Modelação do comportamento mecânico de vias-férreas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Esta dissertação pretende ser um contributo para a modelação estrutural de vias-férreas. Começa-se por fazer uma descrição dos elementos que constituem a via-férrea balastrada e do seu funcionamento, quando sujeitos às solicitações induzidas pelos veículos. São apontadas algumas vantagens e desvantagens da solução tradicional, em via balastrada, em comparação com a via não balastrada e via de apoio misto. Descrevem-se as principais acções exercidas pelos comboios, principalmente o seu carácter dinâmico. Neste âmbito, é analisada a importância da fórmula de Prud’Homme. São descritos também os parâmetros que permitem caracterizar a qualidade geométrica da via-férrea e os principais mecanismos que levam à sua degradação. Analisam-se os modelos tradicionais e métodos normalmente utilizados no dimensionamento deste tipo de infra-estruturas de transporte. São apresentados os modelos computacionais para análise da via-férrea. Referem-se os principais métodos de auscultação não destrutivos utilizados na avaliação da capacidade de carga das infra-estruturas de transportes. Esta metodologia permite estabelecer, através do processo de retroanálise, um modelo de comportamento da substrutura. O caso de estudo refere-se a análise do comportamento estrutural de duas soluções da vias-férreas, uma com sub-balastro granular e outra com sub-balastro betuminoso. Neste âmbito foram realizados ensaios de carga não destrutivos com o Deflectómetro de Impacto (FWD) efectuados num modelo físico a escala real construído no LNEC. Foram desenvolvidos também modelos numéricos de elementos finitos visando a análise da resposta das estruturas.