Vibrações transversais em vigas finitas sujeitas a cargas móveis: radiação de transição associada à mudança brusca da rigidez vertical de fundação

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, ramo de Estruturas

O aumento progressivo da velocidade e capacidade de carga dos veículos terrestres, especialmente os ferroviários, apresenta novos desafios na área da Engenharia Civil. Um fenómeno que ganha especial importância para os actuais comboios de alta velocidade é o da radiação de transição, perturbações na deformada dinâmica da via que se manifestam sobre a forma de ondas adicionais quando o veículo passa por uma zona de mudança brusca da rigidez vertical da fundação. A presente dissertação estuda de forma puramente analítica o caso concreto de uma viga bi-apoiada com mudança na rigidez de fundação a meio vão, sobre a qual actua uma carga móvel. É analisado o comportamento dinâmico da viga sem amortecimento para vários valores de velocidade sub-críticos, críticos e super-críticos para ambos os sentidos possíveis da carga móvel. Separa-se também o efeito da radiação de transição das restantes vibrações. Faz-se ainda uma breve análise dos efeitos do amortecimento neste fenómeno, bem como considerações qualitativas sobre vibração vertical no veículo, que tem importância não só para a estabilidade deste, mas também para o conforto dos passageiros. Conclui-se que o fenómeno é particularmente influenciado pela velocidade do veículo, e verifica-se que o amortecimento tem grande impacto no comportamento dinâmico da via.