Progettazione dell’infrastruttura Master universitario di II livello in Ingegneria delle Infrastrutture e dei Sistemi Ferroviari Anno Accademico 2012/2013 Progettazione dell’infrastruttura prof. ing. Giuseppe Loprencipe (Sapienza Università di Roma) ing. Luca Bernardini (Italferr – Gruppo FS Italiane) Buonasera a tutti, io e l’ing Bernardini di Italferr, per il sesto anno consecutivo, siamo i responsabili del modulo “Progettazione dell’infrastruttura”. Guardando al numero di Ingegneri civili (più di 1/3) che partecipano a questa edizione del master questo modulo sembrerebbe essere quello che necessita di minori presentazioni. È invece opportuno dire qualcosa vista la formazione accademica spiccatamente “stradale” che ognuno di noi ha per quanto riguarda le infrastrutture viarie nascondendosi sull’affermazione che “tanto le ferrovie sono uguali alle strade”. Comunque non vorrei darvi ulteriori preoccupazioni dicendovi innanzitutto che in questo modulo verranno affrontati gli aspetti geometrici e strutturali relativi alle linee ferroviarie. Incontro inaugurale - 14 gennaio 2013 – Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale

Presentazione argomenti: definizioni generali INFRASTRUTTURA FERROVIARIA Sistema organizzativo del Gestore dell’Infrastruttura Linea Ferroviaria SEDE FERROVIARIA Impianti funzionali Infrastruttura tecnologica Ingegneria Civile Considerando la definizione generale di infrastruttura ferroviaria e proprio nella parte riguardante la linea ferroviaria si può individuare nella SEDE FERROVIARIA l’elemento con la più alta componente di ingegneria civile. Si osserva che anche le altre componenti della linea ferroviaria (i cui aspetti generali e funzionali verranno trattati negli altri moduli del master) possono essere interessate da opere di ingegneria civile. 2

Sovrastruttura Ferroviaria COSTRUZIONE MANUTENZIONE COMFORT SEDE FERROVIARIA Sovrastruttura Ferroviaria Corpo Stradale Armamento Massicciata Sede Stradale Opere d’arte Op. difesa e protezione PROGETTAZIONE GEOMETRICA E STRUTTURALE La sede ferroviaria è a sua volta suddivisa in Sovrastruttura Ferroviaria e Corpo Stradale. Senza entrare in questa sede nello specifico di tutti gli altri sotto-elementi, si sottolinea come la progettazione delle infrastrutture ferroviarie, dal punto di vista geometrico e strutturale, deve necessariamente interagire con una serie di variabili e vincoli che riguardano … SICUREZZA AMBIENTE COSTI 3

Progetto dell’infrastruttura Tracciato Sovrastruttura Territorio esistente Entrando un po’ più in particolare, la progettazione della infrastruttura interessa sempre 4 elementi: Il tracciato La sovrastruttura Il territorio esistente Il corpo stradale Corpo stradale 4

Progetto del tracciato ferroviario Nomenclatura, definizioni generali e richiami di geometria delle curve Tracciato ferroviario: progettazione planimetrica e altimetrica Criteri di progetto geometrici, cinematici e dinamici Condizioni geometriche per la circolazione in curva: intervia e interasse Normativa di riferimento Esempi e applicazioni Fasi progettuali Iter di progetto Per quanto riguarda il progetto del tracciato ferroviario, dove la componente geometrica è prevalente, nel modulo verranno esaminati, a partire dalle definizioni generali e da alcuni richiami sulla geometria delle curve adottate nelle infrastrutture viarie, i criteri di progetto dei tracciati in relazione alle caratteristiche cinematiche e dinamiche dei veicoli ferroviari. Si passerà a trattare le condizioni geometriche per la circolazione in curva legate all’asse di riferimento e agli spazi trasversali. Una parte corposa del modulo riguarderà la nuova normativa tecnica di riferimento emanata da RFI che riguarda i tracciati ferroviari effettuando anche degli interessanti esempi applicativi. Concluderà questa parte una breve introduzione che riguarderà sia le varie fasi progettuali sia l’Iter attualmente seguito nell’approvazione dei progetti. 5

LA PROGETTAZIONE DEL TRACCIATO FERROVIARIO AL CALCOLATORE Introduzione e criteri generali di progettazione al calcolatore La gestione della cartografia digitale La modellazione geometrica tridimensionale al calcolatore Presentazione di alcuni strumenti per la progettazione ferroviaria al calcolatore Sempre riguardo questi argomenti, verranno mostrate le tecniche e presentati gli strumenti di calcolo attualmente utilizzati per redigere gli elaborati progettuali dei tracciati ferroviari. Sarà necessario introdurre alcune nozioni di modellazione geometrica tridimensionale al calcolatore e, con il contributo di alcuni tecnici specialisti, saranno presentati i principali programmi che si utilizzano sia per la progettazione ferroviaria al calcolatore sia per le operazioni di correzione geometrica dei tracciati. 6 BACK 6

Territorio esistente: rappresentazione Parte teorica generale Richiami di cartografia Metodi di rilievo e di rappresentazione Modelli Digitali di Terreno (DTM) Parte applicativa ferroviaria (ITALFERR) Approfondimenti progettuali, rilievi celerimetrici e sezioni del binario, opere d’arte, sagome gallerie, impianti e aree urbane: metodologie e tecnologie applicate. Sistema di posizionamento e controllo del binario su base assoluta e rilievo della geometria del binario e ottimizzazione. Cartografia as built delle linee ferroviarie realizzate e G.I.S. Cartografia satellitare 7

Territorio esistente: caratterizzazione geologica e geotecnica Prove e metodi di indagine Caratterizzazione geologica e geotecnica dei terreni Problematiche ricorrenti e particolari in campo ferroviario BACK 8

Sovrastruttura ferroviaria 9

Analisi dei carichi ed effetti dinamici Sovrastruttura ferroviaria Analisi dei carichi ed effetti dinamici Caratteristiche prestazionali dei materiali Tecniche costruttive e problematiche ricorrenti Vita utile e verifiche a fatica Dimensionamento massicciata, subballast e sottofondo Esempi di dimensionamento della sovrastruttura ferroviaria BACK 10

Corpo Stradale – Opere d’arte trincea viadotto galleria rilevato Argomenti complementari 11

OPERE D’ARTE FERROVIARIE Aspetti normativi e progettuali: Le azioni da traffico ferroviario Distribuzioni longitudinali e trasversali Incrementi dinamici Interazione statica e dinamica TBS Azioni longitudinali Azioni accidentali ed effetti aerodinamici Criteri di verifica Impostazione progettuale e ulteriori requisiti tecnici Interazione dinamica treno – struttura Esempi progettuali e applicativi: Il ponte sul Po BACK 12

RILEVATI FERROVIARI, OPERE IN TERRA E GRANDI OPERE INTERRATE Rilevati ferroviari: gli standard, la progettazione, le tecniche costruttive Infrastrutture ferroviarie realizzate in corrispondenza di pendii in frana La modellazione fisica nella progettazione degli attraversamenti fluviali BACK 13

GALLERIE FERROVIARIE Definizioni e caratteristiche generali Le scelte progettuali e costruttive nella realizzazione delle gallerie ferroviarie Dalla galleria del Frejus alle gallerie dell’Alta Velocità Roma-Napoli e Bologna-Firenze Metodi di scavo Lo scavo tradizionale Lo scavo meccanizzato 14 BACK 14

La cantierizzazione per un’infrastruttura ferroviaria. WBS di un opera Il Programma Lavori La curva ad “S” di produzione 15

VISITA TECNICA (Lunedì 18 febbraio 2013 – 8.30/12.30) 16

PROGRAMMA DEFINITIVO DEL MODULO Data Docenti Argomenti 06/02/13 Loprencipe/Ranzo Bernardini Introduzione - Progettazione delle infrastrutture ferroviarie nel mondo Il progetto dell'infrastruttura ferroviaria 07/02/13 Loprencipe Bernardini/Fiorenza Tracciato ferroviario e Geometria del binario - Le curve ferroviarie - Norme sui tracciati ferroviari Richiami di cartografia - Rilievo geometria del binario 08/02/13 Petrangeli Evangelista Aspetti progettuali e costruttivi dei ponti ferroviari di grande luce Opere d'arte ferroviarie: normativa ed esempi progettuali 11/02/13 Sacchi/Cabas La progettazione del tracciato ferroviario Opere in terra ed esempi di interazione idraulica con l'infrastruttura 12/02/13 Introduzione e presentazione del problema Applicazione di gruppo 13/02/13 Napoleoni Pigorini Aspetti geotecnici Gallerie ferroviarie 14/02/13 Loprencipe Maccari-Valenza Caratteristiche costruttive e dimensionamento sede ferroviaria Cantierizzazione – Validazione dei progetti 15/02/13 18/02/13 Loprencipe/Bernardini Visita tecnica Stazione AV Firenze Belfiore 28-02 e 01-03 2013 ESAMI MODULO PIN 17

Italferr Docenti e riferimenti Sapienza Università di Roma Giuseppe Loprencipe giuseppe.loprencipe@uniroma1.it Italferr Luca Bernardini l.bernardini@italferr.it