Armamenti ferroviari antivibranti

Sistemi Massa – Molla GERB per armamenti ferroviari.

Campi di applicazione

Il sistema Massa – Molla GERB può essere applicato praticamente su qualsiasi tipo di linea ferroviaria come ad esempio per:

  • Tramvie Metropolitane
  • Ferrovie
  • Linee ad alta velocità

Grazie alle basse frequenze proprie, alla semplicità costruttiva ed all'assenza di manutenzione viene offerta una soluzione altamente effettiva ed affidabile per l'isolamento di vibrazioni e del rumore da esse causato, proteggendo l'ambiente circostante. Il sistema Massa – Molla GERB può essere adottato sia in galleria o su tratte di superficie che su ponti o viadotti. Il sistema Massa – Molla GERB prevede l'istallazione delle rotaie su di una massa in cemento armato pesante e rigida. Tale massa può essere costituita da una soletta ma anche da travi o lastre. Il collegamento tra le rotaie e la massa inerziale viene effettuato in modo convenzionale. Per massicciate ferroviarie che prevedono il ballast vengono utilizzate le soluzioni costruttive usuali in calcestruzzo o a traversine in legno. Il binario ha quindi una fondazione sospesa mediante molle elicoidali in acciaio ad elevata elasticità. Tale sistema consente già per piccoli spessori della fondazione di raggiungere basse frequenze dell'ordine dei 4 – 8 Hz. L'inerzia dell'armamento ferroviario sospeso consente di compensare efficacemente i carichi dinamici generati dal passaggio del convoglio.

Molle elicoidali in acciaio

Le molle elicoidali in acciaio costituiscono la tecnologia ideale per garantire un elevato grado di abbattimento delle vibrazioni. I vantaggi che ne derivano sono:

  • Elevata capacità di carico
  • Elevata elasticità che consente il raggiungimento di basse frequenze di sistema
  • Rigidezza definita lungo le tre direzioni coordinate
  • Diagramma di carico lineare
  • Rigidezza statica e dinamica coincidenti
  • Mantenimento nel tempo delle caratteristiche di rigidezza
  • Vita praticamente illimitata

Grado di isolamento

Il grado di isolamento di un sistema Massa – Molla dipende sostanzialmente dalla sua frequenza propria verticale (con e senza la presenza del convoglio), dallo smorzamento e dalle frequenze proprie della lastra. Il sistema Massa – Molla GERB consente un grado di isolamento eccezionale, dai 15 ai 25 dB già per sollecitazioni a bassa frequenza.

Fig. Curva di carico ammissibile di una molla

Fig. Curva di carico ammissibile di una molla


Antivibranti GERB

Per armamenti ferroviari sospesi vengono utilizzati antivibranti di tre tipologie:

  • Antivibranti tipo GP
  • Antivibranti tipo KY
  • Antivibranti tipo GSI

Lunghezza della lastra

Le lastre dei sistemi Massa – Molla GERB hanno di solito una lunghezza compresa tra 20 e 50 m

Urti e zone di transizione

L'intercapedine tra due lastre vicine consente le dilatazioni termiche longitudinali. A tale scopo è necessario l'utilizzo di tasselli a scorrimento.

La differente elasticità tra una tratta convenzionale ed una isolata viene compensata mediante l'inserimento di molle aggiuntive all'ingresso ed all'uscita di quest'ultima in modo tale da consentire un passaggio graduale.

Le intercapedini laterali vengono sigillate mediante strisce in gomma o di simile materiale elastico in modo tale da evitare l'infiltrazione di materiale sotto la tratta isolata, il che potrebbe compromettere il corretto funzionamento del sistema.

Dimensionamento e collaudo


Il dimensionamento delle molle viene effettuato sulla base del rapporto tra i carichi statici e dinamici attesi. Il carico dinamico che può essere sostenuto, cioè la somma dei carichi dinamici generati dal passaggio del convoglio, dipende dal carico statico rappresentato dal peso proprio della fondazione del binario sospeso.

I valori limite ammissibili vengono determinati secondo la norma DIN EN 13906-1.

I componenti significativi che costituiscono l'antivibrante, incluso ovviamente la molla, vengono sottoposti in officina a test di fatica, in presenza di elevati valori di precarica, con un numero minimo di cicli pari a 2 * 106. Ulteriori certificazioni della resistenza a fatica vengono prodotti da Istituti tedeschi ed internazionali.

Fig. Eccitatore su di una soletta flottante di prova

Fig. Eccitatore su di una soletta flottante di prova


Protezione dalla corrosione

Tutti gli antivibranti vengono sottoposti a rigorosi trattamenti anticorrosione a lungo termine

Criteri di dimensionamento

Il grande parco molle disponibile alla GERB consente un dimensionamento di un sistema Massa – Molla ottimizzato per qualsiasi carico dinamico assiale, incluso il carico assiale da 25 t indicato nella UIC 71.

Gli antivibranti vengono disposti generalmente a coppie in direzione longitudinale. Il loro interasse dipende da un calcolo che tiene conto delle varie condizioni al contorno presenti. Tale calcolo viene generalmente effettuato da GERB già in fase d'offerta.

La scelta della tipologia di antivibranti e della loro disposizione dipende dai seguenti parametri:

  • Condizioni specifiche locali
  • Forma e peso della fondazione del binario
  • Rigidezza della sottostruttura di supporto del binario
  • Carichi assiali di progetto e velocità del convoglio
  • Raggio di curvatura
  • Elevazione della curva
  • Parametri di carico della sottostruttura

Nella lista di referenze di sistemi Massa – Molla realizzati da GERB sono inclusi progetti di ogni tipologia di binario, dalle tramvie alle linee ad alta velocità

Garanzia

La GERB garantisce le caratteristiche tecniche dei propri antivibranti.