Estudo numérico computacional e analítico do comportamento estrutural de pavimentos ferroviários com diferentes estruturas

P. Pereira, T. Alves, R. Motta, L. Bernucci, E. Moura
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Abstract

Modelos computacionais são comumente empregados para análise estrutural de ferrovias, possibilitando o estudo de pavimentos compostos por diferentes tipos de materiais, tal como o sublastro betuminoso (SLB). Por outro lado, equações empíricas de Talbot et al. (1920) e Japanese National Railways (JNR) ainda são muito utilizadas no dimensionamento de vias, mesmo baseando-se em hipóteses simplificadoras que podem não representar muitas possíveis condições estruturais de campo. O presente artigo avalia/compara a transmissão das tensões nos componentes de diferentes infraestruturas representativas da malha ferroviária brasileira, através de um modelo numérico computacional 3D e das equações de Talbot et al. (1920) e JNR. O comportamento da via com uso de SLB também é discutido. Em algumas situações, as tensões dormente/lastro por Talbot et al. (1920) foram inferiores às do modelo. Em geral, as tensões lastro/sublastro e sublastro/subleito calculadas através das equações analíticas foram superiores aos valores calculados com o modelo, sendo a JNR menos conservadora dentre as equações utilizadas. O SLB aumentou a rigidez da via, reduziu as tensões verticais e a relação de tensão desviadora/confinante no subleito.
不同结构铁路路面结构性能的计算和分析数值研究
计算模型通常用于铁路结构分析,允许研究由不同类型的材料组成的路面,如沥青次爆破(SLB)。另一方面,Talbot等人(1920)和日本国家铁路(JNR)的经验方程在轨道设计中仍然被广泛使用,即使是基于可能不能代表许多可能的现场结构条件的简化假设。本文通过三维计算数值模型和Talbot等人(1920)和JNR方程,评估/比较了巴西铁路网中不同代表性基础设施部件的应力传递。还讨论了使用SLB的道路行为。在某些情况下,Talbot等人(1920)的休眠/压载应力低于模型。一般情况下,用解析方程计算的压载/次压载应力和次压载/路基应力均高于用模型计算的应力,其保守系数较低。SLB提高了轨道刚度,降低了垂直应力和路基偏转/边界应力比。
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