ANÁLISE DE TENSÕES E DEFORMAÇÕES DE PAVIMENTO FERROVIÁRIO SUBMETIDO A CARREGAMENTO ESTÁTICO

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Manuela
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ANÁLISE DE TENSÕES E DEFORMAÇÕES DE PAVIMENTO FERROVIÁRIO SUBMETIDO A CARREGAMENTO ESTÁTICO

Mensagem por Manuela » 31 Ago 2016, 13:39

Autores: RÔMULO FERREIRA DA SILVA e ANTONIO CARLOS RODRIGUES GUIMARÃES.

4ªExpoPavimentação.

RESUMO:
O transporte ferroviário desempenha papel estratégico para o desenvolvimento econômico do país, especialmente por
participar do fluxo de exportação de diversos produtos. Contudo, as técnicas atuais de dimensionamento e manutenção de
via permanente são baseadas em conceitos simplificados do comportamento físico do pavimento. Tais métodos tradicionais
de dimensionamento de via ferroviária utilizam a teoria de Winkler e não consideram a influência individual dos elementos
do pavimento (trilhos, dormentes, elementos de ligação, lastro e sublastro), simplificando o modelo estrutural a um único
parâmetro global: o módulo de via, no método de Talbot; e o coeficiente de lastro, no de Zimmermann. O presente trabalho
aborda a interação entre os elementos constituintes da via permanente, como pavimento de múltiplas camadas, e a
distribuição dos esforços provenientes do material rodante. Foram empregados conceitos da mecânica dos pavimentos e
dados da bibliografia para realizar simulação numérica de plataforma ferroviária submetida a carregamento estático de
veículo de via, utilizando o método dos elementos finitos para resolução matemática do problema através do software
ANSYS. A malha de múltiplas camadas do modelo foi composta por elementos finitos sólidos tridimensionais. Os
resultados obtidos para os cenários simulados através do modelo proposto foram coerentes com dados de simulações no
software Ferrovia. Foram observadas diferenças nas deflexões máximas dos trilhos, nas pressões máximas de contato entre
dormentes e lastro, e nas tensões verticais no solo.
PALAVRAS-CHAVE: pavimento ferroviário, ferrovia, tensão, método dos elementos finitos

ABSTRACT:
Rail transport plays a strategic role in Brazil's economic development, especially by providing transport of goods for export.
However, current techniques of design and railtrack maintenance are based on simplified concepts of the physical behavior
of the pavement. Such traditional methods of railtrack desing using the Winkler theory and do not consider the influence of
individual pavement elements (rails, sleepers, connecting elements, ballast and subballast), simplifying the structural model
to a single global parameter: the track module, in Talbot method; and the ballast module in Zimmermann. This paper
discusses the interaction between the components of the railtrack, as pavement multilayer, and the distribution of stress and
strain from the undercarriage. Were employed concepts of mechanics of pavements and bibliography data to perform
numerical simulation of railway platform subjected to static loading, using the finite element method for mathematics
problem solving through the ANSYS software. The mesh model of multiple layers comprised three-dimensional solid finite
elements. The results for the simulated scenarios through the proposed model were consistent with data from simulations on
Ferrovia software. However, many divergence points were observed, especially in the maximum deflection of the rails, the
maximum pressure of contact between sleepers and ballast, and the vertical stresses in the soil.
KEY WORDS: railtrack, railway, stress, finite element method.
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