Superelevação

SUPERELEVAÇÃO E VELOCIDADE

A ação da força centrífuga por si mesma faz com que o C.G. (centro de gravidade) da composição desloque-se um valor X, coincidindo com o centro geométrico da via, adquirindo um valor de equilíbrio. A razão da superelevação esta em manter este ponto em comum com o auxílio do desnível dado à via.

O momento mais perigoso na circulação ferroviária esta na saída da curva devido a maior pressão nos trilhos externos e início da diminuição da superelevação.

O limite máximo é de 175 mm, para raio de 250 metros e em geral a variação gradual por metro linear de via é de 1mm a 2mm.

A adoção da superelevação reduz a ação da força centrífuga, obtenção de desgaste equivalente em ambos os trilhos, evitando que o desgaste seja maior no trilho externo da curva, diminuir excessivo trabalho das fixações e evitar desconforto e choques nas entradas e saídas de curvas para passageiros e operadores.

É uma elevação gradual do trilho externo de uma curva, objetivando: produzir uma melhor distribuição dos esforços do trem sobre a via; reduzir o desgaste de rodas e trilhos; compensar, parcial ou totalmente, os efeitos da força centrífuga sobre os veículos ferroviários; e propiciar maior conforto aos passageiros.

Características

• Evitar choques nas entradas e saídas da curvas, desagradável para passageiros e prejuízo de material.

• Produzir melhor distribuição de cargas em ambos os trilhos.

• Impedir na grade da via, excessivo trabalho das fixações no trilho externo, bem como a tendência de tombamento em conseqüência da força centrífuga.

• Obter desgaste equivalente em ambos trilhos evitando que o desgaste por atrito provocado pela ação da força centrífuga nos trilhos externos seja maior que nos internos, e como conseqüência a sua renovação antecipada.

• Reduzir a ação da força centrífuga.

• A adoção de uma valor médio da superelevação calculada em função da velocidade se da pelo motivo que na hipótese do calculo ser feito para altas velocidades, com tráfego de trens lentos o desgaste no trilho interno será enorme e vice-versa.

• O movimento mais perigoso na circulação em via, esta na saída da curva devido a maior pressão nos trilhos externos e o início da diminuição da superelevação (aumenta a velocidade de rotação transversal)

LIMITE DE VELOCIDADE

A velocidade máxima de projeto de um determinado trecho (que possui em geral mais de uma curva) será definida considerando o raio da curva “mais fechada”.

A velocidade máxima de projeto de uma via é prevista para trens de passageiros. Entretanto, esta mesma via é utilizada por veículos mais lentos, como trens de carga e veículos de manutenção. Como a velocidade desses veículos é menor, a componente da força centrífuga também é menor. Aparece portanto, o risco de tombamento do veículo mais lento para dentro da curva e, do maior de desgaste do trilho interno, caso a superelevação da mesma tenha sido dimensionada pelo critério teórico. Alem disso, mesmo o trem de passageiros pode, por algum motivo, parar na curva. Assim sendo, a superelevação máxima admissível é definida como aquela que seguramente não provoca o tombamento de trem para o lado interno da curva quando esta parado sobre ela.

A velocidade máxima de um certo trecho, é definida pela menor velocidade calculada nos diversos critérios analisados (conforto, segurança, teórico e prático), sendo ainda a velocidade constante para passagem em diversos raios de curvas. O fato de os raios serem diferentes e a velocidade ser a mesma para todas as curvas, faz com que os valores de aceleração centrífuga que aparece nas curvas sejam diferentes. Dessa forma a superelevação das curvas varia em função do raio e pode ser calculado pelo método teórico, desde que o limite superior seja a superelevação máxima admissível.

No projeto de um treco com curvas suaves não há necessidade de se atingir a superelevação máxima (aquela para qual o veículo não tomba quando parado) nem mesmo para curva de menor raio do traçado. A aceleração centrífuga produzida nesta curva pela velocidade máxima que o trem consegue desenvolver provoca um desconforto que pode ser facilmente eliminado com uma pequena superelevação. A aceleração indesejável é pequena porque o raio da curva crítica é muito grande. Dessa forma, tomamos a velocidade desenvolvida pelo trem (que é limitada por outros fatores além dos já vistos) e calculamos a superelevação pelo critério teórico.

SOBRECARGA NOS TRILHOS DA CURVA

Se a força centrífuga não está totalmente equilibrada, aparecerá sobrecarga num dos trilhos.