DIMENSIONAMENTO DE FERROVIA - ANÁLISE PARAMÉTRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM PAVIMENTO FERROVIÁRIO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

Lucas Pereira Silva

DIMENSIONAMENTO DE FERROVIA - ANÁLISE PARAMÉTRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM PAVIMENTO FERROVIÁRIO

UBERLÂNDIA – MG

Abril de 2019

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

Lucas Pereira Silva

DIMENSIONAMENTO DE FERROVIA - ANÁLISE PARAMÉTRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM PAVIMENTO FERROVIÁRIO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Federal de Uberlândia, como parte dos requisitos necessários para a obtenção de grau de Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. Dr. Rodrigo Pires Leandro

Abril de 2019

Lucas Pereira Silva

DIMENSIONAMENTO DE FERROVIA - ANÁLISE PARAMÉTRICA DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE UM PAVIMENTO FERROVIÁRIO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Federal de Uberlândia, como parte dos requisitos necessários para a obtenção de grau de Engenheiro Civil.

Uberlândia, Abril de 2019.

BANCA EXAMINADORA

________________________________________________

Prof. Dr. Rodrigo Pires Leandro

Orientador

________________________________________________

Prof. Dr. Joaquim Mário Caleiro Acerbi

Membro da Banca

________________________________________________

Professora Lorayne Alves

Membro da Banca

Uberlândia – MG

2019

AGRADECIMENTOS

À Deus, por me dar força e iluminar meu caminho no cumprimento desta etapa em minha vida.

Ao meu pai Luciano e minha mãe Cristina, por todo amor e carinho que tiveram comigo em todos estes anos, me apoiando e acreditando na minha capacidade em poder crescer e me tornar um grande profissional e um ser humano de grandes virtudes.

À minha irmã Ana Clara, por todo companheirismo em toda minha caminhada.

Aos meus familiares, em especial, minha tia Ângela, meu avô Velú e minha avó Belmira pelo carinho que me dão em todos os dias da minha vida.

À minha namorada Isabella pelo companheirismo e suporte durante todo trabalho.

Aos meus amigos, que sempre estiverem me apoiando e incentivando no cumprimento desta etapa.

Um agradecimento especial ao meu orientador Prof. Dr. Rodrigo Pires Leandro pelos ensinamentos e colaboração na realização deste trabalho.

Ao Prof. Dr. Robson Correia da Costa pela colaboração no entendimento do software utilizado neste trabalho.

Aos professores Joaquim Acerbi e Lorayne Alves pelo auxílio no entendimento de conceitos fundamentais ao trabalho.

A todos os professores que passaram pela minha jornada de estudos, por todo o conhecimento e aprendizado que tive através da dedicação destes grandes profissionais.

RESUMO

O gargalo do modal ferroviário no âmbito socioeconômico brasileiro cria uma urgência no desenvolvimento das ferrovias como meio de transporte ideal em um país com área territorial continental a fim de escoar sua produção, e então, diminuir os custos de transporte para integrar em termos logísticos um país de grandes extensões.

Através disso é necessário conhecer uma maneira eficiente de dimensionamento do pavimento ferroviário propiciando um maior conhecimento sobre a lógica e as razões para determinar a infraestrutura e a superestrutura de uma linha férrea.

Após a determinação do dimensionamento foram aplicadas quatro análises paramétricas alterando um parâmetro por vez a fim de observar sua influência sobre o comportamento da estrutura e analisar estas respostas quanto aos esforços exibidos por intermédio do software Kentrack 4.0.

As análises paramétricas obtidas pelo software Kentrack 4.0 representaram, em sua maioria, comportamentos condizentes com a bibliografia ferroviária existente.

A análise paramétrica sobre a variação do tipo de solo no subleito resultou no aumento da rigidez do subleito com ínfima diminuição dos esforços sobre o lastro e o sublastro.

Já a análise ao variar a espessura do lastro e do sublastro obtiveram-se duas conclusões. O aumento da espessura do lastro resultou na atenuação dos esforços no sublastro e subleito, enquanto aumentou a absorção dos esforços de compressão na camada de lastro. A segunda observação demonstrou um insignificante impacto no comportamento mecânico de todas camadas, embora ocorreu um leve aumento da absorção das tensões de compressão pelo lastro e sublastro com alívio dessas tensões no subleito.

Ademais, as análises sobre aumento ou diminuição da rigidez nas camadas granulares obtiveram três análises: elevar a rigidez do lastro aumentou a absorção dos esforços nesta camada, todavia não representou redução significativa nos esforços das demais camadas; a elevação da rigidez do sublastro representou aumento da absorção das tensões de compressão pelo lastro e sublastro em valores maiores do que o alívio desses esforços sobre o subleito; e elevar a rigidez do subleito teve, por consequência, uma maior absorção dos esforços em todas camadas criando um pacote estruturalmente mais rígido.

Por fim, a tensão de confinamento, como parâmetro, representou baixa sensibilidade na alteração da tensão de compressão sobre o topo das camadas granulares.

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SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS        8

LISTA DE TABELAS        10

1.        INTRODUÇÃO        11

1.1 Histórico        11

1.2 O Pavimento Ferroviário        12

1.3 Objetivo        13

2.        COMPONENTES DA VIA PERMANENTE        14

2.1 Infraestrutura        14

2.2 Sublastro        14

2.3. Lastro        14

2.4. Dormente        15

2.5. Trilho        16

2.6. Fixações        16