corso di: infrastrutture aeroportuali ......nellatecnicadelle’ferrovie’coniltermine’di...
TRANSCRIPT
-
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
CORSO DI:
INFRASTRUTTURE AEROPORTUALI, FERROVIARIE
ED INTERMODALI Veicoli ed armamento
ferroviario Prof. Salvatore Leonardi Università degli Studi di Catania
Dipar?mento di Ingegneria Civile e Archite.ura
-
Veicoli ferroviari Il moto e la guida dei veicoli ferroviari avvengono in modo an3te3co rispe6o a quelli dei veicoli stradali, poiché in ferrovia la guida è affidata esclusivamente al binario, tra6andosi di trasporto su sede propria. I veicoli ferroviari hanno le ruote di uno stesso asse rigidamente cale6ate fra loro e l’insieme di due ruote e dell’asse corrispondente (assile) prende il nome di sala montata.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Sala montata
-
Veicoli ferroviari
In generale un veicolo ferroviario realizza il moto a6raverso la
trasmissione al binario di forze orizzontali a6raverso le ruote motrici.
Il sistema di forze complessivo è cos3tuito da forze ver3cali, la cui
somma è il peso totale del veicolo che viene trasmesso da tu6e le
ruote e da forze orizzontali la cui somma è la forza di trazione
trasmessa dalle sole ruote collegate al motore (ruote motrici).
Le ruote non collegate al motore vengono definite ruote portan3,
mentre il peso che grava sulle ruote motrici (in analogia al caso dei
veicoli stradali), è chiamato peso aderente.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Veicoli ferroviari
La ruota è fornita di cerchione, dotato di forma par3colare, con bordino e con superficie di appoggio inclinata verso l’interno di un angolo la cui tangente è 1/20.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Ruota ferroviaria e cerchione
-
Veicoli ferroviari
La sala montata può considerarsi come un bicono che si muove sulle rotaie e, sulla conicità delle ruote si fonda l’azione di guida esercitata dalle rotaie sulla sala montata. InfaM, se una sala in movimento su un binario in reMlineo, per una ragione qualsiasi, non è centrata, i raggi di rotolamento delle ruote, per effe6o della conicità dei cerchioni, non saranno uguali e l’asse A-‐B risulterà inclinato rispe6o al piano p-‐f delle rotaie.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Si verifica quindi il cosidde6o moto di serpeggiamento che manda i bordini delle ruote ad urtare alterna3vamente contro le rotaie. Le oscillazioni trasversali, grazie alla par3colare conformazione dell’accoppiamento sala-‐rotaia, si smorzano gradualmente e la la sala si autocentra naturalmente sul binario.
-
Veicoli ferroviari
La sala montata può considerarsi come un bicono che si muove sulle rotaie e, sulla conicità delle ruote si fonda l’azione di guida esercitata dalle rotaie sulla sala montata. InfaM, se una sala in movimento su un binario in reMlineo, per una ragione qualsiasi, non è centrata, i raggi di rotolamento delle ruote, per effe6o della conicità dei cerchioni, non saranno uguali e l’asse A-‐B risulterà inclinato rispe6o al piano p-‐f delle rotaie.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Il bordino, di cui è munito il cerchione nella parte interna, non subirà gli ur3 contro le rotaie, soltanto se l’ampiezza delle oscillazioni della sala risulta in fer iore a l la to l leranza d i spostamento che la sala ha rispe6o al binario.
Moto di serpeggiamento
-
Veicoli ferroviari
Il fa6o di avere le ruote coniche collegate rigidamente consente inoltre a ciascuna sala montata di comportarsi come "autosterzante” durante il moto in curva. In pra3ca, la forza centrifuga spinge la sala verso l'esterno della curva (ad es., nella direzione della freccia in figura) e, per effe6o della conicità delle ruote, si ha che la ruota interna va a lavorare su un diametro minore e quella esterna su uno maggiore.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Ciò fa sì che la sala affron3 la curva l i m i t a n d o a l m i n i m o g l i strisciamen3 trasversali: in pra3ca è lo spostamento laterale del bicono a fungere da "differenziale". Q u e s t o m e c c a n i s m o d i funzionamento è favorito anche dagli amplissimi raggi planimetrici ado6a3 nel la proge6azione ferroviaria.
-
Sagoma limite Nella tecnica delle ferrovie con il termine di sagoma limite viene indicata la dimensione massima di larghezza e di altezza sul piano del ferro che deve essere rispe6ata da qualunque 3po di rotabile ferroviario perché possa liberamente circolare. Si parla di sagoma, e non semplicemente di dimensioni ammesse, in quanto queste ul3me sono variabili con l'altezza considerata, dando luogo ad un vero e proprio profilo con una forma par3colare, e non ad un semplice re6angolo. Da un punto di vista tecnico, la sagoma limite è pensata come un "profilo di sicurezza" che deve rimanere (con un certo margine) libero da ostacoli fissi per consen3re il transito dei carri, e che viceversa ques3 ul3mi non devono mai superare in condizioni di marcia. Le sagome limi3 sono, in genere, diverse a seconda delle Amministrazioni. Per i veicoli des3na3 ad essere scambia3 tra i vari Paesi europei, l’UIC ha definito diverse sagome limi3 internazionali denominate Gabarit da u3lizzare in funzione del 3po di linea. Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sagoma limite In figura è riportata la sagoma limite per le linee ferroviarie italiane. Si può notare come essa includa una maggiorazione nella parte superiore per consen3re anche il passaggio dei pantografi e l’installazione della linea ele6rica di conta6o, della rela3va fune portante e degli organi di sostegno della linea stessa, lasciando anche, rispe6o alle apparecchiature so6o tensione, opportuni franchi deM franchi ele6rici (il Gabarit è dunque riferito anche alle linee ele6rificate). Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sagoma limite In figura è riportata la sagoma limite per le linee ad alta velocità. Si tra6a della sagoma definita Gabarit C.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sede ferroviaria
La sede ferroviaria ha funzione di sostegno e di guida dei veicoli tramite le rotaie; le par3 essenziali che la cos3tuiscono sono: l’armamento, la massicciata o ballast e l’eventuale sub-‐ballast, l’eventuale scudatura e la pia6aforma. Prende il nome di armamento, l’insieme formato dalle rotaie, dalle traverse, dai giun3 e dal materiale di a6acco ai sostegni o di collegamento, con esclusione della massicciata. Una coppia di rotaie cos3tuisce il binario.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Armamento ferroviario
-
Sede ferroviaria
La sede ferroviaria ha funzione di sostegno e di guida dei veicoli tramite le rotaie; le par3 essenziali che la cos3tuiscono sono: l’armamento, la massicciata o ballast e l’eventuale sub-‐ballast, l’eventuale scudatura e la pia6aforma. Prende il nome di armamento, l’insieme formato dalle rotaie, dalle traverse, dai giun3 e dal materiale di a6acco ai sostegni o di collegamento, con esclusione della massicciata. Una coppia di rotaie cos3tuisce il binario.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Massicciata (ballast)
-
Sede ferroviaria Per pia6aforma si intende la base di appoggio sul terreno della sede ferroviaria e su di essa si posa dire6amente la massicciata se risulta idonea a sopportare i carichi che transitano sulle rotaie, senza manifestare sensibili deformazioni o cedimen3. La larghezza della pia6aforma dipende da: -‐ numero dei binari da sistemare; -‐ scartamento dei binari; -‐ sagoma d'ingombro dei veicoli; -‐ spessore della massicciata; -‐ esistenza di eventuali servizi accessori (passaggi pedonali, cune6e di scolo, condu6ure varie, disposi3vi di manovra e di segnalazione). La dimensione inter-‐binario fissata per le ferrovie italiane è pari a 1435 mm per lo scartamento ordinario u3lizzato in quasi tu6e le ferrovie europee. Esiste anche uno scartamento rido6o (950 mm per le FS) ado6ato solo per basse velocità di esercizio e traffico limitato. Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sede ferroviaria
Quando sono da temere cedimen3, anche a causa di prevedibili infiltrazioni di acque che possono indurre riduzione della capacità portante del piano di posa, sarà necessario provvedere ad una idonea bonifica del so6ofondo, tramite scudatura.
L’applicazione, generalmente, si effe6ua scavando un cassone6o largo quanto la massicciata (di profondità variabile entro 20÷30 cm)
successivamente riempito con sabbia, cio6oli e ghiaia oppure con stra3 di terreno stabilizzato a calce o a cemento unito ad un cunicolo centrale di drenaggio che, ad intervalli regolari, scaricale acque in
tombini.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Rotaie
La rotaia è un profilato in acciaio che, nella configurazione a6uale a fungo e suola, fu introdo6a per la prima volta nel 1830 dall’Ing. Vignoles, da cui ha tra6o il nome di rotaia Vignole.
Le rotaie si cara6erizzano storicamente dal loro peso per unità di lunghezza.
Le prime linee ferroviarie furono realizzate con rotaie che pesavano solo 5 kg/m, mentre oggi si possono impiegare rotaie pesan3 fino a circa 71 kg/m (UIC-‐71). Tu6avia quelle più diffuse in ambito europeo
sono le rotaie da circa 60 kg/m (UIC-‐60).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Rotaie
Nella tabella sono riportate le principali cara6eris3che geometriche ed il peso delle più diffuse sezioni di rotaie. Quelle di maggiore peso presentano ovviamente un modulo di resistenza più elevato ed è altre6anto ovvio come la par3colare forma della rotaia, con la massa centrifugata verso le estremità, fornisca, a parità di sezione, un modulo di resistenza maggiore.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Rotaie
La nomenclatura dei principali elemen3 che compongono la rotaia è la seguente: Ø fungo = parte superiore sulla quale poggiano dire6amente le ruote ferroviarie; Ø suola = parte inferiore, tramite la quale la rotaia poggia sulle traverse; Ø gambo = parte centrale, posta tra fungo e suola, sede delle forature per l a g i u n z i o n e d i d u e r o t a i e consecu3ve;
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Elemen3 di una rotaia
-
Rotaie
La nomenclatura dei principali elemen3 che compongono la rotaia è la seguente: Ø superficie di rotolamento = parte superiore del fungo a dire6o conta6o con la parte aMva del cerchione; Ø piani di steccatura = piani di raccordo tra fungo e gambo e tra gambo e suola; sono deM così perché tra di essi sono sistemate le “stecche” o “ganasce” in prossimità delle estremità delle rotaie ed in corrispondenza delle giunzioni tra 2 rotaie consecu3ve.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Elemen3 di una rotaia
-
Rotaie La lunghezza delle rotaie dipende dalle cara6eris3che dell’impianto di produzione. In Italia vengono prodo6e rotaie da 36 m, successivamente saldate ele6ricamente fino a cos3tuire rotaie da 144 m. In altri Paesi vengono laminate rotaie di lunghezza fino a 108 m per il profilo UIC 60. La qualità dell’acciaio cos3tuente la rotaia risulta codificata a livello internazionale dalla UIC (Union Interna3onale des Chemins de Fer), che definisce anche i metodi di fabbricazione e le modalità di controllo della qualità. Gli acciai impiega3 per la realizzazione delle rotaie sono dis3n3 nelle classi riportate nella tabella seguente, da cui è possibile desumere i valori di resistenza a trazione, la composizione chimica della lega e la tensione massima di esercizio.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Rotaie
La classe normalmente u3lizzata è la 900A, in quanto coniuga una
buona resistenza all’usura con oMme cara6eris3che di saldabilità.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Cara6eris3che qualita3ve dell’acciaio per rotaie (Norme UIC)
-
A6acchi Si definisce organo d’a6acco il disposi3vo che perme6e alla rotaia l’ancoraggio alla traversa (trasferendo a questa gli sforzi ver3cali), una corre6a posizione trasversale e longitudinale (serraggio idoneo ad evitare movimen3 rela3vi tra rotaia e traversa), l’isolamento ele6rico (se necessario). L’organo d’a6acco può essere: • dire6o: se l’organo di collegamento fra rotaia e traversa garan3sce anche la posizione della rotaia (applicato su traverse in legno ed ormai in disuso); • indire6o: la funzione di collegamento rotaia/traversa è separata da quella di assicurare la posizione della rotaia (è oggi il 3po più diffuso, sia per traverse in legno, che per quelle in c.a.p). A sua volta la rotaia può essere posta in opera con posa dire6a (se poggia dire6amente sulla traversa) o con posa indire6a (se tra rotaia e traversa è interposta una piastra d’acciaio con lo scopo di meglio ripar3re i carichi).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
A6acchi
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Posa dire6a – A6acco dire6o Posa indire6a – A6acco dire6o
Posa indire6a – A6acco indire6o
-
A6acchi L’ancoraggio della rotaia alla traversa può essere realizzato principalmente in 2 modi: 1) mediante caviglie; si tra6a di collegamen3 a vite che hanno come principale dife6o la necessità di verifica periodica del grado di serraggio; 2) mediante elemen3 ingloba3; cioè elemen3 in ghisa sferoidale, annega3 nel corpo della traversa durante le fasi di prefabbricazione. Tale 3pologia di collegamento, più recente è u3lizzabile solo con traverse in c.a.p.; il suo pregio maggiore è quello di non richiedere alcuna manutenzione e di garan3re delle tolleranze estremamente contenute a tu6o vantaggio della regolarità dello scartamento.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
A6acchi
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Ancoraggio mediante caviglie di collegamento
Ancoraggio con elemen3 ingloba3
-
A6acchi Gli a6acchi possono essere anche classifica3 in base alle proprie cara6eris3che elas3che in: • rigidi: quando la rotaia è fissata mediante collegamen3 rigidi o che si comportano come tali; • elas3ci: quando la rotaia è fissata grazie alla deformazione elas3ca degli elemen3 di fissaggio. L’a6acco rigido più diffuso è il 3po K o tedesco cos3tuito da: una piastra d’acciaio che aumenta la superficie di conta6o sulla traversa, 4 caviglie che garan3scono il collegamento piastra-‐traversa avvitate nel legno (oppure in 4 tasselli ingloba3 nel ge6o delle traverse in c.a.p.), 2 chiavarde di ancoraggio a vite che, tramite due piastrine a cavallo6o, assicurano il collegamento piastra-‐rotaia e la corre6a posizione di quest’ul3ma, 2 rondelle elas3che interposte tra la chiavarda e la piastrina che, assieme ad un appoggio so6orotaia in gomma, dislocato fra la piastrina e la suola della rotaia, conferiscono un minimo di elas3cità all’a6acco.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
A6acchi
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
A6acco rigido 3po K (o tedesco)
-
A6acchi Tra gli a6acchi elas3ci vengono comunemente u3lizza3 il 3po Vossloh, il 3po Pandrol e il 3po Nabla. In essi, la funzione di fissaggio ver3cale è affidata ad una molla che si deforma in modo differente a seconda del 3po di a6acco. In par3colare:
• la molla Vossloh viene deformata da una caviglia avvitata in un tassello inglobato nella traversa;
• la molla Pandrol viene deformata dall’interazione tra l’elemento metallico inglobato nella traversa e la suola della rotaia;
• la molla Nabla viene deformata elas3camente dal dado di estremità avvitato sulla chiavarda ver3cale.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
A6acchi
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
A6acco Vossloh A6acco Pandrol
A6acco Nabla
-
Giunzioni Le testate delle rotaie vengono generalmente giuntate mediante ganasce in acciaio fissate con 4 chiavarde, 2 per ogni testata. Le ganasce presentano un par3colare profilo, studiato per limitare il conta6o con la rotaia ai soli piani di steccatura dove, data la loro limitata inclinazione, la trasmissione delle azioni ver3cali può avvenire con una maggiore efficienza.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
L e g a n a s c e s o n o stre6e alle testate della rotaia mediante chiavarde di giunzione p a s s a n 3 i n f o r i conforma3 ad asola, tali da consen3re le dilatazioni termiche del binario.
-
Giunzioni In relazione alla sua posizione rispe6o alla traversa, la giunzione può essere appoggiata o sospesa. Nel primo caso, la giunzione appoggia su una coppia di traverse rese solidali mediante tre chiavarde, nel secondo la giunzione avviene nella mezzeria dello spazio compreso tra due traverse successive, con la conseguenza che i due traM estremi di rotaia si configurano come mensole.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Giunzione appoggiata
-
Giunzioni In relazione alla sua posizione rispe6o alla traversa, la giunzione può essere appoggiata o sospesa. Nel primo caso, la giunzione appoggia su una coppia di traverse rese solidali mediante tre chiavarde, nel secondo la giunzione avviene nella mezzeria dello spazio compreso tra due traverse successive, con la conseguenza che i due traM estremi di rotaia si configurano come mensole.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Giunzione sospesa
-
Giunzioni In presenza di circui3 di binario, occorre realizzare giunzioni isolan3 in cui l’isolamento ele6rico delle testate può essere realizzato sos3tuendo l’acciaio della ganascia con legno bakelizzato ed inserendo tra le testate un elemento isolante cos3tuito da una sagoma in nailon. In questo caso per rotaie UIC 60 le ganasce di giunzione presentano fori con diametri di 24 mm minori dei diametri dei fori della rotaia di 27 mm, per consen3re la dilatazione termica; tali giunzioni sono serrate da chiavarde di 24 mm di diametro.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Giunzioni isolan3
-
Traverse Si definisce traversa (o traversina) l’elemento prisma3co trasversale che collega le due rotaie di un binario. La sezione trasversale delle traverse può appartenere, in funzione delle proprie dimensioni, a se6e gruppi e, a seconda della forma, a tre categorie.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
L ’ in terasse de l le t raverse cos3tuisce il modulo o passo o s p a r3 t o e c a r a6e r i z z a i l comportamento del telaio del b i n a r i o c ond i z i o n ando i l trasferimento delle forze ver3cali e quindi i cedimen3. In passato si u3lizzavano moduli di 75 cm, oggi la gran parte della rete ado6a un modulo di 60 cm sia per linee tradizionali che AV/AC.
-
Traverse Esistono moduli di traversa ridoM (50 cm), ma anche di 66 cm (linee secondarie FS).
Le traverse svolgono la funzione di:
Ø ripar3re sulla massicciata le sollecitazioni indo6e dalla circolazione;
Ø ancoraggio del binario alla massicciata in presenza delle azioni indo6e dalle variazioni di temperatura e dalle accelerazioni e decelerazioni dei convogli.
Per le lunghe rotaie saldate, l’immobilità del binario, in presenza di eleva3 gradien3 di temperatura, è garan3ta appunto dall’ammorsamento delle traverse nel pietrisco.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Traverse I materiali cos3tuen3 le traverse a6ualmente in uso sono il legno ed il cemento armato precompresso o no (in passato anche l’acciaio). Le traverse in legno di rovere e faggio, ma anche in cerro, pino e larice, vengono tra6ate (impregnate in autoclavi con olii di catrame) per conservare nel tempo (dai parassi3 e funghi), non devono essere larghe più di 30 cm, alte più di 17 cm e lunghe 2,60 m e presentano una sabotatura (piano di ferratura) di 50 cm. Le traverse di cemento armato hanno ul3mamente sos3tuito le traverse in legno (laddove non è necessario mantenere il binario giuntato) e sono dis3nte in monoblocco (unico manufa6o in conglomerato cemen3zio precompresso longitudinalmente) e biblocco (cos3tuita da due elemen3 in conglomerato cemen3zio con armatura lenta dispos3 so6orotaia e collega3 da un 3rante in acciaio).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Traverse
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Traverse monoblocco in c.a.p.
Traversa monoblocco in c.a.p. per AV
Traversa biblocco in c.a.p.
-
Traverse Le traverse biblocco sono cara6erizzate da una significa3va flessibilità trasversale so6o carico che causa un aumento dello scartamento (sia pure contenuto entro i limi3 di tolleranza); è quindi opportuno evitarne l’impiego nelle tra6e a traffico promiscuo, dove cioè le sollecitazioni ver3cali e dinamiche sono estremamente eterogenee.
Per contro, però, gli elemen3 di blocco presentano una resistenza alle azioni trasversali maggiore delle traverse monoblocco, essendo doppia la superficie di contrasto pietrisco-‐traversa sulle facce laterali, anche se la reazione di a6rito sulla faccia inferiore, a conta6o con la massicciata, diminuisce a causa della minore superficie di appoggio e del minor peso.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Traverse L’impiego delle traverse in cemento armato presenta i seguen3 vantaggi rispe6o a quelle in legno: • grande stabilità dell’armamento ferroviario dovuta al peso del calcestruzzo sensibilmente più elevato di quello del legno (a 3tolo d’esempio, si osserva che un binario armato con rotaie UIC 60, montate su traverse in legno, ha un peso per metro di circa 250 kg, mentre lo stesso binario montato su traverse in cemento armato ha un peso per metro di ben 600 kg); • elevata inerzia nei confron3 delle sollecitazioni ver3cali prodo6e dal passaggio dei carichi mobili; • rido6a aMvità di manutenzione; • possibilità di armare gli ancoraggi delle rotaie in officina, garantendo in tal modo un accurato rispe6o dello scartamento; • riduzione del tempo di produzione.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Traverse
Per contro, l’u3lizzo delle traverse in cemento armato presenta i
seguen3 svantaggi rispe6o alle traverse in legno:
• impossibilità di recupero degli elemen3 usura3;
• necessità di ricorrere a par3colari provvedimen3 per isolare le rotaie fra loro e la terra nel caso di trazione ele6rica.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Massicciata ferroviaria La massicciata è la parte della sovrastru6ura cos3tuita da elemen3 di roccia frantumata (ballast) che assicura la geometria e la stabilità del binario in essa annegato. La massicciata svolge i seguen3 compi3: Ø distribuisce i carichi ver3cali sul piano di so6ofondo del corpo ferroviario, Ø assicura al binario le condizioni geometriche di proge6o (livelli e allineamen3 sia di costruzione che di manutenzione), Ø assorbe gli sforzi indoM nel binario dalla circolazione dei treni (ver3cali ed orizzontali dovu3 alle azioni di guida, ai mo3 di serpeggio, alle azioni frenan3, alle azioni di martellamento), dalle variazioni di temperatura, Ø cos3tuisce un drenaggio delle acque meteoriche, Ø conferisce elas3cità al binario e realizza un filtro fra binario ed ambiente per le vibrazioni.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Massicciata ferroviaria Il materiale lapideo per la formazione della massicciata deve essere permeabile e cos3tuito da elemen3 con coefficiente d’a6rito interno non inferiore a 45° ed una densità non minore di 1,5 t/m3. I suoi elemen3 devono essere a spigoli vivi (le FS impongono indici Los Angeles inferiori a 20-‐25 per linee normali e non superiore a 16 per linee AV/AC). La pezzatura del pietrisco deve essere compresa per le FS tra 3 e 6 cm. Per massicciate ferroviarie di solito vengono preferite le rocce silicee alle rocce calcaree: le cara6eris3che chimico-‐mineralogiche della roccia e la sua stru6ura influenzano le cara6eris3che meccaniche di resistenza all’usura e di durabilità. Un pietrisco di rocce silicee ha una durabilità di un trentennio contro una durabilità di un ventennio di un pietrisco di rocce esogene (se so6oposto ad un traffico giornaliero di 200000 t).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Massicciata ferroviaria La sezione di una massicciata ha forma trapezoidale ed è cos3tuita dalle seguen3 par3: cassone6o (parte ove sono annegate le traverse), unghiatura (sezione triangolare del trapezio), ciglio dell’unghiatura (è lo spigolo superiore della massicciata), piede dell’unghiatura (è lo spigolo inferiore della massicciata).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Massicciata ferroviaria
-
Massicciata ferroviaria Esistono due 3pi di profili di massicciata secondo FS: di 3po A e di 3po B differiscono per la distanza minima tra piano superiore della traversa e piano di so6ofondo (per il 3po A vale 50 cm e per il 3po B 35 cm).
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Per una linea del 3po A a semplice binario la massicciata nelle tra6e in reMfilo assume la forma di un trapezio isoscele con altezza di 0,50 m, base minore di 3,435 m e base maggiore di 4,90 m.
Sezione 3po A a semplice binario in reMfilo
-
Massicciata ferroviaria Per una linea del 3po A in curva, a semplice o doppio binario, la massicciata ha forma trapezoidale. La base superiore ruota di un angolo intorno al punto in cui l'asse della rotaia interna alla curva poggia sulla traversa, mantenendo in tal modo lo spessore minimo di 0,50 m. Ne consegue un allargamento del corpo stradale.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Sezione 3po A a semplice binario in curva
Sezione 3po A a doppio binario in curva
-
Massicciata ferroviaria Nelle linee di 3po B, la sezione della massicciata ha forme analoghe a quelle delle linee del 3po A. Si può notare che: — l’altezza è rido6a a 0,35 m; — la base minore resta di 3,435 m; — la base maggiore si riduce da 4,90 a 4,50 m; — le banchine pedonale sono larghe 0,50 m.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
Sezione 3po B a semplice binario in reMfilo
-
Sub-‐ballast e so6ofondo Specifici controlli sperimentali hanno evidenziato come i vari livelli di velocità di marcia dei convogli solleci3no con modalità diverse il binario, sopra6u6o per effe6o delle vibrazioni (lunghezze d'onda, accelerazioni) prodo6e da difeM d'appoggio del binario stesso. La trasformazione dell'energia di vibrazione in lavoro di deformazione determina scorrimen3 reciproci fra i granuli della pia6aforma che possono portare a nuove configurazioni di equilibrio anche prossime alle condizioni limite. Di conseguenza, per il raggiungimento di velocità sempre più elevate, si è introdo6o un nuovo elemento stru6urale (sub-‐ballast o so6o-‐ballast), all’interfaccia tra ballast e so6ofondo, idoneo a mantenere inalterata la geometria del binario in relazione alle elevate velocità previste tenendo presente che le accelerazioni delle traverse aumentano con il quadrato della velocità.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sub-‐ballast e so6ofondo In par3colare il sub-‐ballast deve: Ø garan3re una migliore distribuzione delle sollecitazioni sta3che e dinamiche nel so6ofondo, Ø ada6arsi, senza fessurarsi, ad eventuali assestamen3 del piano di posa, Ø resistere alle sollecitazioni a fa3ca ed ai cicli di gelo-‐disgelo, Ø impedire la risalita di materiale fino verso la massicciata, Ø fornire un permanente e regolare piano di scolamento. Per o6enere i suddeM obieMvi, le FS prevedono che il sub-‐ballast possa essere cos3tuito da uno strato in conglomerato cemen3zio dello spessore di almeno 20 cm (si tra6a di misto cementato cara6erizzato da iner3 a basso dosaggio di cemento; il basso modulo elas3co consente una buona deformabilità) oppure da uno strato in conglomerato bituminoso dello spessore minimo di 12 cm.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi
-
Sub-‐ballast e so6ofondo Nella tabella si riportano le cara6eris3che granulometriche, il contenuto di legante, la resistenza a trazione, il modulo elas3co e o spessore dei materiali con i quali si realizzano gli stra3 di sub-‐ballast.
Nei viadoM ed in galleria si ado6a un materassino elas3co interposto tra ballast ed impalcato dello spessore di 25 mm se in gomma naturale o di 45 mm se in elastomeri polimerici. Al di so6o del sub-‐ballast si posizionano teli di tessuto non tessuto.
Corso di Infrastru.ure Aeroportuali, Ferroviarie ed Intermodali Prof. Salvatore Leonardi