Análise numérica do comportamento mecânico de um pavimento ferroviário para diferentes tipos de veículos de via

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Análise numérica do comportamento mecânico de um pavimento ferroviário para diferentes tipos de veículos de via

Mensagem por George Rangel » 07 Jan 2015, 08:28

Autor: José Carlos Silva Filho (Silva Filho, J. C.)

Orientador: Prof. Dr. Antônio Carlos Rodrigues Guimarães

Instituição: Universidade Federal de Ouro Preto
Departamento: Programa De Pós-Graduação Em Geotecnia Da UFOP
Cidade: Ouro Preto
Ano: Março/2013
Filho - 2013.pdf
Resumo:
Este trabalho utiliza uma abordagem de mecânica dos pavimentos para verificar o comportamento tensão-deformação gerado por diferentes tipos de veículos de via em uma linha férrea. Nesta abordagem, considera-se a via como um sistema de múltiplas camadas que interage com todos os componentes que formam o pavimento ferroviário. As análises foram realizadas após verificação de softwares disponíveis no mercado, onde elencou-se o Ferrovia 3.0, que utiliza elementos finitos, como a ferramenta para realização das análises numéricas. E como dados de entrada para as avaliações, utiliza-se o material proveniente de uma área de empréstimo (jazida AES-1A) que visava atender a duplicação do segmento 27- 28 da Estrada de Ferro Carajás (EFC). A simulação da via foi realizada considerando o tráfego de vagões GDU, HFT e HFU. Este último, trata-se de um protótipo a ser implantado na malha existente da EFC para atendimento as demandas de carga geral (grãos). Todavia, por se tratar de inovação, poderia ocorrer impactos não previstos no pavimento em comparação com os veículos já tradicionais em operações ferroviárias. Dessa forma verificou-se o impacto nas camadas do pavimento em função das características geométricas e de carga por eixo, e o indicativo de redução da vida útil da superestrutura. Em relação a infraestrutura, não se verificou impactos significativos ou necessidade de intervenções para liberação deste veículo na via.

Abstract:
This research was based on the pavement mechanics approach to verify the stress-strain behavior due to different types of track vehicles on a railroad. The approach considered the track as a layered system and the interaction with all the components of the pavement. The analysis was developed after identifying the softwares available, when the “Ferrovia 3.0” was chosen to develop the numerical analysis. The material from quarry AES-1A (supply material for sub-ballast, number 1A) were used as input to this analysis. These materials were selected for the duplication of Stretch 27-28 from the Carajás Railway (EFC). The railroad was simulated considering the traffic of wagons type: GDU, HFT and HFU.The HFU wagon is a prototype to be used in the existing EFC grid to attend the dry bulk (grains) demand. However, since this subject is innovative, there could occur impacts in the pavement which were not predicted, when comparing with traditional operational railway vehicles.Hence, this study verified the impact on pavement layers due to the geometric features and axle loads. It indicated a more significant behavior of the superstructure by the prototype wagon, caused by one more axle in the wagon wheelset, through amplifying the propagation of tension and allowing the reduction of the layer’s life cycle. Regarding the infrastructure, there weren’t any significant impacts identified or any need of intervention for the vehicles clearance on this track.
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