Renovação de plataformas ferroviárias. Estudos relativos à capacidade de carga

Abstract

Esta dissertação pretende ser um contributo para o desenvolvimento de uma metodologia de abordagem do problema da renovação de plataformas ferroviárias em serviço, em particular no que se refere à avaliação da capacidade de carga e técnicas de reforço. A referida metodologia foi desenvolvida com o objectivo de apoiar os projectos de renovação das vias férreas. Os principais aspectos abordados são os mecanismos que contribuem para a degradação das vias férreas, a caracterização “in situ” das plataformas, as existentes e as que são renovadas, o comportamento mecânico dos materiais que as constituem (os existentes e os das camadas a colocar) e os procedimentos para a sua caracterização. A realização de um número elevado de ensaios sobre os materiais e as camadas que constituem a subestrutura antiga das vias férreas da Linha do Norte, permitiu a obtenção de um importante acervo de dados que serviram de base a diversos estudos. O desenvolvimento de um equipamento de carga triaxial cíclica de grandes dimensões permitiu a caracterização mecânica, em laboratório, do balastro contaminado e dos agregados britados de granulometria extensa que constituem as novas camadas da subestrutura da via férrea. A modelação física de subestruturas da via férrea em fossas de ensaios, onde se construíram provetes prismáticos de grandes dimensões, permitiu reproduzir, no essencial, as condições físico-mecânicas das subestruturas das vias férreas antigas e daquelas que são renovadas. A aplicação de diversos métodos não destrutivos na caracterização física e mecânica da subestrutura da via permitiu avaliar a potencialidade de cada um desses métodos e estabelecer valores de referência do módulo de deformabilidade equivalente em diversas situações. A modelação numérica da subestrutura da via férrea, através de um programa onde se implementaram os modelos constitutivos estabelecidos com base em ensaios laboratoriais, permitiu reproduzir os resultados dos ensaios realizados no modelo físico. A modelação numérica da via (superestrutura e subestrutura), permitiu avaliar a resposta em termos de tensões e deformações das camadas de apoio e da fundação, sujeitas às cargas impostas pelos comboios e à influência das condições climáticas.