1Ing. Bono Ing. Pezzoli Luci ed ombre dell’innovazione tecnologica e dei progressi realizzativi Ing. Giancarlo Bono – Professionista in Lecco Ing. Paolo.

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1 1Ing. Bono Ing. Pezzoli Luci ed ombre dell’innovazione tecnologica e dei progressi realizzativi Ing. Giancarlo Bono – Professionista in Lecco Ing. Paolo Pezzoli – Indapro S.r.l. – Milano/Bergamo 2° CONVEGNO NAZIONALE SISTEMA TRAM Roma 19 ÷ 20 Ottobre Ministero dei Trasporti PRESTAZIONI OGGI RICHIESTE AD UN MODERNO ARMAMENTO TRANVIARIO

2 2Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Esempi di dissesti del piano stradale per l’armamento tradizionale su ballast

3 3Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Armamento senza ballast: Con superficie fonoassorbente Con pavimentazione Con inerbimento 1 2 3 Realizzazione di armamenti tranviari innovativi Posa di armamento senza ballast: fase di costruzione

4 4Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Schema di propagazione delle vibrazioni e del rumore solidi tra tranvia e ricettore Schema di propagazione del rumore aereo tra tranvia e ricettore Schema di dispersione delle correnti vaganti

5 5Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Forze di iscrizione dei carrelli rigidi nelle curve a raggio ridotto Conseguenze: 1.Marezzatura della rotaia 2.Scheggiatura della rotaia 3. e 4.Danneggiamento delle traverse 1 2 3 4

6 6Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Schematizzazione tipologie armamento secondo ISO 14837 – 1

7 7Ing. Bono Ing. Pezzoli Dove:ξ= coefficiente di smorzamento ω = pulsazione ω 0 = pulsazione propria Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Schema di comportamento del sistema massa-molla Fattore di trasmissibilità: rapporto nel dominio delle frequenze tra la forza trasmessa all’ambiente e la forza eccitante rotaia-ruota Curva di trasmissibilità

8 8Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario ESEMPIO: PLATEA FLOTTANTE SU MATERASSINO ELASTOMERICO: ANALISI FEM Elementi BRICK (in blu) per la platea Elementi BEAM (in magenta) per le rotaie Elementi SPRING (in giallo) per gli attacchi Letto di molle alla Winkler per rappresentare il materassino elastomerico

9 9Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Grafico dei cedimenti rotaie e platea [mm] PLATEA FLOTTANTE: RISULTATI DELL’ANALISI Deformata e cedimenti della platea [mm] Tagli e momenti nelle rotaie

10 10Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PLATEA FLOTTANTE: RISULTATI DELL’ANALISI Momenti flettenti trasversali e longitudinali nella platea per carico da traffico stradale nei pressi del bordo longitudinale Momenti flettenti trasversali e longitudinali nella platea per carico da traffico stradale nei pressi del giunto trasversale tra platee contigue Momenti flettenti trasversali e longitudinali nella platea per carico tranviario

11 11Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario

12 12Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario

13 13Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Pianta e sezioni in corrispondenza delle traverse per platea flottante su materassino in neoprene con traverse in cap ammorsate PLATEA FLOTTANTE: TAVOLE ESECUTIVE

14 14Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Particolari dei giunti tra platee successive PLATEA FLOTTANTE: TAVOLE ESECUTIVE

15 15Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PARAMETRI DI FORMAZIONE E DIFFUSIONE DEL DISTURBO VIBROACUSTICO Caratteristiche del tracciato: curve a raggio ridotto, scambi e incroci Caratteristiche dei veicoli: sospensioni inefficaci, carrelli a passo lungo, assi rigidi, ruote rigide Caratteristiche dell’armamento Livello di manutenzione Velocità di esercizio Distanza e caratteristiche del terreno Caratteristiche dell’infrastruttura Caratteristiche strutturali degli edifici Fondazioni Massa Snellezza orizzontamenti Spettro di amplificazione per le irregolarità del contatto ruota-ruota

16 16Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario ESEMPI DI ATTACCO

17 17Ing. Bono Ing. Pezzoli Tipo di prova Temper atura di prova Indagini di verifica Campione tipo Controllo della produzione [indicativamente ogni 2.000 m²] Campione tipo CLTVGCLTVG Prove di caratteriz- zazione meccanica Prova quasi–statica 20 °C311113 Prova di simulazione 20 °C3 Prova dinamica forzata 20 °C1 Prova dinamica di oscillazione libera 20 °C33 -5 °C ( 1 )1 40 °C ( 1 )1 Prove prestazionali Prove a carico permanente 20 °C1111 Prove a fatica (invec- chiamento meccanico) 20 °C1 Prove di resistenza al gelo con acqua  1 Prove di resistenza ambientale  9 Prove di adeguatezza alla posa del materassino 20 °C11 Prove della stabilità geometrica materassino 20 °C6 ( 1 )Nel caso di applicazioni all’interno di gallerie, per le quali sono previste escursioni termiche contenute, le indagini alle temperature di –5 °C e di 40 °C previste nella fase di verifica del materassino vanno sostituite con indagini alla temperatura di 5 °C.  Spessori: da 15 a 50 mm  Densità vuoto/pieno: da 100 a 600 kg/m³  Rigidezze statiche: da 4 a 60 N/cm³  Irrigidimenti dinamici: dell'ordine di 2 sino a 3 per i materiali più morbidi  Capacità portante: da 2 a 10 N/cm² Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Materassini sottoballast e sottoplatea Indagini di verifica e di controllo della produzione MATERASSINI ELASTOMERICI PARAMETRO Sistema di armamento Tranviario (carico per asse Q < 100 kN/asse) a ballast flottante a manufatti in calcestruzzo flottanti Carico iniziale  o = 0,7 ÷ 1,0 N/cm²0,4 ÷ 2,0 N/cm² Carico ferrotranviario  f = 2,0 ÷ 3,0 N/cm²0,7 ÷ 1,6 N/cm² Coefficiente dinamico  d = 20%

18 18Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario CONTROLLO IN FASE DI COSTRUZIONE DEL COMPORTAMENTO STATICO Carrello tranviario zavorrato di prova Trasduttore a raggio laser Rete di sensori elettrici di spostamento LVDTs

19 19Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario CONTROLLO IN FASE DI COSTRUZIONE DEL COMPORTAMENTO DINAMICO Vibrodina elettromeccanica e traversone di ripartizione del carico Simulatore tranviario con vibrodina e zavorra sospesa Rete di sensori vibrometrici

20 20Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PROVE ELETTRICHE A)Misura di resistenza longitudinale rotaia e di conduttanza binario-terra (EN 50122-2) B)Misura di campo elettrico esterno (UNI 9783) C)Misura di gradiente di potenziale nel terreno (UNI 9783) D)Misura di potenziali di struttura metallica (prEN 13509) E)Misura di potenziali di struttura in calcestruzzo (UNI 10174) Circuito di misura per il rilievo del gradiente di potenziale Posizione degli elettrodi per la misura del potenziale di struttura metallica Elettrodo CU/CUSO4 per misura del potenziale dei ferri di armatura

21 21Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario RUMORE  È necessario considerare la curva spettrale a ottave (63 Hz ÷ 8 kHz) di ponderazione o filtro di attenuazione A.  Le valutazioni vanno condotte facendo riferimento a livelli (RMS ([1])) continui equivalenti L eq(A),T [dBA] di pressione sonora ponderati A, espressi in scala logaritmica (o in decibel).[1]  Per il tempo di riferimento è necessario considerare che la giornata è considerata articolata in due periodi o fasce orarie di riferimento: - diurno06.00  22.00 - notturno22.00  06.00  Il territorio è suddiviso in Aree (zonizzazione acustica) classificate in funzione della destinazione d'uso in senso urbanistico: - IAree protette - IIAree residenziali - IIIAree miste - IVAree di intensa attività umana - VAree prevalentemente industriali - VIAree esclusivamente industriali  Gli edifici ricettori sono valutati in relazione alla loro specifica destinazione: - Ospedali e case di cura - Scuole - Altri ricettori Ospedali, case di cura e scuole: ricettori sensibili ([1]) RMS - Root Means Square (radice quadrata della media dei quadrati) o valore efficace. Limiti per il disturbo acustico da applicare ad una tramvia CLASSI DI DESTINAZIONE D’USO DEL TERRITORIO LIVELLI LIMITE [dB(A)] Valori limite di emissione L eq,T [dB(A)] Valori limite di immissione L eq,T [dB(A)] Valori limite differenziali di immissione Diur no [06 ÷ 22] Nott urno [22 ÷ 06] Diur no [06 ÷ 22] Nott urno [22 ÷ 06] Diur no [06 ÷ 22] Nott urno [22 ÷ 06] IAree particolarmente protette 45355040 53 IIAree prevalentemente residenziali 50405545 IIIAree di tipo misto 55456050 IVAree di intensa attività umana 60506555 VAree prevalentemente industriali 65557060 VIAree esclusivamente industriali 65 70 Nessun limite I limiti differenziali non si applicano nei seguenti casi:  se il rumore misurato a finestre aperte è inferiore a 50 dBA durante il periodo diurno e 40 dBA durante il periodo notturno  se il rumore ambientale misurato a finestre chiuse è inferiore a 35 dBA durante il periodo diurno e 25 dBA durante il periodo notturno

22 22Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario Curve spettrali di ponderazione per le vibrazioni VIBRAZIONI Classe Destinazione d'uso del territorio Livello [dB] (°) Accelerazione [mm/s²] Velocità [  m/s] L (z) T (x-y) V (x-y-z) L (z) T (x-y) V (x-y-z) L (z) T (x-y) V (x-y-z) IAree critiche ([1])[1]7471 5,03,6 100280100 IIAbitazioni (notte)7774 7,05,0 140400140 IIIAbitazioni (giorno)8077 10,07,2 200560200 IVUffici8683 20,014,4 4001.100400 VFabbriche9289 40,028,8 8002.200800 Lcomponente longitudinale (riferita alla spina dorsale dell'uomo)(Asse z) Tcomponente trasversale (riferita alla spina dorale dell'uomo)(Assi x-y) Vnel caso di postura variabile o non nota(Assi x-y-z) (°)0 dB  1 µm/s² (10 -6 m/s²) Limiti in valori efficaci ponderati del disturbo vibrazionale

23 23Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario CLASSETIPI DI EDIFICIO Valori di riferimento per la velocità di vibrazione p.c.p.v. in mm/s Vibrazioni di breve durata Vibra-zioni durature FONDAZIONI PIANO ALTO Strutture in genere Verticale sui solai Campi di frequenza [Hz] 1 ÷ 1010 ÷ 5050 ÷ 100Per tutte le frequenza 1 Costruzioni industriali, edifici industriali e costruzioni strutturalmente simili 2020 ÷ 4040 ÷ 50402010 2 Edifici residenziale e costruzioni simili 55 ÷ 1515 ÷ 2015205 3 Costruzioni che non ricadono nelle classi 1 e 2 e che sono degne di essere tutelate (per esempio monumenti storici) 33 ÷ 88 ÷ 108 Limite anche < 20 2,5 VIBRAZIONI – EFFETTI SUGLI EDIFICI Velocità di picco puntuale («peak particle velocity – p.p.v.» Velocità di picco di una componente puntuale («peak component particle velocity – p.c.p.v.» Limiti massimi delle vibrazioni sugli edifici per danni strutturali

24 24Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario TRAM TIPO 1928 due carrelli e cassa rigida TRAM TIPO 4700 tre carrelli e cassa con uno snodo centrale TRAM SIRIO quattro carrelli e cassa con sei snodi ESEMPI DI FIGURINI tranviarI

25 25Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario CORRENTI VAGANTI Sistema di trazione Conduttanza lineare del binario [S/km] All’apertoNelle strutture 1Ferrovie Ferrovia 0,5 2Trasporti di massa in sede propria Sistema di trasporto di massa con binario di tipo ferroviario 0,50,1 3Trasporti di massa in sede stradale Sistema di trasporto di massa con binario di tipo stradale 2,5  In carattere normale le espressioni utilizzate nella CEI 9-20/1. In carattere corsivo le espressioni utilizzate nella CEI EN 50122-2. Riferimenti normativi per i valori della conduttanza lineare del binario

26 26Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario

27 27Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PARAMETRI DI FORMAZIONE E DIFFUSIONE DEL DISTURBO VIBROACUSTICO 1.Caratteristiche del tracciato: Curve di raggio ridotto Presenza di scambi e incroci Attriti + urti Difetti nei contatti ruota- rotaia 2.Caratteristiche dei veicoli: Sospensioni inefficaci Carrelli a passo lungo Ruote rigide Difetti nei contatti ruota-rotaia 3.Caratteristiche dell’armamento: Armamento rigido con attacchi privi di significativa elasticità Esaltazione attriti di contatto Assenza effetto massa-molla Le vibrazioni dovute ai difetti di contatto ruota-rotaia passano all’ambiente senza mitigazione Influenzano in modo determinante la capacità di attenuazione del disturbo vibroacustico:

28 28Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PARAMETRI DI FORMAZIONE E DIFFUSIONE DEL DISTURBO VIBROACUSTICO 4.Livello manutenzione: Sfaccettatura delle ruote Emissione di elevati livelli vibroacustici Marezzatura delle rotaie Aumento dei difetti stessi -rotaia e ruota corrugate: incremento3÷6 dB -appiattimenti della ruota (sfaccettatura)5 ÷ 10 dB -appiattimenti della ruota, corrugazioni della rotaia e della ruota10 ÷ 20 dB Spettro di amplificazione per le irregolarità del contatto ruota-ruota 5.Velocità di esercizio: 6.Caratteristiche infrastruttura:

29 29Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PARAMETRI DI FORMAZIONE E DIFFUSIONE DEL DISTURBO VIBROACUSTICO 7.Distanza e caratteristiche terreno: Caratteristiche geodinamiche del terreno Influenzano onde di taglio e di compressione Effetto geometrico: indipendente dalla frequenza Effetto dissipativo: cresce linearmente con la frequenza Dove: L e L0 sono i livelli di vibrazione in dB attenuato ed alla sorgente R ed R0 sono le distanze dall’asse della linea βc,t,s sono fattori di importanza relativa di propagazione Kc,t,s sono coefficienti di attenuazione geometrica αc,t,s sono fattori di perdita per dissipazione Vc,t,s sono le velocità di propagazione delle onde

30 30Ing. Bono Ing. Pezzoli Prestazioni oggi richieste ad un moderno sistema tranviario PARAMETRI DI FORMAZIONE E DIFFUSIONE DEL DISTURBO VIBROACUSTICO 8.Caratteristiche strutturali edifici: Fondazioni Massa Snellezza orizzontamenti