas seguintes seguintes situações: A degradação por apodrecimento não deve comprometer a capacidade de suportar cargas verticais e de manter o nivelamento da via e nem o poder de retenção das fixações. A camada de alburno do dormente pode estar apodrecida, mas se o cerne estiver integro, a principio o dormente tem condições de reemprego.
Excesso Excesso d e furos Região apodrecida
Figura 93 - Exemplo de dormente inservível inservível por excesso de furação e apodrecimento na região da fixaçã fi xaçãoo Verificar existência de fratura ou ruptura transversal no eixo dormente ou na região de apoio das placas, geralmente provocada por descarrilamento. Verificar fratura ou ruptura horizontal na face lateral. Verificar esmagamento das extremidades (cabeças) provocado por descarrilamento e que comprometa a retenção das fixações. Dormentes com fratura, ruptura transversal ou com esmagamento que comprometa a retenção das fixações será classificado como inservível inservível (sucata).
92
Fratura
Figura 94 - Exemplo de dormente inservível por fratura transversal Verificar se a região da fixação de placas de apoio ou patins dos trilhos está comprometida por apodrecimento (esta região é propicia a apodrecimento devido retenção de umidade). Neste caso não se justifica o tarugamento e nem mesmo o emprego do dormente girado, pois não será garantida a condição de fixação. O dormente será classificado como inservível (sucata).
Apod reci mento sob a placa de apoio
Figura 95 - Exemplo de dormente inservível por apodrecimento sob a placa de apoio
2.12.16.1.2.
DORMENTE DE AÇO
O dormente de aço será retirado da linha quando for identificado nas seguintes situações: Existência de fratura ou ruptura transversal no eixo do dormente, na ligação das abas com o shouder , na região das abas e na região de apoio dos trilhos; Deformação na região do shouder que comprometa a retenção ou aplicação das fixações; Deformação na geometria do dormente que comprometa a bitola; Desgastes mecânicos nos furos de fixação do shoulder hook-in causando abertura de bitola Corrosão que comprometa a espessura do perfil do dormente.
93
Figura 96 - Dormentes de aço fraturado na EFVM
2.12.16.1.3.
DORMENTE DE CONCRETO
O dormente de concreto será retirado da linha quando for identificado nas seguintes situações:
Ruptura do dormente que comprometa a sua função; Danos nos shoulder de fixação que não tenham possibilidade de substituição; Trincas ou fissuras na área de apoio do trilho
Figura 97 - Dormente de concreto bi-bloco com fraturas na haste de aço – FCA
Figu ra 98 - Dormente danificado por ausência de manutenção da palmilha
94
2.12.17.
DESTINAÇÃO FINAL
2.12.17.1. DORMENTES DE MADEIRA Os dormentes de madeira considerados inservíveis para a utilização na linha terão como destinação final: Confecção de mourões de cercas; Fundos e laterais de baias para depósitos de materiais da Vale e FCA Escoramento de aterros e banquetas; Apoio para peças de grande porte e patolamento de equipamentos de grande porte Incineração em fornos apropriados para esta finalidade.
2.12.17.2. DORMENTES DE AÇO Os dormentes de aço considerados inservíveis para a utilização na linha terão como destinação final: Escoramento de aterros e banquetas Sucata
2.12.17.3. DORMENTES DE CONCRETO Os dormentes de aço considerados inservíveis para a utilização na linha terão como destinação final: Escoramento em geral; Enrocamento;
2.13.
LASTRO FERROVIÁRIO
2.13.1.
AS FUNÇÕES EXERCIDAS PELO LA STRO
O lastro ferroviário é componente da superestrutura da via permanente constituindo-se em uma camada de material granular que se situa acima do sublastro e abaixo dos dormentes, preenchendo também os espaços entre eles e avançando além dos seus topos
Figura 99 - Seção transversal típica de lastro ferroviário O lastro ferroviário deve exercer as seguintes funções no conjunto da superestrutura da via permanente: Distribuir as cargas transmitidas pelo material rodante às camadas inferiores, tais como sublastro, caso haja, plataforma ferroviária, ou especificamente, às estruturas das pontes/viadutos lastreados. Imprimir determinada elasticidade ao conjunto da superestrutura para amortecer os choques e vibrações gerados pelo material rodante em tráfego.
95
Manter a estabilidade da grade ferroviária em seu eixo e topo de projeto, proporcionando resistência aos esforços longitudinais, transversais e verticais que atuam sobre a via através do confinamento das faces laterais e topos dos dormentes. Permitir a drenagem das águas que incidem na superestrutura ferroviária. Possibilitar a manutenção das condições geométricas da via através do alinhamento, nivelamento e socaria.
2.13.2.
MATERIAL PARA LASTRO FERROVIÁRIO
O material para lastro ferroviário deverá possuir as características necessárias para cumprir integralmente as suas funções preconizadas. Os materiais que melhor atendem a estas exigências são as pedras britadas oriundas de rochas sãs, duras, compactas de estrutura não lamelar ou xistosa, de elevada resistência à compressão e elevada massa específica aparente. As rochas que melhor atendem a estas características são o granito, o basalto, o diorito, o gnaisse e o quartzito, dos quais se f ormam os lastros de pedra britada. Materiais como seixos, cascalhos, rochas lateríticas e escória de alto forno também são utilizados como matéria-prima para a formação de lastros ferroviários após processos de britagem e graduação granulométrica. Os agregados para formação de lastro ferroviário devem apresentar elevada massa específica aparente, da ordem de 2,4 t/m3, e alta resistência à compressão, acima de 1.100 Kgf/cm2. A caracterização do material para lastro ferroviário, compreendendo todos os ensaios necessários, deverá ocorrer obrigatoriamente para todo novo fornecedor, nova jazida ou alteração do material recebido usualmente.
2.13.2.1.
FORMAS DOS AGREGADOS QUE COMPÕEM O LASTRO
FERROVIÁRIO A forma dos agregados é de fundamental influência sobre o desempenho e definição das características futuras do lastro ferroviário. As formas dos agregados impactam no grau de atrito entre eles, contribuindo para aumentar ou diminuir a área de contato das partículas, influenciando na melhor ou pior estabilidade da socaria. Os agregados de forma poliédrica ou cúbica são as ideais para formação de lastro ferroviário, já que permitem um atrito e contato adequados de suas partículas. Já os agregados de formas arredondadas não permitem contatos múltiplos entre suas partículas, bem como as de forma achatadas ou alongadas, que podem se fragmentar com o efeito do tráfego ferroviário, alterando a distribuição granulométrica, não se adequando à formação de lastro ferroviário.
2.13.2.2.
GRANULOMETRIA
O controle da granulometria é necessário para que o material de lastro ferroviário tenha as dimensões de suas partículas limitadas a determinados limites. Tal limitação se aplica pois partículas predominantemente grandes implicam em inadequado apoio aos dormentes, ocasionando dificuldades na precisão do nivelamento da via. Por outro lado, a predominância de partículas pequenas faz com elas se sujeitem mais a degradação, que em conseqüência leva à colmatação do lastro prejudicando a sua drenagem e contribuindo para o crescimento de vegetação. Assim, a curva de granulometria visa equilibrar o diâmetro máximo e mínimo das partículas, de modo a obter-se um material para lastro que melhor se adapte às funções que irá exercer. A graduação 3 da AREMA é a adotada atualmente pela Vale. Na FCA, a graduação utilizada é a 24 da AREMA.
96
PENEIRAS DE MALHAS QUADRADAS Porcentagem Retida Porcentagem ABERTURA NOMINAL Graduação 3 (AREMA) qu e passa POLEGADAS MILÍMETRO (em peso ) (em peso ) 3" 76,2 2 ½" 63,5 0 100 2" 50,8 0-5 95 - 100 1 ½" 38,1 30 - 65 35 -70 1" 25,4 85 - 100 0 -15 3/4" 19 1/2" 12,7 95 -100 0 -5 Tabela 69 - Granulometria utilizada pela EFC e EFVM PENEIRAS DE MALHAS QUADRADAS Porcentagem Retida ABERTURA NOMINAL Graduação 24 (AREMA) POLEGADAS MILÍMETRO (em peso) 3" 76,2 2 1/2" 63,5 0 2" 50,8 0 - 10 1 1/2" 38,1 30 - 65 1" 25,4 80 – 90 3/4" 19 1/2" 12,7 95 -100 Tabela 70 - Granulometria utilizada pela FCA
2.13.2.3.
Porcentagem Acu mu lada que passa (em peso) 100 90 - 100 35 -70 10 -10 0 -5
ENSAIO DE ABRASÃO
O ensaio de abrasão utilizado é o denominado de Abrasão Los Angeles e objetiva verificar a resistência ao desgaste do material que compõe o lastro. O índice de abrasão Los Angeles é expresso em porcentagem de material desgastado através do ensaio e é obtido pela seguinte relação: A= ((m – m’)/ m)*100 Onde: A – Índice de abrasão Los Angeles m – Massa da amostra seca anterior à execução do ensaio m’ – Massa da amostra lavada e seca após a execução do ensaio As especificações atuais da Vale e FCA limitam o índice de abrasão Los Angeles ao máximo de 25% e 30% respectivamente.
2.13.2.4.
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO CHOQUE
O ensaio de resistência ao choque objetiva mensurar o índice de tenacidade Treton que verifica a resistência ao choque do material que compõe o lastro. O índice de tenacidade Treton é expresso em porcentagem de material que não resistiu ao choque e se transformou em pó através do ensaio. Esse índice é obtido pela seguinte relação: T= ((m – m’)/ m)*100
Onde:
97
T – Índice de tenacidade Treton m – Massa da amostra seca anterior à execução do ensaio m’ – Massa da amostra lavada e seca após a execução do ensaio As especificações atuais da Vale e FCA limitam o índice de tenacidade Treton ao máximo de 20%.
2.13.2.5.
ENSAIO DE TERMINAÇÃO DO FORMATO DO MATERIAL
O ensaio de determinação do formato do material é realizado analisando-se alguns fragmentos obtidos aleatoriamente do conjunto de lastro ferroviário. O fragmento é submetido às seguintes medições de comprimento, largura e altura. São analisadas as relações entre largura/comprimento e altura/largura Dessas relações os fragmentos analisados são classificados quanto à sua forma, conforme a tabela da NBR 6954.
2.13.2.6.
IMPUREZAS E SUBSTÂNCIAS NOCIVAS
O lastro ferroviário deve apresentar-se com o mínimo possível de materiais que são considerados nocivos. Os elementos considerados indesejados à composição do lastro ferroviário são: Materiais pulverulentos o Torrões de argila o o Fragmentos macios e friáveis Partículas lamelares o Os valores admissíveis desses elementos na composição do lastro ferroviários para a Vale são: ELEMENTO TOLERÂNCIA Materiais pulverulentos 1% 0,5% Torrões de argila Fragmentos macios e friáveis 5% Partículas lamelares (em peso) 5% Tabela 71 – Valores admissíveis de material nocivo na composição do lastro ferroviário na Vale Os valores admissíveis desses elementos na composição do lastro ferroviários para a FCA são: ELEMENTO TOLERÂNCIA Materiais pulverulentos 1% Torrões de argila 0,5% Fragmentos macios e friáveis 5% Partículas arredondados, concoidais, 10% defeituoso s e lamelares (em peso) Tabela 72 - Valores admissíveis de material nocivo na composição do lastro ferroviário na FCA Os valores acima mencionados são aferidos através de ensaios de laboratório.
2.13.3.
RECEBIMENTO DE LASTRO FERROVIÁRIO
A formação das amostras de lastro ferroviário a ser ensaiado para determinar o seu recebimento será realizada nos silos ou depósitos do fornecedor, ou seja, antes do embarque e remessa à ferrovia.
2.13.4.
ESPESSURA E CONFORMAÇÃO DO LASTRO FERROVIÁRIO
A espessura mínima de lastro ferroviário deve ser tal que a taxa de pressão transmitida pela base do dormente seja compatível com a capacidade de suporte da plataforma ferroviária. As
98
pressões transmitidas à plataforma ferroviária variam inversamente proporcional à altura do lastro, ou seja, as pressões serão tão maiores quanto menor for a espessura do lastro. Através da seguinte relação, desenvolvida por Talbot, pode-se determinar matematicamente a espessura de lastro: H = (53,87*αd/ αp)
4/5
Onde: H – Espessura do lastro αd – tensão atuante na face inferior do dormente αp – tensão atuante na plataforma ferroviária Além da espessura mínima do lastro, outros dois aspectos que caracterizam a seção transversal da via são a largura do ombro do lastro e a razão de inclinação do talude do lastro. Usualmente, a razão de inclinação do talude do lastro ferroviário é de 3:2, mesma razão utilizada para aterros de infra-estrutura. Assim como a espessura mínima de lastro, a largura do ombro também variará de acordo com a espécie de dormente utilizado, pois cada um possui propriedades de ancoragem específicas. O lastro ferroviário deverá facear a superfície superior dos dormentes sem encobri-los e cobrir toda área de seus topos.
2.13.5.
VIDA ÚTIL E DEGRADAÇÃO DO LASTRO FEROVIÁRIO
A vida útil do lastro ferroviário será mensurada pelo seu nível de degradação das características exigíveis para que se cumpram as funções requeridas. Em geral, determina-se em 40% o limite de finos, que são os grãos abaixo de ½”, que quando ultrapassado tende a tornar o lastro colmatado. A mensuração da degradação realiza-se por ensaios de materiais retirados do lastro ferroviário da do campo. A coleta destas amostras se dá da seguinte maneira: As amostram devem ser retiradas de tal maneira que abranja materiais sob a área de apoio dos trilhos, intervalos entre os dormentes e ombro de lastro. Escolha dos pontos representativos para retirada das amostras Os pontos de coleta de amostram devem ser no mínimo em quantidade de 3 A amostra deve possuir a identificação quilométrica, lado e condições características notáveis, tais como corte, aterro, PN, curva, tangente, AMV, etc.
O nível de degradação granulométrica do lastro acima de 40% compromete as características de elasticidade e drenagem, trazendo como conseqüência o surgimento de laqueados, o que impede à via a manutenção duradoura do nivelamento. O aumento da porcentagem de finos na curva granulométrica do lastro ferroviário possui as seguintes origens: Proveniente da degradação do próprio material constituinte do lastro ferroviário através da ação dinâmica do tráfego ferroviário e atuação das ferramentas de socaria. A consequência dessas ações dinâmicas provocam o rompimento e desgaste das partículas que formam o lastro, alterando a porcentagem de finos. Proveniente da contaminação do lastro ferroviário por agentes externos, tais como minérios finos, carvão mineral, areia e demais produtos, transportados pela ferrovia que se desprendem dos vagões e se depositam sobre a via. A contaminação também se dá através do carreamento de outros materiais finos trazidos pelo vento, águas pluviais, pessoas, veículos e oriundos de taludes instáveis próximos à via. Proveniente da percolação de finos da plataforma ferroviária para o lastro. Estes processo ocorre em plataformas com baixa admissibilidade de tensão, provocando a sua interpenetração com a camada de lastro ferroviário. A percolação de materiais finos através do lastro ferroviário também em locais com acúmulo de água, o que provoca, com a ação do tráfego ferroviário o bombeamento destes finos em direção à superfície do lastro.
99
Figura 100 - Esquemático de percolação de materiais finos para o lastro ferroviário
2.13.6.
SUBSTITUIÇÃO DE LASTRO FERROVIÁRIO
A substituição do lastro ferroviário deverá ser considerada quando das seguintes situações: Impossibilidade de regularização granulométrica devido a alto índice de colmatação Material de lastro fora dos padrões especificados (tipo de material, granulometria, etc) o Impossibilidade de regularização granulométrica devido a encharcamento do material do lastro o o
2.13.7.
DESGUARNECIMENTO DO LASTRO FERROVIÁRIO
O desguarnecimento visa retornar o lastro ferroviário às características granulométricas adequadas para que as suas funções preconizadas sejam atendidas, tais como capacidade de suporte, elasticidade e drenagem. O desguarnecimento é executado tanto pelo método manual quanto mecanizado. Atualmente a tecnologia ferroviária coloca à disposição vários modelos de equipamentos de grande porte e alta produtividade para a execução de desguarnecimentos. O desguarnecimento executa a operação de retirada do lastro, seu peneiramento para correção granulométrica e retorno à via somente de parcela de material adequado ao reemprego. Há também os desguarnecimentos parciais, que são aqueles executados somente nos ombros do lastro ou nos intervalos dos dormentes e ombro, ambos sem atingir a área de apoio dos dormentes. Em linhas duplas ou várias delas em paralelo, a seção transversal de desguarnecimento de cada linha será limitada até a metade da entrevia entre uma e outra. Em linhas singelas o desguarnecimento deverá atingir toda a seção transversal típica. Nas operações de desguarnecimento deve-se respeitar o abaulamento da plataforma ferroviária. Em qualquer caso, o desguarnecimento não deverá deixar bolsões de material não removido, pois permitiria acúmulo de água e região mais rígida. Em linha dupla a inclinação do desguarnecimento não deverá direcionar o seu caimento em direção à linha adjacente. As operações de desguarnecimento abrem oportunidades ímpares para que sejam ajustadas as cotas de topo de trilho para os valores de projeto, correção de superelevação, alinhamento e nivelamento. A espessura do desguarnecimento a ser executado deverá a atingir a espessura de lastro ferroviário especificado para o local. Em casos específicos, no entanto, a espessura de desguarnecimento poderá ser superior com o objetivo de ajustar as cotas de topos de trilhos realizando o rebaixamento da linha. No entanto, nos desguarnecimentos executados deverão ser observadas as conseqüências que trarão para o nivelamento longitudinal e a cota dos topos dos trilhos após os trabalhos, de modo a não alterar indesejadamente o perfil longitudinal da ferrovia naquele ponto trabalhado. A espessura de lastro ferroviário não afetada pelo desguarnecimento, a partir de então se comportará como sublastro.
100
Após os serviços de desguarnecimento a VMA do trecho trabalhado deverá ser restringida até que se consiga nova estabilização da grade ferroviária e se execute os procedimentos de Alívio de Tensões Térmicas. Somente após o ATT a VMA poderá ser restabelecida.
Figura 101 - Processo de desguarnecimento mecanizado utilizando equipamento de grande porte na EFVM
2.13.8.
REPOSIÇÃO DE LA STRO FERROVIÁRIO
A reposição de lastro ferroviário se dá por conseqüência de desguarnecimentos, para reforçar pontos onde houve perda de material de lastro ou em função das operações de correção geométrica para manter o alinhamento e nivelamento executados.
2.14.
ACESSÓRIOS DE FIXAÇÃO
2.14.1.
FIXAÇÃO ELÁSTICA
São elementos que tem a capacidade de manter a pressão de contato ao trilho constante, garantindo a sua fixação e o retensionamento da via, além de absorver as vibrações e impactos inerentes à ação do tráfego ferroviário. São componentes de sistemas de fixação elástica: Placas de apoio Placa de ângulo (Sistema Vossloh para dormente de concreto) Tirefonds Arruelas duplas de pressão Grampos Garras tipo K ou GEO Parafusos (utilizados nos sistemas de fixação tipo K, GEO ou Vossloh) Shoulder (utilizado em dormentes de aço ou concreto) Almofadas Isolantes (utilizados em dormentes de aço) Tie Pad (utilizados em dormentes de concreto) Isoladores / Toe Insulator / Side Post Insulator – (utilizado em alguns sistemas de fixação para isolamento do contato do grampo com o trilho e do trilho com o shoulder)
2.14.2.
FIXAÇÃ O RÍGIDA
São elementos que possuem a capacidade de fixar o trilho sem absorver as vibrações e impactos inerentes à ação do tráfego ferroviário. Também possui limitações no que se refere ao impedimento do deslocamento longitudinal dos trilhos. Em função disso há a necessidade de se aplicar retensores em vias com sistema de fixação rígida. São componentes de sistemas de fixação rígida:
101
Placas de apoio Tirefonds Pregos
2.14.3.
ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
Os acessórios de fixação são as peças que atuando em conjunto permitem a fixação da placa de apoio ao dormente de madeira, a fixação da placa de apoio ao trilho ou a fixação direta do trilho ao dormente de madeira. Nas demais espécies de dormentes, constituem-se em acessórios de fixação todas as peças destinadas à fixação do trilho ao dormente e aquelas que possuem a função de isolar a passagem de corrente elétrica entre um trilho e outro. Há dois gêneros de acessórios de fixação em aplicação nas ferrovias: Acessório de fixação elástico Acessório de fixação rígido
As peças que constituem os acessórios de fixação possuem a função fundamental de manter a união entre trilhos e dormentes. Esses elementos de fixação têm a função de tornar solidária a atuação dos trilhos e dormentes, mantendo os trilhos em posição correta para o tráfego dos veículos ferroviários. FERROVIA
ESPÉCIE DORMENTE
PERFIL DE TRILHO
TIPO DE FIXAÇÃO
PLACA DE APOIO
FIXAÇÃO TRILHO
EFVM
Madeira
TR-68
Elástica
SIM
Deenik
EFVM
Madeira
TR-57
Rígida
SIM
Prego
Prego
EFC
Madeira
TR-68
Elástica
SIM
Pandrol
Tirefond c/ arruela
EFC
Madeira
TR-68
Elástica
SIM
Deenik
Tirefond c/ arruela
FCA
Madeira
TR-37
Rígida
SIM / NÃO
FCA
Madeira
TR-45
Rígida / Elástica
SIM
FCA
Madeira
TR-57
Rígida / Elástica
SIM
FCA
Madeira
TR-68
Elástica
SIM
Prego / Tirefond Prego / Tirefond / Deenik Prego / Tirefond / Pandrol / Deenik Deenik
FIXAÇÃO PLACA DE APOIO Tirefond c/ arruela
Prego / Tirefond Prego / Tirefond c/ arruela / sem arruela Prego / Tirefond c/ arruela / sem arruela Tirefond c/ arruela
Tabela 73 – Tipos de fixação em dormentes de madeira PERFIL ESPÉCIE DE DORMENTE TRILHO EFVM e EFC Aço TR-68
TIPO DE SHOULDER FIXAÇÃO
FIXAÇÃO ELEMENTOS TRILHO ISOLANTES
Elástica
Soldado
Deenik
Almofada
EFVM e EFC Aço
Elástica
Hook-in
Deenik
Tri-partido
FERROVIA
EFC
TR-68 Aço
TR-68
Elástica
Hook-in
Pandrol
NÃO
Tabela 74 - Tipos de fixação em dormentes de aço 102
FCA
ESPÉCIE DORMENTE Concreto
TIPO DE FIXAÇÃO Elástica
PERFIL DE TRILHO TR-50
ESPÉCIE DORMENTE Monobloco
FIXAÇÃO TRILHO RN
FCA
Concreto
Elástica
TR-45
Bi-bloco
RN
FCA
Concreto
Elástica
TR-57
Bibloco
RN
FERROVIA
Tabela 75 - Tipos de fixação em dormentes de concreto
2.14.4.
DIÂMETRO DAS BROCAS PARA FURAÇÃO DE DORMENTES DE
MADEIRA ELEMENTO DE DIÂMETRO DA BROCA A SER FIXAÇÃO UTILIZADA Prego de linha 5/8“ Tirefond 3/4” Tirefond 21mm Tirefond 7/8” 11/16 “ Tirefond 24 mm 3/4” Tabela 76 – Diâmetro de brocas para furação de dormentes de madeira
2.14.5.
TIPOS DE ELEMENTOS DE FIXAÇÃO
2.14.5.1.
TIREFOND
O tirefond é uma espécie de parafuso de rosca soberba. O tirefond é um elemento de fixação superior ao prego, já que é aparafusado ao dormente, fechando hermeticamente o furo e impedindo a entrada de água, o que torna a interação do tirefond com o dormente mais solidária. Por ser aparafusado, o tirefond sacrifica menos as fibras do dormente e tem maior resistência ao arrancamento que o prego. O diâmetro do tirefond utilizado atualmente nas ferrovias EFC, EFVM e FCA possui quatro variações: 3/4", 7/8”, 21 mm e 24 mm. A medida do diâmetro do tirefond é tomada após último estágio da rosca próximo à cabeça. Há também variação quanto ao diâmetro e forma das abas do tirefond. Os tirefond utilizados com a função de fixar o trilho tem as abas mais largas e abauladas na sua parte inferior de acordo com a inclinação do patim do trilho para aumentar a superfície de contato. Os tirefond utilizados somente com a função de fixar a placa de apoio ao dormente geralmente possuem a superfície inferior plana, de modo a melhorar o contato com as arruelas duplas de pressão. Os tirefond são fabricados com cabeças quadradas ou retangulares, de acordo com a especificação fornecida. Atualmente os tirefond de cabeça retangular são preferíveis aos de cabeça quadrada para se evitar a perda das quinas durante as operações de aplicação e retirada ao longo de sua vida útil. O corpo do tirefond, incluindo toda extensão da parcela rosqueável, poderá ser cônico ou predominantemente cilíndrico.
Figura 102 - Tirefond
103
2.14.5.2.
PREGO
Os pregos são elementos de fixação rígida e prestam-se tanto para fixar a placa de apoio ao dormente quanto para fixar o trilho ao dormente. Os pregos são de seção retangular em formato de cunha e cravados ao dormente em furos previamente preparados com diâmetro menor que a seção do prego. Os pregos possuem cabeça com saliência afim de apoiar-se no patim. Essa saliência possui inclinação igual ao patim do trilho. Os pregos são fixações menos eficientes já que funcionam como cunhas ao serem inseridos na madeira, criando a tendência em rachar o dormente ao longo do tempo, e oferecem pouca resistência ao arrancamento. Em razão da baixa resistência ao arrancamento a ação do tráfego ferroviário provoca a subida dos pregos, deixando uma folga entre ele e o patim do trilho. A denominação atribuída aos tipos de pregos refere-se à espécie de formato de suas cabeças. Existem duas espécies de prego: asa de barata e cabeça de cachorro.
Figu ra 103 - Prego de linha asa de barata
2.14.5.3.
ARRUELAS DUPLAS DE PRESSÃO
Em fixação elástica são utilizadas em conjunto com os tirefond ou os parafusos dos sistemas K/ GEO, que fixam a placa de apoio ao dormente. Essas arruelas são de anéis duplos e possuem a função de manter o torque de aplicação do tirefond ou parafuso constantes. As arruelas de pressão também evitam o afrouxamento do tirefond ou parafuso.
2.14.5.4.
PLACA DE APOIO
As placas de apoio aumentam a área de apoio do trilho e melhoram a distribuição das cargas oriundas do tráfego ferroviário que serão transmitidas aos dormentes. As placas de apoio possuem ressalto na região de apoio do patim do trilho, no mínimo na parte externa, de modo a transmitir o esforço transversal do trilho aos demais elementos fixação. Quando não há a aplicação de placas de apoio os esforços transversais dos trilhos são suportados somente pelos elementos de fixação externos. As placas de apoio possuem furos para a aplicação de tirefond ou pregos, e também, conforme a espécie, possuem dispositivos para encaixe e aplicação de grampos elásticos. Para uma melhor interação do contato das rodas na dinâmica do tráfego ferroviário ambos os trilhos são aplicados com determinada inclinação de seu eixo vertical em direção ao centro da linha. Para permitir a inclinação dos trilhos, as placas de apoio possuem inclinação de 1:20 ou 1:40. As dimensões das placas de apoio irão variar de acordo com o perf il de trilho para o qual serão utilizadas e em razão das espécies de elementos de fixação que serão empregados.
2.14.5.5.
GRAMPO ELÁSTICO DEENIK
É uma das espécies de elemento de fixação elástica. É fabricado em aço-mola possuindo boa performance na função de retensionamento dos trilhos. O seu encaixe sobre o patim do trilho é perpendicular. A seção do grampo Deenik possui três modelos: circular, variável e quadrada. Há grampos Deenik específicos para aplicação em locais com a interferência de talas de junção.
104
Figu ra 104 - Grampo elástico Deenik seção redonda
2.14.5.6.
GRAMPO ELÁSTICO PANDROL
É outra espécie de elemento de fixação elástica. Também fabricado em aço-mola, possui seção circular e com encaixe sobre o patim do trilho sendo efetuado longitudinalmente. Há grampos Pandrol específicos para aplicação em locais com a interferência de talas de junção onde o encaixe na placa de apoio é longitudinal ao patim do trilho, mas a ponta que ficará em contato com a tala de junção atua perpendicularmente ao trilho.
Figura 105 - Grampo Pandrol E-clip
2.14.5.7.
GRAMPO ELA STICO FASTCL IP
Os grampos elásticos do tipo Fastclip são de aço-mola e que se encaixam perpendicularmente ao patim do trilho. É de simples aplicação manual e plenamente prémontável e mecanizável. A seção de suas hastes é redonda.
Figura 106 - Sistema de fixação Fastclip para dormente de concreto
2.14.5.8.
GRAMPO ELÁSTICO SKL
O grampo SKL é de hastes de seção redonda, encaixando-se sobre a placa de ângulo e o patim do trilho, sendo fixado através de tirefond.
105
Figura 107 – Grampo elástico SKL
2.14.5.9.
FIXAÇÃ O TIPO GEO / KPO
É uma das espécies de elemento de fixação elástica. Consiste em uma castanha em forma de u prismático, com suas abas trabalhando longitudinalmente em relação ao trilho, pressionandoo para fixar a castanha à placa de apoio à mesma possui um olhal para alojar uma peça em formato de “T” rosqueada na ponta, que atravessa a castanha e recebendo uma arruela dupla de pressão e uma porca.
2.14.5.10. FIXAÇÃ O RN A fixação RN é própria para dormentes de concreto e consiste em uma chapa de aço-mola dobrada, posicionada perpendicularmente ao trilho, com sua extremidade inferior mantendo o trilho na correta bitola. Já a extremidade superior tem a função de manter os trilhos aderentes ao dormente, que se dá através do aparafusamento do clipe com arruela e porca própria. Tanto nos dormentes biblocos, quanto nos monoblocos, o parafuso é inserido posteriormente à sua fabricação, em furos denominados de estojos.
Figura 108 - Fixação RN
2.14.6.
APLICAÇÃO
2.14.6.1.
TIREFOND E PREGO
Quando forem aplicados com a função de atuar como elemento fixador do trilho, com placa de apoio ou sem a placa de apoio, eles devem ser aplicados de forma cruzada
2.14.6.1.1.
COM A UTILIZAÇÃO DE PLACA DE APOIO
Quando se utilizar dois tirefonds ou pregos por placa, a disposição dos novos furos será em forma de “V” em relação ao sentido da quilometragem, de acordo com a figura abaixo, de modo que a ponta do “V” esteja posicionada do lado em que a quilometragem for crescente. Quando utilizar três tirefonds ou pregos por placa, alternar fixação a cada dormente ora uma do lado interno e duas do lado externo, ora duas do interno e uma do externo. Caso o sentido do "V" no local estiver padronizado no sentido decrescente da quilometragem, ele deverá ser mantido.
106
2.14.6.1.2.
SEM A UTILIZAÇÃO DE PLACA DE APOIO
Em aplicações sem a utilização de placa de apoio, quando utilizar 2 tirefond ou prego, a disposição dos novos furos será em forma de “V” em relação ao sentido da quilometragem, de acordo com a figura abaixo, de modo que a ponta do “V” esteja posicionada do lado em que a quilometragem for crescente. Quando utilizar três tirefonds ou pregos por placa, alternar fixação a cada dormente ora uma do lado interno e duas do lado externo, ora duas do interno e uma do externo. Caso o sentido do "V" no local estiver padronizado no sentido decrescente da quilometragem, ele deverá ser mantido. Na FCA, na aplicação de dormentes sem utilização de placa de apoio será obrigatório o entalhe do dormente com a inclinação de 1:20, para que seja garantida a correta inclinação dos trilhos. Na maioria das situações esse entalhe é executado com ferramentas manuais.
2.14.6.2.
ARRUELAS DUPLAS DE PRESSÃO
As arruelas duplas de pressão são aplicadas conjuntamente à aplicação do tirefond, ou parafuso, à placa de apoio. O tirefond ou parafuso deverá ser aparafusado até o ponto em que os dois arcos da arruela estejam pressionados um contra o outro, indicando que o torque adequado.
2.14.6.3.
GRAMPO ELÁ STICO DEENIK
O serviço de aplicação e retirada do grampo Deenik não é totalmente mecanizável e exige ferramentais apropriados para sua aplicação e retirada. Na aplicação do grampo é proibida a utilização direta de marreta para o seu encaixe no olhal da placa de apoio sem o intermédio de ferramenta apropriada para tal fim, pois que essa operação reduz o poder de pressão que o grampo tem sobre o patim de trilho e corre-se o risco de acidentes pessoais por projeção do próprio grampo.
2.14.6.4.
GRAMPO ELÁ STICO PANDROL
O serviço de aplicação e retirada do grampo Pandrol é parcialmente mecanizável, mas também exige ferramentais apropriados para sua aplicação e retirada. Na aplicação do grampo é proibida a utilização direta de marreta para o seu encaixe no olhal da placa de apoio sem o intermédio de ferramenta apropriada para tal fim, pois que essa operação reduz o poder de pressão que o grampo tem sobre o patim de trilho e corre-se o risco de acidentes pessoais por projeção do próprio grampo.
2.14.6.5.
GRAMPO ELÁ STICO FASTCL IP
O serviço de aplicação e retirada do grampo Fasticlip pode plenamente ser mecanizado. Na aplicação manual do grampo é proibida a utilização direta de marreta para o seu encaixe no olhal da placa de apoio ou shoulder. Estes grampos são aplicados somente por ferramenta apropriada para tal fim para preservar a pressão do grampo e as peças isolantes.
107
Figura 109 – Grampo elástico fastclip
2.14.6.6.
GRAMPO ELÁSTICO SKL
O grampo SKL é.aplicado através do aperto do tirefond, ou outro parafuso, diretamente sobre ele, resultando em sua compressão sobre o patim do trilho. O aparafusamento do tirefond ou parafuso poderá ser executado com equipamento ou manualmente.
Figu ra 110 – Grampo elástico SKL
2.14.7.
MANUTENÇÃO E RETIRADA DE SERVIÇO DE ACESSÓRIOS DE
FIXAÇÃO As fixações elásticas não requerem medidas específicas de manutenção. Os seus componentes devem ser substituídos quando não tiverem condições de exercerem de maneira adequada suas funções. Na FCA existem trechos com grampos elásticos na qual as placas de apoio estão fixadas com tirefond sem o emprego de arruelas de pressão. Nesses casos deverá ser adotado o procedimento de reaperto dos tirefond em ciclos periódicos. Na EFC, durante os trabalhos de substituição de dormentes de madeira por madeira, a eito ou intercalados, deverão ser substituídos todos os tirefonds e arruelas duplas de pressão. No caso de aplicação de dormentes em curvas, todos os grampos e placas de apoio deverão ser substituídos. Nas em tangentes, 50% dos grampos e placas de apoio deverão ser substituídos. Os materiais retirados deverão ser recolhidos e selecionados para posterior reemprego ou descarte como inservível. As fixações rígidas e nas elásticas sem o emprego de arruelas duplas de pressão requerem ciclos periódicos de reaperto devido à sua incapacidade de absorver os impactos do tráfego ferroviário, o que acarreta o afrouxamento dos componentes de fixação. Nas operações de reaperto deve-se atentar para a condição das zonas de fixação dos dormentes de madeira, ausência de prego ou tirefond. Também deve ser verificado se os tirefond ou pregos estão com suas estruturas comprometidas ou encontram-se fraturados. Juntamente à operação de reaperto, a equipe executora deverá estar preparada para aplicar ou substituir tirefond ou pregos e tarugar furos de dormentes que não serão mais utilizados. Nas fixações rígidas as operações de reaperto, aplicação e substituição de tirefond ou prego são essenciais para garantir a bitola especificada para a linha. Os elemento de isolamento dos sistemas de fixação de dormentes de aço e concreto deverão ser substituídos todas as vezes em que os trilhos forem substituídos ou sofrerem operações de
108
ATT. Do material de isolamento substituído deve-se realizar a seleção daqueles com condições de serem reaplicados, desde que o sejam somente em tangentes ou linhas secundárias. Os grampos elásticos, aplicados em curvas, também devem ser substituídos em sua totalidade nas operações de substituição de trilho e ATT. Em tangentes, é recomendável que a taxa de renovação seja de 50%, sendo que os novos sejam aplicados nas zonas de respiração do TLS. Do material substituído deve-se realizar a seleção daqueles com condições de serem reaplicados, desde que o sejam somente em tangentes ou linhas secundárias.
2.14.8.
CRITÉRIOS
PARA
CLASSIFICAÇÃO
DE
ACESSÓRIOS
DE
FIXAÇÃO PARA REEMPREGO OU SUCATA 2.14.8.1.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE CLIP E PARAFUSO DE
FIXAÇÃO RN Para a classificação clip RN usados para dormente de concreto, em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas na região dos furos e na chapa do clip; clip trincado ou fraturado será considerado sucata. Verificar existência de deformação que prejudiquem o perfeito ajuste no dormente de concreto e no patim do trilho bem como o efeito de mola; clip deformado e com perda do efeito mola será considerado como sucata.
Clip que não apresente os defeitos acima serão considerados reemprego. Para a classificação parafusos para fixação RN em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo do parafuso ou na ligação da cabeça com a parte circular do corpo ou com a gola do parafuso RN. Caso ocorra o parafuso será considerado como sucata. Verificar existência de deformação por empeno; parafusos empenados serão considerados sucata. Verificar a ocorrência de deformações na rosca que impeçam a colocação das porcas; parafusos com roscas danificadas serão considerados sucata.
Parafusos que não apresentarem os defeitos acima serão considerados como reemprego e deverão ser armazenados protegidos contra umidade e poeira e com as roscas lubrificadas.
2.14.8.2.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE GRAMPO ELÁSTICO
TIPO DEENIK Para a classificação grampos deenik usados em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas nos grampos; caso ocorra o grampo será considerado como sucata.
Apoiar o grampo numa superfície plana e verificar se as duas extremidades dos mesmos apóiam por igual; neste caso o grampo poderá ser reempregado sem sofrer recuperação pois ainda mantém o efeito mola; a pressão nos grampos poderá ser verificada com medidor apropriado após a aplicação.
Grampos do tipo Deenick deformados ou com perda do efeito mola devem ser armazenados e identificados para recuperação.
109
Figura 111 – Grampo Reemprego
Figura 112 - Grampo para recuperação
2.14.9.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE PLACA DE APOIO DE
FIXAÇÃO RÍGIDA OU ELÁSTICA 2.14.9.1.
PLACA DE APOIO FUNDIDAS PARA FIXAÇÃO ELÁSTICA
Para a classificação placas de apoio de fundidas para fixação elástica em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo das placas, verificar se os furos para colocação das fixações apresentam-se ovalizados, se existem deformações na região de apoio do trilho, se a placa permite perfeito apoio na superfície dos dormentes e se existem deformações na região do shouder que prejudique a correta aplicação dos grampos elásticos.
Placas com trincas, fraturas, furos ovalizados, empeno que prejudique o apoio do patim do trilho, apoio das mesmas nos dormentes ou deformação do shouder que prejudique a aplicação de grampos elásticos serão consideradas como sucata.
Figu ra 113 – Placa de apoio reemprego
110
Figura 114 – Placa de apoio sucata Placas de apoio fundidas que não apresentem, fraturas, ovalização dos furos e nem empenos que prejudiquem o perfeito apoio ao trilho e cujo shouder que permita instalação dos grampos serão classificados para reemprego.
2.14.9.2.
PLACA DE APOIO LAMINADAS PARA FIXAÇÃO ELÁSTICA
Para a classificação placas de apoio laminadas para fixação elástica em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo das placas, verificar se os furos para colocação das fixações apresentam-se ovalizados, se existem deformações na região do shouder que prejudique a correta aplicação dos grampos elásticos.
Placas com trincas, fraturas, ou deformação do shouder que prejudique a aplicação de grampos elásticos serão consideradas como sucata. Placas de apoio laminadas que apresentem empeno ou ovalização dos furos deverão ser separadas e identificadas para recuperação por empresas especializadas, e reempregadas após recuperação. Placas de apoio laminadas que não apresentem, fraturas, ovalização dos furos e nem empenos que prejudiquem o perfeito apoio ao trilho e cujo shouder que permita instalação dos grampos serão classificados para reemprego.
2.14.9.3.
PLACA DE APOIO LAMINADAS PARA FIXAÇÃO RÍGIDA
Para a classificação placas de apoio laminadas para fixação rígida em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo das placas, verificar se os furos para colocação das fixações apresentam-se ovalizados,
Placas com trincas, fraturas serão consideradas como sucata. Placas de apoio laminadas que apresentem empeno ou ovalização dos furos deverão ser separadas e identificadas para recuperação por empresas especializadas, e reempregadas após recuperação.
Figura 115 - Placas de apoio empenadas para recuperação e reemprego
111
Placas de apoio laminadas que não apresentem, fraturas, ovalização dos furos e nem empenos que prejudiquem o perfeito apoio ao trilho e cujo shouder que permita instalação dos grampos serão classificados para reemprego.
2.14.10.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE TIREFOND
Para a classificação tirefond em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo do tirefond ou na ligação da aba com a parte circular do corpo, se o desgaste da cabeça ainda permite o acoplamento do soquete para tirefond permitindo aplicação do mesmo nos dormentes, se a rosca não apresenta desgaste que inviabilize a correta fixação aos dormentes e se existe empeno no mesmo
Tirefonds com cabeça danificada, rosca desgastada, fraturas, trincas ou com empeno serão considerados como sucata.
Figu ra 116 - Tirefond reemprego
Figu ra 117 – Tirefond sucata
2.15.
ACESSÓRIOS DE TRILHO
2.15.1.
JUNÇÃO DE TRILHOS
2.15.1.1.
JUNTAS
As juntas são compostas por talas de junção, parafusos, porcas e arruelas de pressão. De acordo com as funções mais específicas que irá executar, elas podem ser incrementadas por outros componentes, como separador isolante no perfil do trilho, bucha isolante, tala metálica encapsulada, entre outros. As juntas podem ser metálicas ou isolantes. As isolantes subdividem-se entre encapsuladas e coladas, de acordo com a tecnologia de fabricação e montagem. As talas de junção são responsáveis pela união entre as extremidades de dois trilhos garantindo o seu nivelamento e alinhamento para que funcionem perfeitamente solidários sob a ação do tráfego ferroviário. A tala é a peça que irá proporcionar a rigidez necessária na região de união dos trilhos tornando-os solidários. As talas são furadas para permitirem a transposição dos parafusos que irão executar a efetiva montagem delas aos trilhos. De acordo com o perfil de trilho ao qual serão aplicadas as talas metálicas podem possuir 4 ou 6 furos, alternadamente ovais e circulares. Quanto à forma as talas podem ser com abas e aquelas desprovidas de abas. No que se refere ao modo de contato das talas montadas com os trilhos tem-se:
Na parte superior do trilho: contato no boleto ou contato com a alma Na parte inferior do trilho: contato de base ou contato em menisco
As juntas podem ser ainda classificadas segundo diversos aspectos vinculados à: o Natureza do seu apoio Posição na via o 112
o
Função especial
2.15.1.1.1.
NATUREZA DO APOIO DAS JUNTAS IMPLANTADAS
NA VIA 2.15.1.1.1.1.
JUNTAS APOIADAS
São aquelas em que os extremos dos trilhos se apóiam completamente sobre os dormentes.
Figura 118 – Juntas apoiadas
2.15.1.1.1.2.
JUNTAS EM BALANÇO
São aquelas em que os topos dos trilhos não se apóiam no dormente e sim se posicionam no intervalo entre dois dormentes.
Figura 119 – Juntas em balanço
2.15.1.1.2.
POSIÇÃO NA VIA
2.15.1.1.2.1.
JUNTAS PARALELAS
São aquelas que nas duas filas de trilhos se posicionam frente a frete, isto é, em um mesmo plano perpendicular ao eixo da via.
Figura 120 – Juntas paralelas
2.15.1.1.2.1.1.
JUNTAS ALTERNADAS OU
DEFASADAS São juntas que não se posicionam perfeitamente paralelas uma em relação à outra em uma mesma seção transversal da via, ou seja, elas se posicionam em pontos não coincidentes com a junta da fila oposta.
113
Figu ra 121 – Juntas alternadas ou defasadas
2.15.1.1.3.
JUNTAS DE FUNÇÃO ESPECIAL
São as juntas que além de dar continuidade à via, desempenham funções especiais, como as juntas de transição, de dilatação e juntas isoladas
2.15.1.1.3.1.
JUNTAS DE FUNÇÃO TRANSIÇÃO
São aquelas que promovem a conexão entre trilhos com perfis diferentes. Como por exemplo a união de TR-57 e TR-68.
2.15.1.1.3.2.
JUNTAS DE FUNÇÃO DILATAÇÃO
Juntas ou aparelhos de dilatação são dispositivos bizelados que se intercalam em cada uma das filas de trilhos das vias férreas soldadas nos extremos de suas barras para permitir as alterações nos seu comprimento (expansão e contração) motivadas por variações térmicas a que seus trilhos estão sujeitos.
2.15.1.1.3.3.
JUNTAS ISOLANTES
São juntas implantadas para formar os circuitos de sinalização ferroviária e é constituída de peças e componentes isolantes necessários para interromper a passagem de corrente elétrica.
2.15.1.1.3.3.1.
JUNTAS ISOLANTES ENCAPSULADAS
Nessas juntas empregam-se talas isoladoras constituídas de núcleo metálico, ao qual está aderida um revestimento de material de alto poder isolador, como por exemplo, o poliuretano, revestindo totalmente o contorno e extremos do núcleo metálico. O aperto da junta é assegurado por parafusos com porcas, mantidos tracionados por meio de arruelas de pressão que se apóiam em 4 plaquetas metálicas descontínuas, uma em cada lado dos trilhos a serem unidos. Os parafusos têm seus corpos isolados do núcleo metálico das talas por meio de buchas revestidas de poliuretano. O isolamento dos extremos dos trilhos é feito por intermédio de um separador isolante que contorna a seção transversal dos trilhos a serem unidos.
2.15.1.1.3.3.2.
JUNTAS ISOLANTES COLADAS
Nas juntas coladas, a junção é realizada pelo aperto dado às talas através dos parafusos e pela adesão conferida por cola epóxi, que veda a junção contra a penetração de água ou umidade e a protege contra agentes agressivos caídos dos vagões. A isolação elétrica é assegurada pelo uso de um conjunto de componentes fabricados com materiais de elevado poder isolante, são eles: Buchas isoladoras o o Camada de isolante que impede que a face interna da tala entre em contato com a alma do trilho Separador isolante dos extremos dos trilhos (end post) o
114
Essas junções se caracterizam por elevada resistência mecânica (compressão/tração) ao deslizamento longitudinal e alto poder de isolação elétrica à passagem da corrente elétrica utilizada na energização de um circuito de via.
2.15.1.1.4.
PARAFUSOS PARA TALAS DE JUNÇÃO
Os parafusos para junta metálica são fabricados com aço laminado de médio ou alto carbono. Quando fabricados em alto carbono sofrem tratamento térmico. Os diâmetros dos parafusos variam de acordo com o perfil do trilho ao qual a junta será montada: PERFIL DO TRILHO DIÂMETRO DOS PARAFUSOS TR-25 19 mm / ¾” 22,2 mm / 7/8” TR-37 TR-45 25,4 mm / 1” TR-50 25,4 mm / 1” TR-57 25,4 mm / 1” TR-68 25,4 mm / 1” Tabela 77 – Parafusos para talas de junção
2.15.1.1.5.
APLICAÇÃO DE JUNTAS
Nas talas com aba podem existir cavidades apropriadas que permitiria o posterior encaixe dos pregos. No entanto, recomenda-se não aplicar os pregos nessas cavidade para evitar o posterior desquadramento dos dormentes caso ocorra o caminhamento do trilho. As talas isoladas encapsuladas possuem todos os seus furos circulares. Os encaixes ovais são dados por uma taleta de reforço. Quando se tratar de junta isolada colada se utiliza de parafusos especiais na sua montagem. O posicionamento dos furos nos trilhos para permitirem a montagem da talas metálicas ou isoladas deverão ser realizados de acordo com as seguintes medidas: O diâmetro das brocas ou pastilhas variam de acordo com o perfil da trilhos:
Para TR-37 ou inferior: Ø de 1” Para TR-45, TR-57 ou TR-68: Ø 1.1/8”
Figura 122 – Esquema de furação de trilhos para montagem de tala DIMENSÕES TR-37 TR-45 TR-50 TR-57 TR-68 A 68,3 68,3 68,3 88,9 88,9 B 139,7 139,7 139,7 152,4 152,4 C 139,7 139,7 139,7 152,4 152,4 H 122,2 122,2 152,4 168,3 185,7 53,8 53,8 68,7 73 78,6 H Ø 25,4 28,6 28,6 28,6 28,6 Acu mu lado C+B 208 208 208 241,3 241,3 Acu mu lado 347,7 347,7 347,7 393,7 393,7 C+B+A Tabela 78 – Dimensões para furação de trilhos para montagem de tala
115
No assentamento de juntas isolantes deverá ser obedecido o projeto de sinalização especificado pela área de eletroeletrônica para definição do local exato de sua constituição. Recomenda-se que as juntas isolantes sejam assentadas sempre em tangente para evitar desgastes prematuros deste componente acarretados pela inscrição do trem nas curvas. Recomenda-se que as juntas metálicas de uso permanente sejam posicionadas em balanço e defasadas em relação aquelas posicionadas no trilho paralelo oposto. A defasagem mínima recomendada é de 3 m para trilho curto. Para TLS, a defasagem recomendada dever ser dada pela relação L/4, onde L representa o comprimento do TLS. As juntas isolantes, por concepção de sinalização ferroviária, são assentadas paralelas entre si. No entanto, com o objetivo de minimizar os impactos do tráfego dos veículos ferroviários sem comprometer a sinalização, admite-se uma defasagem máxima de até 500 mm entre as juntas das duas filas de trilhos. As juntas de transição de uso permanente não devem ser assentadas sobre pontes/viadutos, PN e em curvas. Na instalação das talas deve ser verificado o perfeito alinhamento da lateral do boleto e nivelamento da superfície de rolamento, não sendo admissível a ocorrência de arestas ou desníveis. Também não serão admitidos artifícios para eliminação de folgas de juntas com a utilização de pedaços de trilho (bacalhau) e a implantação de juntas com a presença de soldas na região de abrangência das talas, salvo em casos específicos de testes de trilhos com diferentes fabricantes e características. A região de contato do trilho com a tala e a própria tala deverão ser limpos com escova de aço para eliminação de quaisquer resíduos que venham a dificultar o perfeito ajuste do conjunto ou danos ao isolamento da junta isolante encapsulada. O aperto dos parafusos deverá seguir a seguinte ordem, tanto em montagem manual quanto em montagens mecanizadas: o o o
Aparafusar primeiramente aqueles do centro da tala Em seguida, aparafusar os parafusos intermediários Por último, aparafusar os parafusos das extremidades
Não é recomendável que se lubrifiquem os parafusos, vez que isto provocará um torque excessivo que tenderá a romper o parafuso durante a sua vida útil. Deve-se observar que a parte lisa da porca deverá ficar em contato com a arruela. Em juntas recém montadas, ao longo da primeira semana, os parafusos tendem a se afrouxarem. Portanto, faz-se necessário uma inspeção para verificação das condições de aparafusamento da junta e se for o caso, o reaperto dos seus parafusos, uma semana após a sua instalação.
2.15.1.1.6.
MANUTENÇÃO
As juntas são constituídas por diversos acessórios e se apresentam como um ponto de fragilidade da via, tornando-se necessárias intervenções periódicas para garantia da segurança operacional. Os cuidados requeridos por uma junta são: Inspeção visual o o Manutenções preventivas Manutenções corretivas de componentes da junta o Nivelamento o o Bizelamento Esmerilamento o
2.15.1.1.7.
INSPEÇÃO VISUAL
As inspeções visuais devem verificar a integridade dos componentes da junta, estado dos dormentes, lastro e nivelamento. Importante verificar se as extremidades dos trilhos apresentam empeno ou lasqueamento do topo do trilho.
116
2.15.1.1.8.
MANUTENÇÕES PREVENTIVAS
As manutenções preventivas consistem em se manter o aperto dos parafusos em níveis adequados à segurança operacional, manter o quadramento e espaçamento dos dormentes da junta, bem como não permitir que dormentes inservíveis permaneçam sob a região de junta, executar o bizelamento e o esmerilamento. O nivelamento da região da junta também deve ser mantido, vez que a sua deterioração é extremamente prejudicial para os demais componentes da junta e para a segurança do tráfego ferroviário.
2.15.1.1.9.
MANUTENÇÕES CORRETIVAS DE COMPONENTES
DA JUNTA As manutenções corretivas em juntas referem-se à substituição de peças danificadas, tais como talas de junção trincada, separador isolante ou end post (perfil) e tala isolante com isolamento danificado, reposição de parafusos e arruelas danificados ou faltantes, reposição de elementos de fixação e complementação da furação do trilho. Para juntas com pontas dos trilhos empenadas a correção poderá ser feita através da eliminação das extremidades dos trilhos danificados e seu reajustamento, ou, através da utilização de equipamentos corretores de junta que executam o desempeno das pontas dos trilhos. Nas situações de lasqueamento das pontas ou deformações por amassamento, recomenda-se a eliminação das extremidades e o seu reajustamento.
2.15.1.1.9.1.
NIVELAMENTO
Para realizar-se o nivelamento da junta, deve-se garantir que os dormentes de junta e guarda estejam com capacidade de suporte, de retenção da fixação, no espaçamento correto, que os parafusos estejam adequadamente apertados. Antes de iniciar o nivelamento deve-se observar se as extremidades dos trilhos não estão com empeno permanente (caimento de ponta). Neste caso, a solução será a realização do desempeno ou eliminação das extremidades com a confecção de nova junta. A socaria após o nivelamento de regiões de junta deve se dar somente nos dormentes de junta e guarda. O nível adequado da junta deverá ter por parâmetro a concordância com o nivelamento das regiões adjacentes a ela.
2.15.1.1.9.2.
BIZELAMENTO
O bizelamento tem por objetivo eliminar as rebarbas provocadas pelo escoamento da superfície de contato do trilho com a roda dos veículos ferroviários, e que, caso não sejam removidos poderão provocar o lasqueamento dos topos dos trilhos, diminuindo a vida útil das juntas. O chanfro do bizelamento deverá ser conforme a figura abaixo:
117
Rebarba
Topos bizelados a 45º
1,5 mm
Figura 123 – Bizelamento de junta É terminantemente proibido realizar o bizelamento de juntas utilizando-se de máquinas de cortar trilho ou rebolos inadequados.
2.15.1.1.9.3.
ESMERILAMENTO
O esmerilamento adéqua a superfície de rolamento, eliminando ressaltos, escoamentos, defeitos superficiais, arestas vivas, devendo ser executado como última atividade de manutenção da junta. O esmerilamento da junta deve ser executado sempre com a junta devidamente nivelada. A verificação da extensão do esmerilamento será verificado utilizando régua de aço de 1 m de comprimento e escala graduada. A flecha é medida com o centro da régua posicionada sobre a junta. Para cada 1 mm de flecha, a extensão a ser esmerilada deverá ser de 1 metro para cada lado do eixo da junta. Não se deve realizar esmerilamento para corrigir flechas superiores a 5 mm.
2.15.2.
CRITÉRIOS
PARA
CLASSIFICAÇÃO
DE
ACESSÓRIOS
DE
FIXAÇÃO PARA REEMPREGO OU SUCATA 2.15.2.1.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE PARAFUSOS DE
JUNTA Para a classificação parafusos de junta em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas no corpo do parafuso ou na ligação da cabeça com a parte circular do corpo ou com a gola do parafuso de junta. Caso ocorra o parafuso será considerado como sucata. Verificar existência de deformação por empeno; parafusos empenados serão considerados sucata. Verificar a ocorrência de deformações na rosca que impeçam a colocação das porcas; parafusos com roscas danificadas serão considerados sucata.
118
Parafusos que não apresentarem os defeitos acima serão considerados como reemprego e deverão ser armazenados protegidos contra umidade e poeira e com as roscas lubrificadas.
Figu ra 124 - Parafuso sucata devido deformação
Figura 125 - Parafuso sucata devido rosca danificada
Figura 126 - Parafuso reemprego
2.15.2.2.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE ARRUELAS DE
PRESSÃO Para a classificação de arruelas em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de trincas ou fraturas na seção das arruelas; arruelas trincadas ou fraturadas serão consideradas sucata. Verificar existência de deformação que impliquem na redução ou perda do efeito de mola; neste caso as arruelas serão consideradas como sucata.
Arruelas que não apresentem os defeitos acima serão consideradas reemprego.
119
2.15.2.3.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE TALAS
Para a classificação de talas de junção em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo:
Verificar existência de trincas ou fraturas na tala.
Talas com trincas ou fraturas serão consideradas como sucata.
Figura 127 - Tala de junção sucata
Figura 128 - Tala de junção reemprego
2.15.2.4.
CRITÉRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DE RETENSORES
Para a classificação de retensores em reemprego ou inservível (sucata), devem ser observadas as condições abaixo: Verificar existência de deformações, trincas ou fraturas no retensor. A pressão do retensor deve ser verificada aplicando o mesmo em um pedaço de trilho.
Retensores com trincas, fraturas ou sem pressão serão considerados como sucata.
120
2.16.
ACESSÓRIOS DE DORMENTE
2.16.1.
PÁ DE ANCORAGEM
São dispositivos utilizados para aumentar a resistência transversal da linha. Eles são fixados aos dormentes e possuem uma aba que trabalha em conjunto com o lastro trazendo maior dificuldade para que a linha se movimente no sentido transversal. A opção de aplicar pás de ancoragem deve ser adotada caso as tentativas de se estabilizar a via através da execução de alívio de tensões térmicas não tenham obtido sucesso. A pá de ancoragem deverá ser afixada no eixo do dormente e com a sua área côncava ora voltada para o trilho interno, ora para o trilho externo, alternadamente. Todos os serviços de correção geométrica com EGP deverão ser precedidos da retirada das pás de ancoragem.
Figura 129 - Modelos de pá de ancoragem
Figura 130 - Aplicação de pá de ancoragem
121
