George Wilton Albuquerque Rangel
Título
UM MÉTODO PARA A ESTIMATIVA DA DEFLEXÃO DO PAVIMENTO FERROVIÁRIO LASTREADO
Resumo
Este trabalho apresenta os fundamentos teóricos de um método para a estimava da deflexão de pavimentos ferroviários. Avaliando o comportamento mecânico da estrutura, simulações computacionais apontaram para a necessidade da definição de novos métodos baseados em conceitos teóricos mais adequados do que métodos simplificados e/ou empíricos existentes utilizados para a estimativa da deflexão. Foram realizadas simulações computacionais utilizando o método dos elementos finitos (MEF) no software ABAQUS 2016 para parametrizar a influência de diferentes variáveis na estimativa de
deflexões, como o carregamento, a bitola, trilhos, dormentes, a espessura e o módulo de resiliência das camadas no comportamento mecânico global do pavimento, o que permitiu com os resultados obtidos em cada simulação formar um sistema matricial correlacionando o grupo de variáveis parametrizadas e as deflexões encontradas. Utilizou-se modelo elástico linear para a simulação dos trilhos e dormentes, o critério de Drucker-Prager para o lastro e o modelo de GUIMARÃES (2009) para o sublastro e subleito, implementado por intermédio da rotina UMAT. A solução do sistema matricial permite a definição de uma equação genérica que pode ser utilizada para estimar a deflexão de determinado pavimento ferroviário dentre aqueles simulados ou outro similar. Comparações dos resultados da equação formulada com valores de deflexões medidas em campo por outros autores mostram a aplicabilidade do método, tornando-o uma ferramenta eficiente para a previsão de deslocamentos verticais do pavimento
ferroviário.
Abstract
This thesis presents the theoretical method to estimate the deflection of railway track. Evaluating the mechanical performance of the structure, computer simulations pointed to the necessity of new methods based on theoretical concepts better suited than existing simplified or empirical methods for estimating the deflection. Were performed computer simulations using the finite element method (FEM) within ABAQUS 2016 software to parameterize the influence of different variables to estimate deflections, such as load, gauge, rails, sleepers, thickness and resilient modulus of layers in overall
mechanical behavior of the track, which allows with the results obtained in each simulation to form a matrix system correlating the parameterized variables group and the encountered deflections. Were aplied an elastic model to simulate the rails and sleepers, the Drucker-Prager’s criterion for the ballast and the brazilian GUIMARÃES (2009)’s model for the subballast and subgrade, implemented by UMAT routine. The solution of this system allows the definition of a general equation that can be used to estimate the track deflection between those simulated or others like. Comparisons of formulated
equation results with real deflections values measured in the field by other authors show the applicability of the method, making it an effective tool for predicting verticaldisplacements of the track in the brazilian network.
