Não pode

Curva íngreme de uma pista de ciclismo

Elevação é uma inclinação transversal de uma rodovia em uma curva em direção ao interior da curva. O objetivo da escala é permitir que a força resultante da força centrífuga e do peso do veículo atue o mais perpendicularmente possível à superfície da estrada, a fim de evitar que o veículo derrape ou capote. Superelevações são usadas:

• para rotas de tráfego: ferrovias e estradas ( chamadas de inclinação transversal no projeto da estrada )
• em instalações esportivas: pistas de corrida de bicicleta e autódromos, também chamadas de curvas inclinadas .

Ferrovias

Pista elevada

Elevação da curva no túnel Geisberg

No caso das ferrovias, a escala é dada pela diferença de altura entre os dois trilhos de uma via . A superelevação significa que os raios podem ser percorridos em velocidades mais altas sem que a carga ou os passageiros sejam submetidos a forte aceleração lateral ou o descarrilamento do veículo ferroviário . Também reduz o desgaste desigual dos trilhos. A escala de compensação é a escala que elimina a aceleração transversal que atua no veículo ferroviário quando uma velocidade projetada é atingida.

A exigência de que uma parada de emergência segura de um veículo ferroviário deve ser possível em todos os pontos ao longo da rota resulta em uma inclinação máxima, a fim de evitar que o veículo tombe para dentro quando o veículo estiver parado. Na Alemanha, para regulamentos de construção e operação de ferrovias aplicáveis ​​de regelspurige limitada , a elevação até um máximo de 180 mm. Isso corresponde a uma inclinação transversal de 12,5% ou 7,1 graus. Devido às tolerâncias na construção e manutenção de vias, a escala máxima permitida para operadores de infraestrutura alemães é de 160 mm para superestruturas de lastro e 170 mm para vias de laje . Na área de plataformas, geralmente é permitida uma elevação significativamente menor.

Na rede Deutsche Bahn, a inclinação deve ser criada levantando o trilho na parte externa da curva. Não deve ser inferior a 20 mm e deve ser arredondado para um múltiplo de cinco. O valor mínimo a ser estabelecido (em mm, com deficiência de escala ). O valor padrão é (em mm). Em pistas onde a velocidade máxima permitida frequentemente não é atingida, a escala deve ser estabelecida entre e . Em vias nas quais todos os trens circulam aproximadamente à mesma velocidade, um valor deve ser estabelecido entre e abaixo da escala de compensação (em mm). O limite discricionário, cujo esgotamento deve ser justificado técnica e economicamente, é de 160 mm para as superestruturas lastreadas, 170 mm para as vias em laje e 110 mm para as plataformas; 120 mm são permitidos para interruptores, enquanto 100 mm devem ser respeitados para edifícios novos. Os valores de homologação, que só podem ser utilizados em casos justificados e com o consentimento da sede da rede DB, são superiores a 160 mm (cascalho) ou superiores a 170 mm (via em laje) e encontram o seu limite absoluto no valor limite EBO de 180 mm . Outras regras se aplicam a trilhos curvos menores que 300 m, arcos em gaiola e pontes auxiliares .${\ displaystyle min_ {u} = {\ frac {11.8 \ cdot v ^ {2}} {r}} - perm ~ u_ {f}}$${\ displaystyle u_ {f}}$${\ displaystyle reg ~ u}$${\ displaystyle {\ frac {6.5 \ cdot v ^ {2}} {r}}}$${\ displaystyle min ~ u}$${\ displaystyle reg ~ u}$${\ displaystyle reg ~ u}$${\ displaystyle u_ {0} = 11,8 \ cdot {\ frac {v ^ {2}} {r}}}$

No caso de passagens de nível de várias pistas em curvas de via elevada, todos os trilhos devem estar em um nível.

A TSI prevê uma escala de até 160 mm (em via de lastro) ou 170 mm (em via de laje ) para as rotas de tráfego misto utilizadas pelo tráfego de passageiros e de carga , em rotas de tráfego puro de passageiros de até 180 mm (com ambos os tipos de via ) Na rede SNCF Réseau , é permitido um ângulo de 160 mm em vias de tráfego misto, em casos excepcionais até 180 mm.

Déficit de escala

A deficiência de escala é a diferença entre a escala, que seria necessária para compensar totalmente a aceleração lateral na velocidade máxima permitida, e a escala real de uma curva de pista. A especificação do déficit de escala máxima nos regulamentos, portanto, limita as forças laterais às quais os passageiros e a carga podem ser expostos.

As locomotivas de bitola padrão e os automóveis de passageiros que cumpram a ETI devem permitir uma deficiência de escala de 153 mm até 300 km / h, acima de 100 mm. 130 mm é necessário para vagões de carga. Trens especialmente projetados para operação com déficits de escala mais elevados podem ser operados com déficits de escala mais elevados, desde que a segurança operacional seja comprovada. Para ferrovias de bitola larga , aplicam-se regulamentos especiais.

De acordo com os Regulamentos de Operação e Construção Ferroviária Alemã , o déficit de escala deve ser determinado “dependendo da natureza da superestrutura, do tipo de veículo, bem como da carga e sua amarração; não deve ser maior que 150 mm. ”( § 40 (7) EBO ) De acordo com as regras da DB Netz AG, esse valor é geralmente de 130 mm. No caso de veículos ferroviários com a homologação correspondente, podem ser utilizadas curvas de pelo menos 650 m de raio até 150 mm. Para arcos entre 250 me 650 m, um déficit de escala de mais de 130 mm (até 150 mm) pode ser planejado com o consentimento da sede da rede DB. Na faixa de velocidade de até 160 km, velocidades até 10 km / h mais altas podem ser permitidas, em casos individuais até 20 km / h. Uma faixa percentual baixa de um dígito da rede de rotas realmente usa a margem de 130 ou até 150 mm. Os trens de passageiros licenciados na Alemanha a partir de 1999 devem ser projetados para um déficit de escala de 150 mm; um grande número de veículos da linha principal são licenciados para isso. A norma DIN EN 14363, que entrou em vigor em 2005, também exige uma deficiência de escala permitida de 150 mm para “veículos de passageiros convencionais”. Exceções são permitidas e incluirão usado para veículos de dois sistemas que também são aprovados de acordo com BOStrab . As velocidades resultantes de déficits de escala superiores a 130 mm são geralmente registradas na rede Deutsche Bahn no diretório de velocidades admissíveis (VzG) em uma coluna separada e levadas em consideração no calendário do livro eletrônico para trens adequados.

Na área de interruptores e ramais ferroviários , valores-limite entre 90 e 130 mm aplicam-se à infraestrutura de DB Netz:

• Para desvios internos curvos com uma rã rígida de até 200 km / h até 110 mm, acima de 200 a 230 km / h, é necessária a coordenação com o centro da rede DB.
• Para desvios externos curvos com rã rígida, é permitido 100 mm até 160 km / h, 90 mm acima de 160 e até 200 km / h, acima disso, até 230 km / h, é necessária coordenação com o centro da rede DB .
• No caso de pontos com ponta móvel , são permitidos até 200 km / h até 130 mm, até 250 km / h até 100 mm, além disso a ser esclarecido com a central da rede DB em casos individuais.
• Em travessias curvas e em travessias curvas, são permitidos 100 mm até 160 km / h.
• até 200 km / h 100 mm são permitidos em trechos de trilhos em uma curva; coordenação com o centro da rede DB é necessária para velocidades mais altas.

Com a aprovação da matriz da rede DB, os valores para interruptores, cruzamentos, cruzamentos e ramais ferroviários podem ser excedidos em até 20 por cento.

Em operação em alta velocidade , déficits de escala sem pontos restritos de até 300 mm são permitidos. Para pontos restritos (por exemplo, desvios curvos, pontes sem base de lastro e passagens de nível com superfícies rígidas) 150 mm são permitidos, em extensões de trilho de 130 mm.

De acordo com a ETI, um déficit de escala de até 180 mm é permitido e de até 190 mm em rotas puramente de tráfego de passageiros. São permitidos até 180 mm na rede SNCF, com desvios de operação de até 15 mm. Para trens de carga, geralmente são permitidos 110 mm, em casos excepcionais até 130 mm.

Desde 2017, a condução com deficiência de escala de 180 mm é permitida na Suécia (categoria de trem C). Isso é usado, entre outras coisas, pelo MTR X74 .

Na Suíça e na Espanha, as deficiências de escala permitidas são definidas nas chamadas séries de trens .

Os regulamentos dos caminhos de ferro federais austríacos estabelecem um valor limite recomendado de 0,654 m / s² (100 mm). Para evitar quedas de velocidade, podem ser aplicados valores limites excepcionais de 0,85 m / s² (130 mm) ou - para veículos com cargas por eixo de até 18 t - 0,98 m / s² (150 mm). Antes de aplicar os valores-limite de exceção, devem ser levadas em consideração considerações econômicas de aumento dos custos de manutenção.

No Sistema Europeu de Controle de Trens (ETCS), existem 18 categorias diferentes de trens, incluindo: Uma distinção pode ser feita de acordo com o tipo de tração, técnica de inclinação, posição de frenagem e déficits de escala permitidos. Os déficits de escala permitidos são entre 80 e 150 mm sem tecnologia de inclinação e entre 165 e 300 mm com tecnologia de inclinação. Ao determinar a velocidade permitida nas rotas ETCS Nível 2 na Alemanha, que são usadas no tráfego misto por trens de passageiros e de carga, um déficit de escala de no máximo 130 mm pode ser levado em consideração. No decorrer da introdução da Linha de Base 3 , perfis de velocidade diferentes devem estar disponíveis na Alemanha no futuro. Até então, em comparação com a sinalização convencional, isso pode levar a velocidades permitidas seletivamente reduzidas para trens guiados por monitores .

Em alguns casos, a velocidade permitida pode ser aumentada simplesmente aproveitando o déficit de escala.

realização

Um deslocamento de altura dentro do trilho não pode ser ultrapassado, de modo que a inclinação é criada pelas chamadas rampas de inclinação. Os trilhos são rigidamente conectados aos dormentes . Para atingir as diferentes alturas dos trilhos, eles são instalados de forma inclinada no leito de lastro . A forma mais simples de produção é a implementação de uma escala linear crescente, que geralmente coincide com uma curva de transição (clotóide) na planta baixa. Além disso, existem na prática rampas que se baseiam na planta dos arcos de transição de 4ª ordem (em forma de s) ou 5ª ordem (Bloss). A ferrovia estatal francesa realiza as rampas de escala necessárias com a chamada "doucine", que é uma rampa de escala reta com bordas arredondadas no início e no final. Levar em consideração o arredondamento reduz o solavanco que ocorre nas transições com rampas de superelevação retas convencionais. Isso permite um comprimento de desenvolvimento mais curto e, portanto, inclinações longitudinais mais íngremes .

Os símbolos da fórmula para o comprimento das rampas de superelevação são usados ​​em plantas de site na Alemanha (rampa de superelevação reta), (em forma de s) ou (de acordo com Bloss). A inclinação é denotada por 1: m . ${\ displaystyle l_ {R}}$${\ displaystyle l_ {RS}}$${\ displaystyle l_ {RB}}$

história

No final do século 19, havia uma relação fixa entre o raio e a velocidade permitida na Alemanha. A velocidade máxima permitida de 90 km / h foi permitida em um raio de curvatura de 1000 m. Devem ser evitadas elevações de mais de 100 mm para evitar que o trilho interno se incline muito para fora. Na área da Associação das Administrações Ferroviárias Alemãs, havia, no entanto, até 250 mm de escala, embora o tratamento não fosse uniforme e arbitrário, mesmo dentro da mesma administração ferroviária. Na Bélgica, havia uma relação fixa entre o raio e a velocidade admissível ( ), como era o caso da Áustria-Hungria ( ) (tanto V em km / he R em metros). Na França, até 200 mm de escala foram colocados. Segundo outras informações da Alemanha, no limiar do século XX, 120 mm era considerada a maior elevação possível.${\ displaystyle V = 3 {\ sqrt {R ^ {m}}}}$${\ displaystyle V = 4 {\ sqrt {R ^ {m} -50}}}$

Para evitar arbitrariedades, o comitê técnico da Associação dos Engenheiros Ferroviários Alemães elaborou uma fórmula comprovada nas ferrovias estaduais prussianas na margem esquerda das linhas Reno e Hanoveriana e levou em consideração considerações científicas: (com velocidade V em km / h, raio de curvatura R em m, bem como a constante m). Na Prússia , a escala máxima permitida era 135 mm na Prússia.${\ displaystyle h = {\ frac {k} {R}} = {\ frac {m \ cdot V} {R ^ {m}}}}$${\ displaystyle m = 500}$

As investigações britânicas com uma unidade múltipla de 2 carros chegaram à conclusão em 1949 que as acelerações e desacelerações de mais de cerca de 1,1 m / s² eram consideradas desagradáveis. Os passageiros em pé reagiram com um pouco mais de sensibilidade do que os passageiros sentados.

No início da década de 1950, a Ferrovia Federal Alemã (DB) permitia déficit de escala de 150 mm e 100 mm sem restrição. No início da década de 1960, a superestrutura de trilhos elevados de 150 mm era considerada uma manutenção intensiva na área DB, especialmente em rotas de trem de carga muito utilizadas. Em contraste, um aumento para 180 a 200 mm era concebível para linhas ferroviárias de baixa velocidade, por exemplo, em trens S-Bahn. De acordo com novos testes, um aumento no déficit de escala para 130 mm "levando em consideração a operação do vagão-restaurante " foi considerado inofensivo.

Com a nova versão do Regulamento de Construção e Operação Ferroviária de 28 de maio de 1967, foi adicionada uma limitação da escala permitida para 150 mm. Excessos maiores requerem aprovação do Ministro Federal dos Transportes. A deficiência de escala foi aumentada simultaneamente de 100 para 130 mm (correspondendo a uma aceleração lateral residual de 0,85 em vez dos 0,65 m / s² anteriores). A velocidade admissível na curva foi calculada de acordo com (com velocidade V em km / h, raio da curva R em metros e superelevação u em milímetros). As mudanças foram precedidas por test drives, que não levaram a nenhuma redução perceptível no conforto de viagem. Anteriormente, o valor só era permitido para manobras de manobra na pista submersa de desvios curvos externos.${\ displaystyle V_ {perm} = {\ sqrt {{\ frac {R} {11,8}} \ cdot (u + 130)}}}$

Embora o valor aumentado pudesse ser respeitado sem hesitação no caso de uma pista bem preservada na posição geométrica planejada, verificou-se que a posição planejada da pista não poderia ser garantida com uso pesado e velocidades muito diferentes. Quando, com a mudança de horário em 1968/1969, a maioria dos arcos nas principais rotas de descarga foram percorridos a velocidades aumentadas, distúrbios na suavidade e conforto foram encontrados em muitos lugares. As investigações nos anos seguintes conduziram de 1971 ao ajuste dos regulamentos de roteamento. Depois que mais de 80 por cento das falhas no movimento do veículo ocorreram em interruptores, passagens de nível e pontes sem lastro, a deficiência de escala permitida foi reduzida para o limite anterior de 100 mm. A aplicação do valor limite EBO de 130 mm foi limitada a pistas curvas sem restrições em terreno bom. Para atingir uma velocidade máxima constante nas distâncias mais longas possíveis, uma deficiência de escala de 100 mm foi usada como diretriz. Em arcos sem pontos de restrição especiais (como interruptores e passagens de nível) de até 160 km / h até 130 mm podem ser planejados para evitar quedas de velocidade. Para vias com mais de 160 e até 200 km / b, dependendo da carga do trem de carga, eram permitidos até 80 ou 100 mm, em desvios curvos de 60 a 80 mm.

A partir do final da década de 1970, os princípios de roteamento da linha foram incorporados ao novo "Regulamento para o projeto de sistemas ferroviários - DS 877 -" no Deutsche Bundesbahn, cujo nome foi posteriormente alterado para DS 800 a fim de enfatizar seu caráter fundamental. As linhas e outros princípios de design foram objeto da subseção DS 800/1 (“Fundamentos Gerais de Design”). No início da década de 1980, uma especificação preliminar estava disponível para a peça 800/2 (para novas linhas), as outras oito peças estavam em preparação.

Por volta de 1988, o Deutsche Bundesbahn esperava que a escala máxima fosse aumentada para 160 mm e o déficit de escala para 150 mm como parte de uma alteração previsível às EBO. O uso dos chamados valores de previsão de superestrutura foi permitido por volta de 1989 se, em comparação com a aplicação dos valores-limite de EBO (escala de 150 mm / déficit de escala de 130 mm), os custos de salto pudessem ser evitados e superestrutura pesada (UIC 60 trilhos e dormentes de concreto B 70 W). Test drives e aprovação da sede do Deutsche Bundesbahn foram necessários.

Com a Terceira Portaria de Alteração das EBO em 1991, o limite operacional para a escala foi finalmente aumentado de 150 para 180 mm. Enquanto o limite superior anteriormente aplicável de 150 mm também foi estabelecido na prática, o novo valor limite de 180 mm também incluiu expressamente desvios que surgiram em operação além das dimensões de fabricação. No caso de vias particularmente bem conservadas - levando-se em consideração a estratégia de monitoramento e manutenção - pode ser permitida uma inclinação de até 160 mm na superestrutura de lastro e 170 mm na via em laje. O déficit de escala de até 130 mm, que estava em vigor até então, foi aumentado para até 150 mm. Ao mesmo tempo, ficou claro que o déficit de escala - como a escala - depende de vários critérios e alterações nas dimensões-alvo para a escala e o raio que são relevantes para a segurança também são possíveis durante a operação. O Ministério Federal dos Transportes foi autorizado, a título de exceção - para trens pendulares , por exemplo - a permitir déficits de escala superiores a 150 mm. Os valores de superelevação de 160 mm e déficit de superelevação de 150 mm foram previamente verificados em estudo interdisciplinar do Federal Railway Central Office de Munique.

Uma dissertação apresentada em 1991 mostrou que ao usar a via em laje, devido à maior estabilidade da via e menores forças dinâmicas , a deficiência de inclinação poderia ser aumentada para 180 a 200 mm em condições de contorno adequadas.

Automobilismo

O campo de partida da NASCAR entra na curva inclinada.

Nos primeiros dias do automobilismo, a inclinação era encontrada na forma de curvas inclinadas em muitas pistas de corrida, exemplos ainda conhecidos hoje são Monza , o AVUS ou a curva de concreto da velha Nürburgring . Como resultado das discussões sobre segurança nas décadas de 1960 e 1970, muitas curvas inclinadas foram cortadas na Europa. Hoje existem apenas algumas superelevações, uma das curvas mais famosas é o carrossel Caracciola no Nordschleife de Nürburgring. Quase todos os cursos ovais habituais nos EUA têm um exagero.

A seguir está uma lista de pistas de corrida conhecidas com curvas acima de 20 °:

Links da web

• Explicação muito precisa e detalhada da elevação dos trilhos , de: Freiherr von Röll: Enciclopédia do Sistema Ferroviário . Volume 8. Berlin / Vienna 1917, pp. 333–341.
• Fórmula para calcular a escala ferroviária

Evidência individual

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