Disposições Técnicas De Via Em Linhas Ferroviárias De Alta Velocidade
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DISPOSIÇÕES TÉCNICAS DE VIA EM LINHAS FERROVIÁRIAS DE ALTA VELOCIDADE PEDRO JAIME ALEXANDRINO PEQUITO MINGA Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos do grau de MESTRE EM ENGENHARIA CIVIL — ESPECIALIZAÇÃO EM VIAS DE COMUNICAÇÃO Orientador: Professor Doutor António José Fidalgo do Couto JUNHO DE 2009 MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 2008/2009 DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL Tel. +351-22-508 1901 Fax +351-22-508 1446 [email protected] Editado por FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Rua Dr. Roberto Frias 4200-465 PORTO Portugal Tel. +351-22-508 1400 Fax +351-22-508 1440 [email protected] http://www.fe.up.pt Reproduções parciais deste documento serão autorizadas na condição que seja mencionado o Autor e feita referência a Mestrado Integrado em Engenharia Civil - 2008/2009 - Departamento de Engenharia Civil, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, Porto, Portugal, 2008. As opiniões e informações incluídas neste documento representam unicamente o ponto de vista do respectivo Autor, não podendo o Editor aceitar qualquer responsabilidade legal ou outra em relação a erros ou omissões que possam existir. Este documento foi produzido a partir de versão electrónica fornecida pelo respectivo Autor. Disposições Técnicas de Via em Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade À minha família e amigos “Nada está feito enquanto restar alguma coisa para fazer” Romain Rolland Disposições Técnicas de Via em Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade AGRADECIMENTOS Começo por agradecer de forma muito especial ao meu Orientador, Professor Doutor António Fidalgo Couto, da secção de Vias de Comunicação da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, pela proposta de um tema que tanto me interessou e entusiasmou. O seu conhecimento, domínio e competência nesta área ajudaram-me imenso. Agradeço, acima de tudo, todo o apoio que me prestou, a sua total disponibilidade e empenho na orientação da minha investigação. O meu obrigado pelas sugestões e indicações nas tomadas de decisão bem como as correcções e o fornecimento de informação fundamental na elaboração desta tese. Agradeço também ao Professor Rui Calçada, da secção de Geotecnia da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, pela sua colaboração nesta investigação, indicando-me alguns livros essenciais para o desenvolvimento do trabalho. O meu obrigado ao Professor Vaz Guedes, docente no Departamento de Engenharia Electrónica e de Computadores da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, pela importante bibliografia facultada no âmbito deste projecto. Um agradecimento especial à RAVE (Rede Ferroviária de Alta Velocidade), designadamente à sua Directora de Comunicação e Imagem, Fernanda Rendeiro, pela amabilidade com que respondeu à minha solicitação de bibliografia e aos documentos fundamentais que disponibilizou para a elaboração desta dissertação. Ao Engenheiro Civil Henrique Oliveira de Sá, uma palavra de agradecimento pelos textos que me facultou e o aconselhamento no modo como devia abordar determinadas questões específicas. O meu muito obrigado aos meus pais, pela preocupação com o meu trabalho e por terem criado todas as condições para que a investigação se tenha desenvolvido de uma forma natural. A minha gratidão pela força, apoio, entusiasmo e pela confiança que sempre demonstraram nas minhas capacidades. À minha avó Néné e irmã Paula o meu apreço pelo carinho e incentivos. Aos meus tios Júlio e Manuela o reconhecimento pela amizade e apoio. Agradeço a todos os meus amigos pelos momentos de descontracção e boa disposição que me proporcionaram durante a elaboração da dissertação. Obrigado ao João Diogo, Nuno Farias, Rui Neiva, Joel Malveiro e André Domingues pela companhia e motivação que me deram em tantos dias vividos a trabalhar na biblioteca da Faculdade. Ao João Laranjeira, Mauro Rego, Luís Rodrigues, Nuno Ferreira, Gonçalo Correia, Fernando Pinto, Luís Cunha, Gonçalo Saraiva, Samuel Vieira, João Ferreira, André Morais, João Neto, José Pedro, Hélio Silva, Tiago Tarrataca, pela força transmitida ao longo destes últimos cinco anos e especialmente nesta fase árdua de trabalho. À memória dos meus avós António e Lena que tanto gostaria de ter presentes neste momento. i Disposições Técnicas de Via em Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade RESUMO A tese exposta versa, em toda a sua estrutura e composição, sobre o Mundo da Alta Velocidade. Este universo tão complexo e com tanto para descobrir foi aqui retratado através dos seus elementos mais importantes. Procura-se organizar a informação contemplada e analisada segundo uma construção que seja fiel ao princípio da linearidade, isto é, pretende-se expor os conteúdos de uma forma encadeada onde as matérias abordadas se perfilem de uma forma ordenada. Teve-se sempre o cuidado de, cada vez que se introduzia um novo assunto, referir a sua base e contextualização para o leitor poder acompanhar rigorosamente a obra. Numa dissertação com este título, e subordinada à temática da alta velocidade, é imperativo elaborar primeiramente um enquadramento histórico com a finalidade de se perceber a evolução documentada deste transporte nos vários países precursores desta tecnologia. No seguimento torna-se necessário discutir a dicotomia entre alta velocidade e velocidade elevada que tanta polémica gerou e ainda gera nos dias de hoje. E na continuação dessa controvérsia afigura-se plausível a explanação de novos projectos de alta velocidade em debate. Na preparação da dissertação, averiguou-se que um dos capítulos fundamentais era a temática das inclinações longitudinais máximas em alta velocidade e daí se dedicar uma divisão exclusiva para esta temática. Contudo, tendo em conta a lei da continuidade, deve anteceder um capítulo que explicite os conteúdos de suporte a este tema das rampas, que no caso são a tracção e resistências. A presente investigação tem como objecto central a problemática questão geométrica dos raios de curvatura e as consequentes grandezas do traçado que derivam desta análise. Neste campo, incluem-se todos os parâmetros geométricos bem como a relação e influência que todos estes geram entre si e que perfazem as ideias de um capítulo. Para complementar toda o conhecimento até aqui reunido, resta a descrição de outra componente fundamental da via-férrea, que se trata dos materiais de via e a discussão entre via balastrada e não balastrada. Assim, tendo em conta toda a pesquisa programada para alcançar estas finalidades, dividiram-se as matérias seleccionadas pelos capítulos e fases que acima se explicaram. As conclusões desta tese são esclarecedoras quanto à satisfação dos objectivos propostos. PALAVRAS-CHAVE: alta velocidade, via-férrea, rampa, raio de curvatura, traçado. iii Disposições Técnicas de Via em Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade ABSTRACT The thesis here presented aims, during all its composition, to present the World of High Speed Railways. This complex universe, which has so much to discover, is here presented through its most important elements. It is intended to present all the information in a linear way, i.e., the contents exposed are connected with each other and are present in an orderly fashion. To allow the reader to keep up with all the subjects, every time a new topic is introduced its fundaments and contextualization are explained. In a dissertation related with the topic of high speed railway, it is of primary importance to present the history of this mean of transportation in order to notice its evolution in the countries which first implemented this technology. In the next section the high speed – elevated speed dichotomy is discussed, since it generated large discussions in the past, with some of them still persisting nowadays. In the continuation of this controversial topic, new high speed projects being debated today are presented. During the preparation of the dissertation, the topic of maximum longitudinal gradients revealed itself as one of the most important subjects, so a whole chapter is dedicated to it. However, since the topic of ramps is the follow-up of others, like traction and resistances, the preceding chapter presents those concepts. One of the main objectives of the present research is the question of curvature radios and the consequences in terms of railway planning that derives from the analysis of those parameters. All the geometric parameters, and the relations between them, constitute a new chapter. In order to complement all knowledge assembled until this point in the dissertation, another fundamental component of a railway is described: the materials which physically constitute the railway and the discussion between non ballasted and ballasted railways. Considering all the research conducted to achieve the proposed objectives, the subjects were divided into the aforementioned chapters. The conclusions of this thesis clarify the accomplishment of those objectives. KEYWORDS: high speed, railway, ramp, curvature radius, railway planning. v Disposições Técnicas de Via em Linhas Ferroviárias de Alta Velocidade ÍNDICE GERAL AGRADECIMENTOS ................................................................................................................... i RESUMO ................................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................................. v 1. INTRODUÇÃO .....................................................................................................