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Neste projecto começar-se-á por efectuar melhoramentos de um programa de cálculo existente em termos das suas capacidades de realização de análises dinâmicas com interacção ponte-comboio. Assim, procurar-se-á estender o algoritmo de interacção dinâmica a estruturas modeladas com elementos de casca e de volume, melhorar o desempenho do programa em termos de tempo de cálculo, ampliar a biblioteca de modelos de comboios de alta velocidade já disponíveis com modelos 3D e comboios do tipo regular e implementar formas alternativas de definição das irregularidades da interface roda-carril.
Simultaneamente será implementado um conjunto de rotinas de cálculo automático para a avaliação do comportamento estrutural de pontes ferroviárias. Em termos de fadiga, serão implementadas metodologias baseadas em conceitos da mecânica da fractura e na acumulação não linear dos danos. No que se refere à segurança da via, serão implementados novos critérios relativos à aceleração do tabuleiro para atender à estabilidade do balastro, recentemente propostos como alternativa aos indicados na EN1990-A2. Em termos de conforto dos passageiros, serão implementadas formas de se proceder à sua avaliação com base nos critérios indicados na norma ISO2631, no relatório da comissão D190 do ERRI, na ficha UIC 513 e na ENV 12299:1999, que envolvem a quantificação de índices de conforto baseados em ponderações dos valores das acelerações registadas nas carruagens, em alternativa à forma indicada na EN1991-2 que atende apenas aos valores de pico desta grandeza.
A ferramenta de análise dinâmica melhorada e as novas metodologias de avaliação do comportamento estrutural serão aplicadas em estudos numéricos de pontes situadas em troços modernizados da rede ferroviária nacional e em linhas de alta velocidade europeias para tráfego de comboios de alta velocidade. O comportamento dinâmico das pontes será avaliado para tráfego de comboios reais de alta velocidade e para os esquemas de cargas referentes a  |
Resumo
Neste projecto começar-se-á por efectuar melhoramentos de um programa de cálculo existente em termos das suas capacidades de realização de análises dinâmicas com interacção ponte-comboio. Assim, procurar-se-á estender o algoritmo de interacção dinâmica a estruturas modeladas com elementos de casca e de volume, melhorar o desempenho do programa em termos de tempo de cálculo, ampliar a biblioteca de modelos de comboios de alta velocidade já disponíveis com modelos 3D e comboios do tipo regular e implementar formas alternativas de definição das irregularidades da interface roda-carril.
Simultaneamente será implementado um conjunto de rotinas de cálculo automático para a avaliação do comportamento estrutural de pontes ferroviárias. Em termos de fadiga, serão implementadas metodologias baseadas em conceitos da mecânica da fractura e na acumulação não linear dos danos. No que se refere à segurança da via, serão implementados novos critérios relativos à aceleração do tabuleiro para atender à estabilidade do balastro, recentemente propostos como alternativa aos indicados na EN1990-A2. Em termos de conforto dos passageiros, serão implementadas formas de se proceder à sua avaliação com base nos critérios indicados na norma ISO2631, no relatório da comissão D190 do ERRI, na ficha UIC 513 e na ENV 12299:1999, que envolvem a quantificação de índices de conforto baseados em ponderações dos valores das acelerações registadas nas carruagens, em alternativa à forma indicada na EN1991-2 que atende apenas aos valores de pico desta grandeza.
A ferramenta de análise dinâmica melhorada e as novas metodologias de avaliação do comportamento estrutural serão aplicadas em estudos numéricos de pontes situadas em troços modernizados da rede ferroviária nacional e em linhas de alta velocidade europeias para tráfego de comboios de alta velocidade. O comportamento dinâmico das pontes será avaliado para tráfego de comboios reais de alta velocidade e para os esquemas de cargas referentes ao High Speed Load Model, de forma a ter em conta as exigências de interoperabilidade estabelecidas para a rede europeia de alta velocidade.
Os estudos numéricos serão articulados com a realização de estudos experimentais de pontes situadas em troços modernizados da rede ferroviária nacional. Os ensaios de vibração ambiental permitirão obter resultados relativos às propriedades dinâmicas da estrutura. Os ensaios dinâmicos de tráfego controlado permitirão obter respostas dinâmicas do sistema ponte-comboio em condições de tráfego conhecidas. Os resultados destes ensaios serão utilizados na actualização e validação das modelações numéricas desenvolvidas.
O sistema de medição dinâmica será ainda aplicado durante períodos relativamente longos, o que permitirá obter informações acerca dos efeitos reais provocados pelo tráfego na estrutura, nomeadamente em termos dos níveis de segurança da estrutura e da via, estimativas acerca dos danos por fadiga nos diferentes elementos, com especial interesse para a manutenção e estimativas da vida residual das estruturas.
Os estudos numéricos de carácter determinístico serão complementados por estudos visando uma avaliação probabilística do comportamento dinâmico das pontes, que terá em conta o carácter aleatório de factores relacionados com a ponte, com o comboio, com a interface roda-carril, com o tráfego e outras acções que possam actuar em simultâneo com as acções de tráfego.
Estes estudos envolverão a realização de simulações estocásticas da resposta dinâmica do sistema ponte-comboio com base no método de Monte Carlo ou do Hipercubo Latino e a avaliação da fiabilidade estrutural das pontes estudadas em relação a estados limites relativos à segurança estrutural (amplificações dinâmicas e fadiga), a estados limites da segurança da via, relacionados com a aceleração vertical, torção e rotações de extremidade do tabuleiro, e ao estado limite do conforto dos passageiros. |