La generazione di un modello F.E.M. tridimensionale per l’analisi dei fenomeni vibratori in campo ferroviario: applicazione ad uno scenario reale nella città di Palermo

Si definisce sovrastruttura ferroviaria l’insieme degli elementi appoggiati sulla superficie detta piano di formazione o di regolamento che confina il corpo stradale. Parte di tale sovrastruttura costituisce il piano di rotolamento del veicolo ferroviario, detto piano del ferro il quale assolve alla funzione di guida del mezzo mantenendone la corretta traiettoria di marcia.
La sovrastruttura ferroviaria si presenta:
- di tipo classico: binario con massicciata;
- di tipo innovativo: binario senza massicciata. In ambedue le forme sono presenti le rotaie, gli organi di giunzione e gli organi di attacco:
- in quella di tipo classico si riconoscono, assieme alle traverse, un telaio annegato in un cuscino di roccia spaccata, la massicciata, che poggia sopra il corpo stradale;
- in quella di tipo innovativo si riconoscono una struttura continua poggiante su di una fondazione in calcestruzzo (nel caso del tunnel la suddetta fondazione coincide con il riempimento dell’arco rovescio).
Quale che sia la soluzione – con massicciata o senza massicciata – il binario deve essere
caratterizzato da:
- un elevato grado di sicurezza e di affidabilità, con coefficiente di sicurezza dei singoli elementi che lo compongono, in genere non inferiore a due;
- una lunga durata, condizione di buona efficienza, con cicli di rinnovamento totale non inferiore ai 30 anni. Tali cicli debbono essere adeguatamente maggiori per le soluzioni per le quali l’intervento di rinnovamento è particolarmente oneroso;
- una manutenzione ordinaria che richieda una spesa annua dell’ordine dell’ 1% del costo del completo rinnovo della sovrastruttura;
- una capacità di sostenere il passaggio dei treni con rallentamento, anche con binario non in condizioni ottimali per contenere i tempi di riattivazione della circolazione dopo un inconveniente di esercizio.
La sede ferroviaria ha funzione oltre che di sostegno anche di guida dei veicoli per mezzo delle rotaie. Le parti essenziali che costituiscono la sede ferroviaria sono: l’armatura e il ballasto massicciata. Prende il nome di armamento l’insieme formato dalle rotaie, dalle traverse, dai giunti e dal materiale minuto di attacco ai sostegni o di collegamento, con esclusione della massicciata; una coppia di rotaie costituisce il binario.