CAPITOLO 10 407 10. ALTA VELOCIT FERROVIARIA 10.1 INTRODUZIONE A livello europeo la domanda potenziale di trasporto interessa oltre 350 milioni di abitanti deipaesimembridell'U.E.,aiqualisiaggiungonolaSvizzera,l'AustriaediPaesi Scandinavi.Nell'ultimoventennioiltrafficoferroviarionazionaleeinternazionaleha registratounincrementomedioannuopariall'1.6%,raggiungendoi200miliardidi viaggiatori/Km. Nello stesso periodo la ripartizione modale si sbilanciata sempre pi a favoredellastrada.Nell'ambitodelsolotrasportomercicomunitariosoloil14%del traffico assorbito dalla ferrovia, contro l'oltre 60% assorbito dalla strada.Un'analoga tendenza si registra nel trasporto passeggeri. Il segnale emergente che la mobiliteuropeainaumento,latendenzacostanteelacongestionedelsistema stradaleunaprospettivainevitabile.Lasaturazionedelleinfrastrutturerischiacosdi diventare un ostacolo allo sviluppo della mobilit, elemento base per la crescita europea. Ilmezzoditrasportoferroviario,perlasuacapacitdimovimentaregrandimassedi persone e cose, con un basso tasso di inquinamento ed un basso consumo energetico, s'impone come scelta obbligata. Ipaesidell'UE,insiemeadAustriaeSvizzera,allalucedelleconsiderazionisopra riportateedeibuonirisultatidelleesperienzegiapponeseefrancese,hannoelaborato una proposta comune di rete ferroviaria ad alta velocit accolta a pieno titolo nella politica comunitaria. L'obiettivo il 2010, anno in cui dovrebbe completarsi la realizzazione della rete veloce del continente. Il sistema ad AV non solamente un modo per rilanciare il traffico su rotaia, ma anche una necessit per offrire la possibilit di spostamenti veloci e sicuri, a costo contenuto e perlimitareidanniprovocatidallinquinamentoambientaleedalleemissioniacustiche. Perquantoriguardalasicurezza,leferrovierappresentanoilsistemaditrasportopi sicuro,comedimostranoidatiriferitiagliincidentimortaliinrapportoalmiliardodivkm nei Paesi della Comunit (tabella 10.1). Anno198019851990199219931994 Incidenti mortali/miliardo di vkm1.10.850.790.670.540.45 Tabella 10.1 Incidenti mortali in rapporto al miliardo di vkm nei paesi della Comunit Europea. Perquantoriguardalimpattoambientale,laferroviaeinparticolarequellaadAV,il sistemaditrasportocherispettadipilambientedatuttiipuntidivista.Inparticolare, riferendosi ad una proiezione allanno 2010, con una rete AV europea, si ha: 1.perlaquantitditerritoriooccupato,unautostradanecessitaaparitditraffico svolto una superficie sicuramente maggiore di quella della ferrovia; 2.dal punto di vista energetico, la ferrovia non consuma pi dell1% del totale consunto da tutta lindustria, con il traffico stradale che arriva al 25%, lindustria manifatturiera al 31% e il trasporto aereo al 3%; CAPITOLO 10 408 3.dal punto di vista ambientale, le emissioni pi pericolose (CO, CO2, NOx, ecc.) sono da 5 a 20 volte inferiori nel caso della ferrovia AV rispetto alla strada; linquinamento acustico d risultati analoghi. Si pu dunque affermare che i principali vantaggi del sistema ferroviario AV, in confronto agli altri sistemi di trasporto concorrenti e cio la strada e laereo, sono i seguenti: emissione di sostanze inquinanti molto ridotta; consumi energetici nettamente inferiori rispetto a quelli degli altri sistemi di trasporto; utilizzo del territorio molto limitato; tempi di percorrenza paragonabili a quelli dellaereo almeno fino a distanze di 1000 1200 km; costi del trasporto per unit di traffico pi ridotti; creazionedipostidilavoronelperiodotransitorio(dellacostruzionedellarete)ein via permanente, in quantit elevata. 10.2 LE LINEE AD ALTA VELOCIT ConladizioneAltaVelocitsiintendealmomentoriferirsiaservizieserciticon materiale rotabile e con infrastrutture che consentano velocit comprese fra i 250 e i 300 km/h.Sitrattaovviamentediunadefinizionesicuramenteprovvisoria,inquantouna velocit che oggi considerata alta, potr non esserlo domani.Lalta velocit ferroviaria, intesa come sistema coordinato di rotabili e di linee finalizzato adoffrireserviziviaggiatoriqualitativamenteequantitativamentedilivelloelevatoein particolareavelocitcommercialicompetitiveconglialtrisistemiditrasporto,haavuto inizioinGiapponenel1964,doveperunabenprecisanecessitderivantedalla saturazione del sistema ferroviario tradizionale che era a scartamento metrico (1067 mm) veniva iniziata la costruzione di una nuova rete a scartamento europeo (1435 mm), su cui potevano circolare solamente treni di velocit massima elevata (210 Km/h allinizio del servizio).Iduesistemierano,perevidentiragionifisiche,completamenteseparatifra loro. Dopo un relativamente lungo periodo di stasi, lalta velocit ferroviaria si ripresenta in Francia allinizio degli anni 80, con la costruzione di una nuova linea specializzata fra ParigieLione,doveicollegamentiferroviarieranoaffidatiaquattrobinaricontempidi percorrenza assolutamente maggiori di quelli del mezzo aereo.Suibinaridellanuovalineapotevacircolaresolamenteuntipoditreno,ilcosiddetto TrainGrandeVitesse,familiarmentedettoTGV,cheeraingradodisuperarele pendenze del 35 con cui la linea era stata costruita per evidenti ragioni di contenimento della spesa. Il tempo di percorrenza fra le due citt veniva ridotto a 2 ore e la sfida con laereo era cos vinta: ad oggi il treno detiene pi dell80% del traffico; il resto suddiviso fra laereo e la strada (tabella 10.2). TRENOAEREO Durata del viaggio2h55 Velocit max300 km/h850 km/h Tempo da porta a porta2h403h Velocit corrispondente157 km/h140 km/h Capacit di trasporto di ogni singolo vettore390/550300 (max) Frequenza giornaliera2410 Costo del biglietto60 80 Euro120 Euro Tabella 10.2 Confronto tra treno ed aereo per la tratta Parigi-Lione. CAPITOLO 10 409 Altre linee di questo tipo sono state in seguito costruite in Francia, sempre in partenza da Parigi, verso il Sud Ovest (Atlantique), il Nord e lEst, su cui possono circolare solo treni del tipo TGV. Nel frattempo altri Paesi avevano deciso di intraprendere la strada dellalta velocitferroviaria,costruendonuovelineesullequalipotesserocircolarediversitipidi treni e non soltanto convogli ad AV. questo il caso della Germania e dellItalia, dove per differenti ragioni si era giunti alle stesse decisioni; nel primo caso la scelta non era dettatadaunamancanzadiinfrastrutture,madalfattodidoverleadeguareaduna situazionepolitica(siamoprimadel1990)incuiilPaeseavevaunaconformazione nettamentedifferentedaquelladellepocaincuieranostatecostruiteleinfrastrutture ferroviarie:mancavanoinfattiadeguaticollegamentiNord Sud in un Paese che aveva costruito le sue principali linee quando aveva una prevalente estensione Est Ovest e in particolarelasuaCapitaleerapostaadestrispettoadalcunideiprincipaliCentri produttivi del Paese che si trovavano ad Ovest. Differente il caso dellItalia, dove anche lastrutturaorograficadelPaeseavevaostacolatolacreazionedivalideinfrastrutture ferroviariespecialmentequelle che collegavanoil Nord al Sud. Nel nostro Paese, come daltrondeancheinGermaniainunprimotempo,lacostruzionedellenuovelineeera stataprevistaconpendenzelimitate,inmodotaledapermetterelacircolazioneditutti quei treni sia automotori che di materiale rimorchiato, dotati di particolari caratteristiche e di velocit previste. Il treno espressamente previsto per tali linee lETR 500, che ormai assicura tutte le principali relazioni ferroviarie del Paese, specialmente al Centro Nord. da ricordare che in Italia nello stesso periodo di tempo si sviluppato un particolare tipo diveicolodotatodiunsistemadiassettovariabiledellacassa;questo,realizzatosu diverse serie di elettrotreni, ha permesso il raggiungimento della velocit massima di 250 Km/h. Si tratta dei treni chiamati familiarmente Pendolini, delle serie ETR 450, 460, 480 e470,cheormaicircolanoabitualmenteinItaliaedeffettuanoanchecollegamentifrail nostro Paese, la Francia e la Svizzera, oltrech essere adottati dalle Reti di svariati Paesi europei ed extraeuropei. necessarioevidenziarequantolaComunitEuropeahafattoestafacendoperla creazionediunaefficacereteferroviariaeuropeaenonsoltantofinalizzataallAlta Velocit.Hacercatodirendereilpipossibileomogeneetutteleiniziativesortenei differentiPaesieuropei,diarmonizzareledifferentisoluzioniperpotergiungere,anche se in tempi non brevi, ad una vera e propria rete ferroviaria europea sia per i treni ad AV che per le altre linee di primario interesse. 10.3 LALTA VELOCIT IN ITALIA Il Progetto linee veloci si inserisce in un contesto di riqualificazione dellintero sistema di trasporti,cheprevedeunpotenziamentodellacapacitdellelineeprincipalie, contemporaneamente,unariorganizzazionedeinodiferroviariurbani.Ciinbaseai principicardinediseparazionedeitraffici(locali,regionali,merciepasseggeri)edi integrazione tra la nuova struttura e la rete tradizionale, che animano tutto il progetto. Ilprogettodellelineevelociitalianeprevedeilpotenziamentodialcunetrattedellarete ferroviariaesistenteattraversoilquadruplicamento(ciolacostruzionediunanuova coppiadibinari)lacuirealizzazionesiaconformeaipiavanzatistandardtecnologici europei. Ad essere realizzate per prime saranno le linee Torino-Milano-Napoli e Padova-Mestre,gitutteapprovateeinbuonaparteincostruzione.LaDirettissimaRoma-Firenze,giinfunzionedaglianni70,saradeguataaglistandardtecnologicidelle nuove linee veloci. La Milano-Verona, la Verona-Padova e il Terzo Valico di collegamento tra Genova e la rete ferroviaria padana sono ancora in corso di definizione progettuale. CAPITOLO 10 410 Figura 10.1 Linee ad alta velocit in Italia. Inconsiderazionedellediverseesigenzedimobilitchecaratterizzanoiterritori interessati dal progetto: ilquadruplicamentolungol'asseferroviarioverticaleMilano-Napoliservir prevalentementealtrasportopasseggerie,attraversoicollegamentiferroviaridi valico attuali e futuri, garantir l'efficiente connessione dell'Italia alla rete europea; ilquadruplicamentolungol'asseorizzontaleTorino-Milano-Veneziaimplementer, invece,soprattuttoiltrasportomerci,inunotticadiintegrazioneconlepolitiche commerciali europee; ilpotenziamentodelcollegamentoMilano-Genovapermetter,attraversola realizzazione del Terzo Valico tra Genova e la rete ferroviaria padana, di completare il collegamento tra i principali porti italiani ed il resto d'Europa. 10.3.1 Le linee LalineaveloceTorino-Milano(figura10.2)siarticolasuunpercorsodi125kmesi estende, per la maggior parte del suo tracciato, nel territorio piemontese e per un quinto circa in quello lombardo. In base al progetto approvato previsto, non solo un aumento delloffertaquotidianaditrasportomerciepasseggeriparicircaaldoppiodiquella attuale,maanchetreinterconnessionifunzionaliconlareteferroviariaesistente.Una volta operativa, la linea collegher Torino a Milano in 50 minuti. La linea veloce Milano-Bologna (figura 10.3) si articola su un percorso di circa 182 km e interessa il territorio di 42 comuni distribuiti tra la Pianura Padana e le provincie di Milano, Lodi,Piacenza,Parma,ReggioEmilia,ModenaeBologna.Sarcollegataallarete tradizionaleattraversoottointerconnessioni,econsentir,unavoltaoperativa,un incrementopariall'88%dell'attualeoffertaquotidianaditrasportopasseggeriemercie collegher Milano e Bologna in unora.LalineaveloceBologna-Firenze(figura10.4)siarticolasuunpercorsodi78.5kme interessa il territorio di 12 comuni, 6 in provincia di Bologna e 6 in provincia di Firenze. A causadellaparticolarecomplessitmorfologicaedellaltasensibilitambientaledelle zone attraversate (i comuni dell'Appennino emiliano e l'area del Mugello, in Toscana), si CAPITOLO 10 411 decisodiminimizzarnel'impattoambientalefacendonepassarelamaggiorparte(il 93% circa) in galleria. Una volta operativa, la linea consentir un incremento pari al 108% dell'attualeoffertaquotidianaditrasportopasseggeriemerci,ecollegherBolognae Firenze in 30 minuti. Figura 10.2 Linea Torino-Milano. Figura 10.3 Linea Milano-Bologna. Figura 10.4 Linea Bologna-Firenze. LaDirettissimaRoma-Firenzestatalaprimalineaadalta velocit europea. Entrata in funzioneapartiredal1978,statacostruitaconloscopodielevarelecaratteristiche dellelineeedelservizioferroviariodell'epocaattraversol'integrazioneconlarete ferroviariaesistenteelapossibilitdifarcircolareanchetrenitradizionalimercie passeggeri.Lalunghezzadellalinea-cheattraversa3Regioni(Toscana,Umbria, Lazio), 5 Provincie e 30 Comuni - di 253,6 km. Sei sono le interconnessioni con la rete storica Roma - Firenze: Orte, Orvieto, Chiusi, Arezzo, Valdarno e Rovezzano. La velocit massima della linea di 250 km/h e lintera distanza viene percorsa in 1h20. L'adeguamentodellaDirettissimaaglistandarddellenuovelineevelociinfasedi realizzazionerichiedeinterventisulleopereciviliesistenti(gallerie,viadotti,ecc,), sull'armamento,sugliimpiantiditrazioneelettrica,disegnalazioneedi telecomunicazione.CAPITOLO 10 412 LalineaveloceRoma-Napoli(figura10.5)siarticolasuunpercorsodicirca204km, presentaoltre21kmdiinterconnessioniconlareteferroviariaesistenteeinteressail territoriodi60comuniappartenentialleprovincediRomaeFrosinone,nelLazio,edi NapolieCaserta,inCampania.Unavoltaoperativa,lalineaconsentirunincremento parial49%dell'attualeoffertaquotidianaditrasportopasseggeriemerci,ecollegher Roma con Napoli in 1h 05. Figura 10.5 Linea Roma-Napoli. LalineaveloceMilano-Verona(figura10.6)sisviluppaperunalunghezzadicirca112 km,attraversandounterritoriochecomprende37comunilombardie5veneti.Prevede circa24kmdiinterconnessioniconlaretetradizionaleincorrispondenzadiTreviglioe Brescia. Attualmente il progetto in fase di definizione finale. Figura 10.6 Linea MilanoVerona. PerlalineaveloceVerona-Venezia(figura10.7)sonogistatiapprovatii25kmda PadovaaMestre.Ilrestodeltracciato,lungocirca75kmcheancoraallostudio, affianca quasi interamente la tratta ferroviaria attuale. Figura 10.7 Linea Verona-Venezia. CAPITOLO 10 413 IlcollegamentotrailportodiGenovaelareteferroviariapadana(figura10.8)sar realizzatoattraversoilTerzoValico.Il30settembre2002laConferenzadiServizi Istruttoria,iniziataadicembre2000,haconclusoisuoilavoriconl'individuazionedi un'ipotesi di tracciato su cui verr sviluppata la progettazione preliminare.Interamente integrato con la rete esistente, il Terzo Valico sar interconnesso:asudconilnododiGenovaperassicurareilcollegamentodirettoconibacini portuali e con la linea Savona-Ventimiglia;a nord, in direzione Torino, sar collegato alla linea Torino-Novara, in prossimit diNoviLiguree,indirezioneMilano,allalineaAlessandria-Piacenza,in prossimit di Tortona. Il complesso di linee e di rami di raccordo che costituisce la nuova infrastruttura di valico, oltreacostituireunasseperilpotenziamentodeltrafficomercidaeperlAltoTirreno, consentedirealizzareinGenova,unaveraepropriaretechepotresserededicataal traffico metropolitano, est ovest e nord sud. Conilnuovocollegamento,ilsistemaportualedelMarLiguresiinserirnelcorridoio pluri-modaleTirrenico,inun'integrazionestrutturalefraiportidiVadoLigure,Savona, Voltri,GenovaeLaSpezia,gliinterportidiRivaltaScrivia,Novarae Torino Orbassano, gliscalidismistamentoferroviariodiAlessandria,Novara,TorinoOrbassano, DomodossolaIIedivalichialpiniconl'Europa(FrejusviaModane,Sempionevia Domodossola, Gottardo via Luino). Figura 10.8 Linea Milano-Genova. 10.3.2 I vantaggi in cifre L'obiettivoprincipaledellanuovainfrastrutturaferroviariadiaumentarelacapacit, l'efficienza e la sicurezza del sistema ferroviario lungo le direttrici pi frequentate e sature del Paese. Una condizione indispensabile per riequilibrare il nostro sistema dei trasporti, CAPITOLO 10 414 oggi nettamente sbilanciato a favore del traffico su strada. Le nuove linee, la separazione deitraffici,inuovisistemidisegnalamentoesicurezzaaumenterannonotevolmentela capacit complessiva della ferrovia consentendo un sensibile miglioramento dell'offerta di trasporto su ferro per passeggeri e merci. La tabella 10.3 indica l'incremento dell'offerta giornaliera di treni passeggeri e merci sulle direttriciferroviariequadruplicate,almomentodellapienaoperativitcommercialedelle nuove linee veloci. Offerta attuale (linea storica) Offerta con nuove linee (linea storica + nuova linea) Incrementi % TrattaPax. M/LMerciPax. M/LMerciPax. M/LMerciTotale TO-MI2475809081%20%56% MI-BO1058518820159%136%85% BO-FI10652208102112%96%108% FI-RM (linea lenta+direttissima) 124451908372%84%74% RM-NA (via Formia e via Cassino) 989014413449%49%49% Tabella 10.3 Direttrice TO-Mi-NA (confronto tra la linea attuale e quella ad AV). L'utilizzodellepiavanzatetecnologieesistentiel'adozionedeimiglioristandarddi sicurezzapertreniebinari,insiemealleparticolaricaratteristichedeitracciati, consentirannoaitrenivelocididiminuireitempidipercorrenza(tabella10.4),siatrale diversecitttoccatedallenuovelinee,che,ingenerale,traidiversicentriservitidalla rete ferroviaria. TrattaDistanza attuale (Km)Tempi attualiTempi su nuove linee Torino - Milano1531h35'50' Milano - Bologna2151h46'1h Bologna - Firenze9258'30' Firenze - Roma2621h35'1h20' Roma - Napoli2141h45'1h05' Tabella 10.4 Confronto tra i tempi di percorrenza delle linee attuali e quelle future. La stretta interconnessione delle nuove linee con la ferrovia esistente permetter infatti di estendereibeneficideinuovicollegamentiatuttoilsistemaferroviario,avvicinandoil nord al sud dell'Italia e l'Italia al resto d'Europa. Da Roma, Lione - con il completamento delle nuove linee veloci italiane e la realizzazione dell'Alpetunnel-sarraggiungibilein5h42'rispettoalle10h47'attuali,Bariin3h40' rispetto alle 4h40' attuali, Reggio Calabria in 5h15' rispetto alle 6h15' attuali. DaMilanoaRomasiimpiegheranno3hrispettoalle4h30'attuali,edaTorinoaNapoli sarannonecessariesolo5hrispettoalleoltre9hattualiconsiderandoancheitempidi fermata in ogni stazione di circa 5 minuti. 10.4 IL TRACCIATO PLANIMETRICO Ilprimoparametrodaprendereinconsiderazioneilraggiominimodicurvatura orizzontale.Nellecurve,perbilanciarelazionedellaforzacentrifugaconuna CAPITOLO 10 415 componentedelpesodelveicolosucuiessaagisce,siprovvedealrialzamentodella rotaiaesternarispettoaquellainternachemantienelandamento altimetrico di progetto (figura 10.9). Figura 10.9 Sopraelevazione della rotaia esterna e condizione di equilibrio in curva. Lentitditalerialzamentodipendedalraggiodellacurvaedallavelocitconcuiessa vienepercorsa,nelsensocheessoaumentaconlaumentaredellavelocitdi percorrenzaecoldiminuiredelraggio.Affinchsiabbiailcompletobilanciamento della forzacentrifugaCoccorrechelasopraelevazionesiataledarenderenormalealpiano del ferro la risultante N delle due forze P, peso del veicolo, e C. Con le notazioni della figura 10.9 sar: R gS vhShPRvgPACADPC22= = = [10.1] Esprimendo h, S ed R in metri, g in m/sec2 e V in km/h, e ponendo S 1.50 m, si ha: RV0118 . 0R g 6 . 3S Vh222 =[10.2] ed infine se h si esprime in millimetri si avr ovviamente: RV8 . 11 h2 =[10.3] Siricordi,per,chetaliconclusionisonovalidesoltantonellipotesicheilveicolosia rigidoechepertantoilsuobaricentrononsubiscaspostamentipereffettodelle deformazionidellasospensioneelastica.InItalia,leFerroviedelloStato,sindal1935, hannofissatolamassimasopraelevazionein160mm.Talevaloremassimostato stabilito in seguito a numerose esperienze per contemperare le esigenze dei convogli pi velociconquellipilentietenendoconto della stabilit nel caso che, per una qualsiasi causa,unconvoglioopartediessositroviadoversostareincurva.Poichrisultato CAPITOLO 10 416 cheunveicolofermositrovaincondizionidiinstabilitpersopraelevazionisuperioria 300 mm, il valore massimo assunto si deve ritenere largamente prudenziale. Dalla [10.2] ricavabile la velocit V(km/h) in funzione dei valori di R ed h per i quali si verifica il perfetto bilanciamento della forza centrifuga: R h 291 . 0 V = [10.4] In generale, per ogni valore di h pu scriversi: R K V =[10.5] ed il coefficienteh 291 . 0 K =viene chiamato coefficiente di esercizio della curva. Tali relazioni non possono essere applicate senza uno studio preliminare per il fatto che tuttelelineeferroviarievengonopercorsedatrenichehannovelocitdifferenti;nasce quindiilproblemadisceglierefradiessequellapiconveniente.Finchlamassima velocitraggiungevavalorilimitatiederaanchepiccolaladifferenzatraessaela minima,nellassegnarelasopraelevazionesiritennepreferibileriferirsiallavelocit massima.Successivamente le Ferrovie Italiane, per tener conto della diversa velocit dei convogli, stabilirono di assumere la velocit V, di perfetto bilanciamento, pari alla media quadratica fra il valore massimo e minimo delle velocit previste nella tratta: 2V VV2min2max+=[10.6] Latendenzamodernadiraggiungerenellelineeferroviariedigrandecomunicazione velocitmassimesuperioria200km/hconsigliadiimpostareilcalcolodella sopraelevazionefacendoriferimentoallaliquotaammissibilediaccelerazionecentrifuga non compensata dalla componente del peso. Lentitdiquestarisultadalladifferenzafralaccelerazionecentrifugarelativaavmax(in m/s) e quella corrispondente alla velocit v di perfetto bilanciamento: RvRva2 2maxr = [10.7] Il valore ar viene fissato da condizioni connesse con il disagio fisiologico dei viaggiatori e pertantoanchedaltipodiconvoglio.Perconvogliconcarrozzedivecchiotiposisuole assumere ar=0.6 m/s2, mentre per moderni convogli veloci i valori limite possono elevarsi a 0.8 e fino a 1.0 m/s2. Assumendocomevelocitdiperfettobilanciamentounopportunaaliquotadella velocit massima,V=cVmax(concdipendentedallaccelerazionecentrifuganoncompensata ammissibile e dalla sopraelevazione massima adottata nella linea), la [10.3] diventa: ( )RV c8 . 11 h2max1 = [10.8] Questarelazionelasciaampiocampodiscelta,permetteciodiadeguarele sopraelevazioni alle reali esigenze di esercizio, ed al tipo particolare di convoglio. Si pu facilmenteosservarecheilvaloredicdiminuisceallaumentaredellaccelerazione centrifuganoncompensataammessa,dimodoche,fermarestandolavelocitVdi CAPITOLO 10 417 perfettobilanciamento,risultapielevatalavelocitVmaxconcuiildatoconvogliopu percorrerelacurva.Riportandolespressionedellaccelerazionecentrifuganon compensata in cui si sostituisce a V il termine cVmax: ( )22max2 2max2 2maxrc 1R 96 . 12VR 96 . 12V VRv va ===[10.9] si nota che le equazioni [10.8] e [10.9] permettono di ricavare c. ConsiderandoinparticolareR=Rmin,percuih1=160mm,edassumendoar=0.6m/s2 (convoglio tradizionale), si ha: ( )= == =2 22maxr2max21m/s 60 . 0 c 1R 96 . 12Vamm 160RV c8 . 11 h[10.10] e cio: ==22max22maxc 196 . 12 60 . 0RVc 8 . 11160RV[10.11] da cui si ricava: 80 . 0h a 153hcr+ =[10.12] Per questo valore di c le [10.3] e [10.4] diventano: == =min max2max1R 60 . 4 Vmm 160RV552 . 7 h [10.13] mentre per ar=0.8 m/s2 si ottiene c=0.75 e quindi: min maxR 908 . 4 R h 338 . 0 V = =[10.14] Daquestapuricavarsilarelazionechepermettediottenereilraggiominimoperdata velocit massima: 2max minV 0415 . 0 R =[10.15] Nellelineeadelevatavelocit,ondemigliorarelecondizionidistabilitincurva,si adottano valori di sopraelevazione massima h=100 mm; in tale caso, assumendo ar=0.8 m/s2, si ha: CAPITOLO 10 418 ( )= == =2 22maxr2max21m/s 8 . 0 c 1R 96 . 12Vamm 100RV c8 . 11 h[10.16] da cui: c=0.67. Risulta, quindi, per Vmax=250 km/h,3312100V 30 . 5R2max== m. Figura 10.10 Velocit massime consentite in curva in funzione del raggio (con sopraelevazione massima) per valori diversi dellaccelerazione centrifuga non compensata (c=0.8 e c=0.75). 10.4.1 La poligonale dasse Lestrema precisione richiesta al progetto delle linee ad AV, a causa delle elevate velocit in gioco, ha portato al riesame di ogni aspetto riguardante la definizione della poligonale dasse per ottenere un tracciato in grado di garantire la sicurezza e laffidabilit della linea durante lesercizio futuro, oltre che un buon comfort di viaggio per i passeggeri, elemento importante per la qualit del progetto stesso, che richiede standard di servizio sempre pi alti.Lecurveditransizionesononecessarieperfaraumentaregradualmente laccelerazione trasversale e quindi la sopraelevazione nel passaggio da rettifilo a curva. Possono essere di vario tipo. Su strada si preferisce la clotoide che ha la caratteristica di avere la curvatura crescente linearmente con la lunghezza.LeFerrovieitalianepreferisconoapprossimare,datalabenchminimadifferenza, lascissa unilinea con la sua proiezione sullasse x: ne deriva una parabola cubica. Unproblemacomunesiaallaclotoidecheallaparabolacubicache,avendolarotaia esternaunapendenzap=h/L(doveLlalunghezzadellacurvaditransizione), CAPITOLO 10 419 landamentodellaccelerazionetrasversalenoncompensatapresentaduepuntidi discontinuit allinizio ed alla fine del raccordo. Ci causa la indeterminazione in tali punti delcontraccolpo,cheladerivataneltempodellaccelerazionetrasversalenon compensata. Questa discontinuit pu essere accettata grazie allelasticit del veicolo sia stradale che ferroviario. Figura 10.11 Andamento della curvatura per una parabola cubica e per una curvasinusoidale. Figura 10.12 Andamento del contraccolpo per unaparabola cubica e per una curva sinusoidale. Pereliminarequestoproblemaaltrientiferroviarihannosceltolacurvaditransizione sinusoidale,cheparteefiniscecontangenteorizzontale(figura10.11),percuicon contraccolpo nullo allinizio ed alla fine della curva. Per contro, il valore del contraccolpo massimo;pielevatonellasinusoidechenellaparabolacubica(clotoide),conla differenzachenellaprimalasiraggiungegradualmenteenonistantaneamentecome nella seconda (figura 10.12). 10.4.1.1 Raccordo di transizione Nelle linee AV italiane prevista la parabola cubica FS come raccordo di transizione per le curve monocentriche. Come dati geometrici iniziali, si possono ritenere noti il valore del raggiodiprogettoRddellacurvacircolareedilvaloredellosviluppototaledelraccordo parabolico Ls. Questultimagrandezzastabilitaattraversounostudiodinamicodelveicoloferroviario in curva che mira a fissare, sulla base dellaccelerazione centrifuga non compensata, ar, un limite massimo al contraccolpo e secondo la nota formula = = = 6 . 3a VLL 6 . 3a Vtar maxssr max r[10.17] Fissato un sistema di riferimento cartesiano (Fig. 10.13), si pu immediatamente ottenere unaltragrandezzachelaproiezioneLtsullatangentedeltrattodiparabolacheva dallorigine ad Ls. proprio la quantit Lt ad essere coinvolta nelle formule che forniscono rispettivamente lequazione della parabola cubica, langolo che la tangente al raccordo parabolico nel CAPITOLO 10 420 genericopuntoPdiascissaxformaconlassedelleascisseelacurvaturasemprenel medesimo punto P: d t3R L 6xy =[10.18] ||.|

\| = = =d t2'd t2' 'R Lx21arctgR Lx21tg y [10.19] ( )232'' 'y 1yr1((

+=[10.20] Figura 10.13 Rappresentazione della parabola cubica su un sistema di riferimento cartesiano. Lo sviluppo Ls del tratto parabolico legato alla sua proiezione Lt ed al raggio di progetto dalla formula ( ) ( ) ( )...R 2L2081R 2L721R 2L101L L6d7t4d5t2d3tt s+ + + =[10.21] PerquantoriguardalamodalitdiposizionamentoadottatadallAVitaliana,sipudire che linserimento del raccordo parabolico avviene sulla base di un criterio convenzionale che fissa il punto di inizio raccordo attraverso una traslazione lungo la tangente nel punto T0 dellarco di circonferenza primitivo. Un corretto inserimento nel tracciato della parabola cubica deve garantire che: a)allinizio ed alla fine del raccordo ci sia contatto fra rettifilo e parabola da una parte e fra parabola e curva circolare dallaltra; b)nei punti di inizio e fine raccordo le due curve a contatto abbiano la stessa tangente; c)nei punti di inizio e fine raccordo non ci siano discontinuit di curvatura e di raggio di curvatura. CAPITOLO 10 421 Il posizionamento effettuato nelle linee AV italiane non consente, in teoria, di soddisfare completamentequestetreesigenze,percuisiriscontranodellediscontinuitdinatura analitica e geometrica. Relativamenteallaprimacondizionedarispettare,larretramentoconvenzionalediLt/2 dal punto di tangenza T0 fra rettifilo e curva circolare primitiva, porta ad una discontinuit analitica sulle coordinate del punto di contatto F fra i due archi utilizzati, quello parabolico equellocircolare.Nellatabella10.5,siriportanoleordinatedelpuntoFnelledue geometrie. I risultati si ottengono partendo dai valori limite adottati sulle linee AV italiane delraggioplanimetricodiprogetto Rd e dello sviluppo dellarco parabolico Ls, valori che rappresentano la situazione pi sfavorevole. Raggio di progetto Rd5300 m Sviluppo del raccordo parabolico Ls330 m Ordinata riferita alla parabola y(Fparabola)3.423866 m Ordinata riferita alla circonferenza y(Fcirconferenza)3.424489 m Differenza y0.623 mm Differenza percentuale0.018 % Tabella 10.5 Ordinate del punto di contatto F nellarco parabolico e in quello circolare. Per la seconda condizione, lesigenza di continuit del tracciato impone la coincidenza fra letangentialraccordoedallacirconferenzanelpuntodicontattoF.perverificaretale condizione, si devono confrontare le due espressioni della tangente nel punto F, ottenute derivando rispettivamente la [10.18] e lequazione cartesiana della circonferenza dtparabolaR 2Ltg= [10.22] 4LR 2Ltg2t 2dtnza circonfere = [10.23] Per quantificare la differenza fra i valori dellangolo di deviazione , nel punto di contatto F,perleduecurve,incondizionidiprogettoestreme,sifariferimentoaivalorilimite adottati sulle linee AV italiane per il raggio Rd e lo sviluppo Ls (tabella 10.6). Raggio di progetto Rd5300 m Sviluppo del raccordo parabolico Ls330 m Proiezione del raccordo parabolico Lt329.968 m Angolo di deviazione parabola 0.031119 rad Angolo di deviazione circonferenza 0.031134 rad Differenza 0c.000960 Differenza percentuale0.048 % Tabella 10.6 Angolo di deviazione nel punto di contatto F nellarco parabolico e in quello circolare. CAPITOLO 10 422 Analizzandolaterzacondizionedarispettare,sitrovaladiscontinuitpiimportante presentenelpuntodicontattoFtraparabolacubicaecurvacircolare.Sitrattadella differenzafraivaloridellacurvatura,edi conseguenza del raggio di curvatura, misurati neiduecasi.MentreperlacurvacircolaresihannosemplicementeivaloridiRdperil raggioedi1/Rdperlacurvatura,perlaparabolalerelazionidautilizzaresonopi complesse, visto che vengono abolite le approssimazioni che consentono di confondere la curvatura con la derivata seconda y. Nel punto finale F, si ha: 232d2td'dR 4L1 R1R1||.|

\|+ =[10.24] Questeformulefornisconovalorichesidiscostanodaquellidellacurvacircolare,in riferimento al valore del raggio minimo Rd indicato per le linee AV italiane (tabella 10.7). Raggio di progetto Rd5300 m Raggio finale Rd del raccordo parabolico 5307.706 m Differenza R7.406 m Differenza percentuale0.145 % Tabella 10.7 Raggio di curvatura del punto di contatto F nellarco parabolico e in quello circolare. Seperleprimedueproblematicheledifferenzeriscontratepossonoesserecomunque accettate(y=0.623mm;=0c.000960),soprattuttonellotticadelleoperazionidi tracciamento,perilraggiodicurvaturalasituazionediversa(R=7.706m).Sesi definisselarcodicirconferenzaconlultimoraggioottenutodallaparabolacubica,si otterrebbeunandamentodellalineadassediversodaquelloprevistoe,soprattutto, impossibile da raccordare con gli elementi geometrici del tracciato gi individuati. Le tre diverse discontinuit analizzate sono dovute al criterio di inserimento adottato per questo raccordo di transizione; lapproccio convenzionale, legato alla traslazione iniziale di Lt/2, comporta tutte le differenze rilevate. 10.4.1.2 Raccordo di flesso Nelle linee AV italiane, non si utilizza una geometria specifica per la progettazione delle curvecontiguediscordi,masifariferimentoalcasopisemplicediduecurvedi transizione discordi (due parabole cubiche) separate da un rettifilo intermedio. Perquantoriguardaledueparabolecubichesitrattadinormaliraccordiditransizione che vengono calcolate con la metodologia precedentemente vista. Relativamentealrettifilointermedio,invece,deveessernestabilitalalunghezzaLrche dovrebbeconsentireallacassadelveicoloferroviariodiriacquistareilsuooriginario assettoverticaleperaffrontare,incondizioniideali,lasecondapartedelraccordodi flesso. Questo dimensionamento pu iniziare con valutazioni relative alla distanza d che deveintercorreretraiduepuntiditangenzadelrettifiloconleduecurvecircolari primitive; nel campo dellAV, si ricorre alla formula: =6 . 3 2a V2 dr max [10.30] CAPITOLO 10 423 Figura 10.14 Raccordo di flesso: due parabole cubiche con rettilineo intermedio. Quandosipassaadunaconfigurazionedefinitivadeltracciato,conlintroduzionedei raccordi di transizione parabolici, tale distanza risulta essere composta dalla semisomma dellelunghezzeLs1eLs2delleparabolecubicheadiacentiedallosviluppoLrdel segmento rettilineo intermedio. Perquestoultimoelemento,esperienzecondotteinGiappone,basatesullostudiodel convoglio in curva, suggeriscono di adottare una lunghezza pari a: 6 . 3V 5 . 1Lmaxr= [10.31] dove 1.5 il tempo, espresso in secondi, ritenuto necessario per ripristinare un corretto assetto verticale. Tale valore per Lr risulta prossimo allindicazione di alcuni autori, uguale aVmax/2,masensibilmentemaggiorealvaloreminimoadottatoinItaliadi30mper velocit comprese fra i 100 e i 160 km/h e di 50 m per velocit superiori a 160 km/h. FissatocosunvalorediriferimentoperLr,calcolatiglisviluppiLs1eLs2deiduearchi parabolici,graziealla[10.17]enotah,sopraelevazioneincurvadellarotaiaesterna, possibilecontrollareseladistanzadinizialmenteprevistasiasufficienteomeno attraverso la seguente relazione valida per le linee AV: ( ) 50 h hh 6 . 3 * 2a V502L Ld2 1maxmax , r max 2 s 1 s+ + = ++= [10.32] 10.5 IL TRACCIATO ALTIMETRICO Perlestradeferratelasceltadellapendenzadipendeessenzialmente,anchein condizioniordinarie,daunfattoredeterminante,laderenza,ilcuivaloremoltopi basso di quello relativo alle strade ordinarie. Dinorma,nellelineeallapertolalivellettamassimaperstradeferratedigrande comunicazione,nondovrebbesuperareil10-12eperlineesecondarieil15. opportuno che in galleria la livelletta massima si scelga di valore inferiore che allaperto. Nellelineeadaltavelocit,pertrafficomisto,tenutocontodella potenza disponibile dei moderni locomotori e perci delle elevate prestazioni ottenibili, le F.S. hanno stabilito dei CAPITOLO 10 424 limiti piuttosto elevati: 15-18 allaperto e 12-15 in galleria. In Francia, dove le linee AV sonoesclusivamenteriservatealtrafficodiconvoglileggeri,sisonoadottatependenze massimeanchedel30.Nellestazioni,oveiconvoglinellafasediavviamento incontranoleresistenzeaddizionalidovuteallinerzia,tuttaltrochetrascurabili(da10a 15kg/t)specialmenteperitreniaccelerati,necessarioridurrelelivelletteavalori inferiori al 5 per lunghezze di almeno tre chilometri. 10.5.1 Raccordi verticali ferroviari Ilraccordofraduelivellettevienesempreeseguitomediantearchidicirconferenza; particolare cura, per, va posta nella scelta del raggio nel caso in cui si debba passare sa una livelletta in un senso ad altra di segno opposto: dossi e sacche. NelprimocasoilraggioRvdellacurvaverticaleputrovarsiinbaseaconsiderazioni molto semplici. Un veicolo che deve percorrere detta curva sar sollecitato da una forza centrifuga che tender ad allontanare le ruote dalle rotaie e che, in ultima analisi, ridurr il pesostaticogravantesullarotaiaediconseguenzaladerenza.Perunitdipesodetta forza centrifuga sar: v2cR 14 . 127VF= [10.33] dove V espressa in km/h ed Rv in metri. Se si pone come condizione che la variazione di peso statico non debba superare l1.5%, larelazionesoprariportatapermetterditrovareRvunavoltafissatoilvaloredella velocit. Si ha quindi: v2v2R 91 . 1 V 015 . 0R 14 . 127V= = [10.34] Si tratta di raccordi con raggio molto grande e che occorre mantenere sempre maggiore di 5000 metri. Il caso delle curve concave va trattato nello stesso modo, tenendo per presente che, in questa circostanza, lazione della forza centrifuga produce un aumento del carico statico. Per le linee AV le F.S. hanno stabilito i valori minimi dei raggi verticali (Tab.10.8). V [km/h]Rv [m] 30045000 25030000 20020000 Tabella 10.8 Valori minimi dei raggi verticali per le linee ad Alta Velocit. 10.6 I TRENI AD ALTA VELOCIT 10.6.1 La famiglia francese dei TGV Il sistema ad AV francese formato dai ben noti treni ad Alta Velocit, denominati TGV (figura10.15).Lacaratteristicaprincipaleditalitreniquelladiessererealizzatidaun complessoindivisibile,inquantoirimorchicontiguisiappoggianosucarrellicomunia CAPITOLO 10 425 duediessi,realizzandouncomplessoincuiogniveicolohaunasuaposizioneben precisa nel treno e quindi tutti i veicoli sono specializzati. Tale condizione tuttavia obbliga necessariamente una riduzione notevole della lunghezza di ogni veicolo per ragioni di sagoma, per cui dai circa 27 m di lunghezza massima di un veicolonormale,sipassainquestocasoadunalunghezzadicirca20m,conrelative riduzioni nella rispettiva capacit di trasporto.Altra conseguenza di tale soluzione quella che la massa per asse maggiore di quella dei veicoli rimorchiati normali ed su tutto il treno uguale a 14 t/asse, limite che stato impostodallaSNCFcomemassimoperilmaterialeadaltavelocit,rispettoalle sollecitazioni e mantenuto anche per i successivi TGV. Si deve infine notare che tutti i treni TGV non dispongono di carrozza ristorante, ma solo di un bar, in quanto per sfruttare meglio lo spazio a disposizione i pasti sono serviti al postoepreviaprenotazione:questaunaconseguenzadellafilosofiadelsistemaAV francese,realizzatoprincipalmenteperfarconcorrenzaalmezzoaereoequindi realizzato con criteri strettamente concorrenziali con il citato tipo di trasporto. 10.6.2 I treni tedeschi ad AV (ICE) IlservizioconitreniadAViniziatoinGermanianel1991conlaprimaseriedi60 INTERCITYEXPRESS(ICE1)realizzatisecondoilprincipiochebisognavaoffrireun servizio, in termini di costi, velocit e comfort, migliore di quello offerto da unautovettura stradaledielevateprestazioniecomfort,marciantesuunestesareteautostradale gratuita, come quella tedesca: a giudizio dei risultati, tale linea ha pienamente raggiunto i risultati che si era prefissa, in quanto laumento del traffico su tali treni stato superiore alle aspettative (figura 10.16). ItreniICEdella1aseriesonoconvogliacomposizionevariabile,formatidaduemotrici alle estremit e da un numero di veicoli intermedi variabile fino ad un massimo di 14, che offronouncomfortdilivellomoltoelevato;lacomposizioneprevistainorigineeradi12 veicoli,aumentataattualmentea13aseguitodellaumentodellarichiestadimercato;i posti offerti sono oggi circa 700; la velocit massima dei treni pari a 280 km/h, con una potenza complessiva di trazione di 10 MW. Peravereunideadelcomfortofferto,sipufarrilevarechelospaziooffertoper viaggiatore quasi del 25% maggiore di quello offerto nei treni francesi TGV, a parit di classe.InoltrerispettoaquestiultimisidevenotarecheilserviziodeitreniICEnonsi limitaadalcunelinee,masiestendeatuttalareteprincipaletedesca;sudettitrenila prenotazione non obbligatoria, anche in ragione della grande offerta di posti per treno e del loro cadenzamento normalmente offerto. Alloscopodiserviremaggiormentetuttiicentrichesitrovanosullareteelettrificata tedesca, anche a seguito della riunificazione del Paese, sono in servizio attualmente, 44 trenidenominatiICE2,cheoffronolestessecaratteristichedicomfortdiquelli precedenti, ma che hanno una composizione ridotta, con una sola motrice, una carrozza pilota e un numero variabile di rimorchi da 4 a 6 a seconda delle necessit. LaseriesuccessivadegliICE,detta3,riguardaitrenidestinatiancheaicollegamenti della rete tedesca con quelle vicine: si tratta di ulteriori 50 convogli per poter raggiungere lOlanda,ilBelgio,laFranciaelItalia;lanovitpiimportantedatadallapotenza ripartita,fattodovutoancheallaprevistacostruzionedellanuovalineaAVdaColoniaa Francoforte(RheinMain),doveladifficoltorografichehannoresoobbligatoriauna pendenza del 40 per mille, che sicuramente consiglia lutilizzo di potenza ripartita per una miglioreutilizzazionedelladerenza.Talitreni,conunapotenzadi8MW,avrannouna CAPITOLO 10 426 velocitdi330km/heoffrirannocirca400postiesarannocaratterizzatidaunimpatto ambientaleminoredeitreniprecedenti,siaperlariduzionedeilivellidirumore,per ladozionedimaterialinonnociviperquantoriguardailraffreddamentodelle apparecchiature elettriche, che per il funzionamento degli impianti di climatizzazione. 10.6.3 I treni AV giapponesi Lalta velocit giapponese iniziata in occasione delle Olimpiadi di Tokyo del 1964 con la linea Tokyo Osaka di 552 km percorsa alla velocit di 210 km/h, elevata presto a 220 km/h. La serie di treni pi vecchia la serie 0, che composta di 16 veicoli con assi tutti motorizzati ed ha una velocit di 220 km/h; la seconda serie in ordine di tempo la serie 100del1985,chepresentalastessacomposizionedeltrenoprecedente,unavelocit leggermente superiore (230 km/h) e presenta per la prima volta la particolarit di avere al centrodellacomposizione,duevettureaduepiani,utilizzateperilristoranteeperdei compartimenti privati. La terza serie la serie 300 del 1992, su cui la velocit massima stata elevata a 270 km/h e pur essendo rimasta invariata la composizione di 16 veicoli- il numero di assi motori stato ridotto a 40 dai 64 dei precedenti convogli (figura 10.17). doveroso ricordare che i record della rete AV giapponese sono quelli della puntualit e soprattuttodellasicurezza:in33annidiesercizio,con15miliardidiviaggiatori trasportati, non c mai stato un solo incidente grave e per quanto riguarda lorario il ritardo medio di 1.40 minuti! 10.6.4 I treni AV italiani Giallafinedeglianni60inItalia,acausadellacarenzadilinee,specienellaparte dorsale,dovesiconcentralamaggiordensitditraffico,sierasentitalanecessitdi quadruplicarelalineaMilanoRoma.sieradatoinizioailavoridellaDirettissima Firenze Roma, che fra alterne vicende- doveva essere completata solo agli inizi degli anni90.Allafinedeglianni80,inItaliastatadefinitaunareteAVdicirca1200km, comprendente la linea dorsale da Milano a Napoli, la trasversale Est Ovest da Torino a Venezia e lantenna Genova Milano.Si ricorda che la scelta del tipo di linee previste quella con traffico promiscuo e quindi non riservate solo allalta velocit. Per quanto riguarda il materiale rotabile da utilizzare su questo sistema e sulle principali linee di collegamento, gi a partire dalla met degli anni 80 era stato redatto un piano di studio,costruzioneesperimentazionediprototipi,chedovevaportarenelgirodiun decennio alla realizzazione di una flotta di treni AV, denominati ETR 500 (figura 10.18). Essendoilcitatomaterialerotabilecompletamenteinnovativorispettoaitipi precedentementeutilizzatidalleFS,laconcezione,laprogettazioneelacostruzione dellETR500passataattraversovariefasiaccuratamentepianificate,chesipossono cos riassumere: a)studio di fattibilit per esaminare tutti i tipi possibili di configurazione del materiale AV e scelta di quello pi consono alle esigenze della nostra rete; b)progettazione,costruzioneesperimentazionediduetreniprototipoformatidadue motriciediecirimorchiateintermediepercompletarelasperimentazione,speciead altavelociteverificarelarispondenzaancheneiconfrontideiviaggiatoridelle soluzioni prescelte; c)costruzionediserieditreni:primaseriedi30convogliformatidaduemotrici inquadranti undici rimorchiate intermedie, cui ha fatto seguito lordinazione nel 1995 di ulteriori 30 treni. CAPITOLO 10 427 Figura 10.15 TGV.Figura 10.16 Intercity Express (ICE). Figura 10.17 Shinkansen E4.Figura 10.18 ETR 500. Laprimafasepuntia)eb)venivarealizzatanel1989conilconvoglioETRX(una motrice e una rimorchiata), che stato utilizzato anche per esplorare il campo di velocit al di sopra dei 300 km/h; nel 1990 e 91 sono stati poi consegnati i due treni prototipo ETR Y 500 punto c) che hanno effettuato prima una lunga campagna di prove e poi sono stati utilizzati in esercizio da Firenze e Roma e da Roma a Reggio Calabria. IltrenodestinatoalsistemaitalianoadAVstatorealizzatodaunConsorzio,cui partecipano tutte le pi importanti Industrie nazionali del settore, ciascuna per la parte di rispettivaspecializzazione,denominatoTREVI(TREnoVeloceItaliano).Lutilizzazione dei treni ETR 500 prevista prevalentemente sulle linee ad Alta Velocit, ma non si limita aquesteinquantoaltresprevistasullelineeprincipalidellaretechesidiramanodal sistemaAV.Sirealizzacosunapenetrazionenelterritoriomoltovasta,permettendoa moltiCentridelPaesediesserecollegatialsistemaAVegodernedeivantaggi,siain terminidiriduzionedeitempidipercorrenza,chediaumentodicomfortdimarciaedei servizi offerti ai viaggiatori. importante far notare che le Specifiche tecniche di fornitura diquestitreniprevedonochelaprogettazioneelacostruzioneavvengainregimedi Assicurazione di Qualit e che ben precise clausole affidabilistiche siano rispettate. Per laffidabilit previsto che, con unutilizzazione giornaliera media per treno di 16 ore econunapercorrenzamassimadi1400km,laflottadiETR500garantiscacheil parametrodiriferimento,definitocomeilnumerodiavariepermilionedikmchedanno luogoadunritardoafinecorsasuperiorea30e/oallarichiestadellalocomotivadi soccorso, non sia superiore a 2.5. Per la manutenibilit richiesto un indice massimo di costo,riferitoallamanutenzioneordinariaestraordinaria,paria2065.82europer1000 CAPITOLO 10 428 kmdi percorrenza, ivi comprese sia le spese di manodopera che di materiali. Infine per quantoriguardaladisponibilitsistabilitocheilfermotrenipermanutenzione straordinaria non debba superare il 4% dellintera flotta di treni. I treni ETR 500 possono raggiungere tutti i principali centri del Paese, anche se questi si trovanofuoridallelineedellareteAV,inquantoitrenipossonocircolareavelocitpi elevatedeitreninormalisullaretetradizionale.Siricordaancorachelavelocizzazione dellareteeicollegamentifraiprincipalicentridelPaesesonoeffettuatiinmaniera integratadaduetipiditreniadaltavelocitrealizzatidalleFS,ecioETR500eETR 450/460/480(Pendolini),questiultimicompostidaveicoliadassettovariabile;siin condizioni cos di servire il maggior numeropossibile di Centri, facendo loro beneficiare delle velocizzazioni pi elevate possibili, compatibilmente con le linee da cui sono serviti. Oltreainotevoliguadagniinterminidiriduzionedeitempidipercorrenza,sideve evidenziare che con le nuove linee AV si pu aumentare notevolmente lofferta di servizi, con un servizio cadenzato ad esempio ogni mezzora; tutto ci si traduce sulla direttrice MilanoRoma,considerandountrenodalleore6.00alleore22.00,inunoffertadi 45000 posti nei due sensi. 10.7 LO SCAMBIO FERROVIARIO In uno scambio si notano sempre due parti caratteristiche fondamentali e cio: una parte mobile costituente il cambiamento e comunemente chiamata telaio degli aghicapacediassumereduediverseposizionipergarantirelacontinuitdel binario di entrata, rispettivamente, con luno o con laltro binario di uscita; una parte fissa costituente lincrociamento e comunemente chiamata cuore in cui resapossibilelamarciadeiveicoli,sullunaosullaltrauscita,malgradolincrocio chenecessariamentesideveverificaretralarotaiasinistradelluscitadestraela rotaia destra delluscita sinistra. Le due parti principali sono tra loro collegate da quattro brevi rotaie che prendono il nome di rotaie intermedie. Si ottiene cos un deviatoio, o scambio (figura 10.19), con un ramo di uscita rettilineo, che viene detto di corretto tracciato, ed uno curvo, detto deviato. Perconsentirecheunaruotamunitadibordinovengaavviatasudiunistradamento diverso da quello corrispondente alla rotaia su cui essa sta rotolando necessario che la nuovarotaiavengaaccostataalla prima in modo tale da invitare su di essa il bordino e portare cos la ruota sulla nuova direzione. evidente che il passaggio della ruota, ed in particolaredelsuobordino,sullanuovarotaiadeveancheavvenireconognipossibile dolcezza, senza alcun urto o sobbalzo, e laccostamento deve essere sicuro e completo inmodotaledaevitareunqualsiasiinvitoalbordinoadincunearsitraleduerotaie forzandone laccoppiamento. Figura 10.19 Nomenclatura di uno scambio. CAPITOLO 10 429 Per garantire questo si provvede lavorando lestremit della rotaia mobile in modo tale da garantireunperfettoadattamentodelsuofiancoalfiancodellarotaiafissaedanzi facendoinmodochelapuntadellaprimavadaaddiritturaanascondersisottoalfungo dellaseconda.proprioperquestalavorazione,cheprovocauncaratteristico assottigliamentodellapunta,chesiparladiquestaestremitindicandolacomeago.La parte di rotaia fissa contro cui lago va ad appoggiarsi viene chiamata contrago. Perottenereilcambiamentonecessariaunacoppiadiaghiciascunadeiqualideve poter, alternativamente, essere accostata al proprio contrago. In ogni ago si riscontra una punta e, dal lato opposto, un tallone. Dalla denominazione di punta e tallone nascono le locuzionipresodipuntaepresoditalloneperindicarecheloscambiovienepercorso, rispettivamente, da un movimento che incontra prima la punta e poi il tallone o viceversa. Pertantounoscambiopresodipuntadaunconvogliocheloutilizzicomedeviazione mentre preso di tallone da un convoglio che lo utilizzi come confluenza. Ilmovimentodegliaghidiunoscambiopuottenersiodattraversounaveraepropria rotazioneattornoadunpernoverticalepostoincorrispondenzadeltallone(conaghia cerniera)operdeformazioneelasticadellagostessoincorrispondenzadelsuotallone (ad aghi elastici). I due aghi di uno scambio devono potersi accostare alternativamente ai rispettivi contraghi. Se gli aghi si accostassero contemporaneamente ambedue al proprio contrago,gliassidiunconvogliocheprendesseloscambiodipuntaforzerebberolo scambionelsensochesiinfilerebberotraidueaghiinoltrandosicosinunazonaa scartamentorapidamentedecrescenteconconseguentesicurosvioperscavalcamento deibordinialdisopradeifunghi.Analogamente,seidueaghifosseroambeduelontani dalrispettivocontrago,gliassidelconvoglioliabbraccerebberoinfilandosicosinuna zonaascartamentorapidamentecrescenteconconseguentesviopercadutadei cerchioni dai funghi. evidente la necessit di collegare tra di loro i due aghi, con dei tiranti di accoppiamento odiunione,costituendocosuntelaiodegliaghi.iltelaiocheassumeduedistinte posizioni in ciascuna delle quali uno degli aghi discosto dal suo contrago mentre laltro accostoalsuo.Lacorsadeltelaiodegliaghivienetenuta,incorrispondenzadelle punte,dialmeno12centimetri.Lamanovradeltelaiodegliaghi,eciolospostamento del telaio stesso dalluna allaltra delle due possibili posizioni finali, pu essere effettuata amano,sulposto,odadistanza.Lapparecchiaturausataperlamanovraamanola cassetta di manovra detta anche macaco. Essa costituita da una leva di primo genere avente lestremit inferiore collegata al telaio degli aghi a mezzo di un tirante di manovra eportanteallestremitsuperiore,montataabandiera,unamanovellaconunrobusto contrappeso e con una impugnatura allestremit libera. La leva, ruotando intorno al suo asse,cheparalleloallassedelbinario,puassumeredueposizioniestreme corrispondenti alle due posizioni estreme del telaio degli aghi, da essa trascinato. Per far ruotare la leva basta ruotare, intorno allestremit della leva stessa, di 180 la manovella conilcontrappeso:questoultimopassacosinunaposizionetaledaprovocare,conil suo peso, lo spostamento della leva dalluna allaltra posizione. Le due rotaie costituita dagli aghi si intersecano in corrispondenza di quello che abbiamo gidefinitoincrociamentoocuoredelloscambio.Lintersezionedluogoadueangoli oppostialverticeicuilatidevonoesserepercorribilidaruoteconbordino:pertanto indispensabilechesuentrambiilati,inunpuntosubitoprecedentequelloincuisi incrocianogliassidelleduerotaie,vengapraticatountagliodilarghezzasufficientea permettereilpassaggiodelbordino.Subito altre il taglio, ed a partire dal punto in cui si incrocianoibordiinternideifunghidelleduerotaie,possibileriprenderelacontinuit CAPITOLO 10 430 dellerotaie:sivienecosacrearelacaratteristicapuntadelcuore.Lampiezza dellangolocostituenteilcuorefunzionedellangolodideviazioneeciodellangolo formato dallasse dei due rami di uscita del deviatoio. costituito da un unico pezzo ottenuto per fusione di una lega acciaiosa ad alto tenore di manganese per ottenere sufficiente durezza del materiale e, quindi, conseguente elevata resistenza allusura. In corrispondenza dellincrociamento si ha uninterruzione delle due rotaie che si incrociano e ci fa s che in quel punto viene a mancare, per una delle due ruotediognisala,lappoggiodelbordinoalnormalefungo.Ilmancatoappoggiosi verificaperuncertointervallochetantopilungoquantopipiccololangolodi deviazione dello scambio e quanto maggiore lo spessore che non si pu fare a meno di lasciare,perovvieragionicostruttiveediresistenza,allapuntadelcuore.Questo intervallodimancatoappoggiovienedettointervallonocivoospazionocivoe corrispondeadunazonadimarcianonguidata.LeF.S.hannosviluppatoeintrodotto scambiperlineeAVconvelocitdi300km/hincorrettotracciatoedi160km/hin deviata, caratterizzati dal cuore a punta mobile (figura 10.20) e da un sistema di manovra completamenteinnovativoperlamovimentazionedegliaghiedelcuore,inmododa eliminare lo spazio nocivo in punta cuore e garantire la continuit delle file direttrici e del piano di rotolamento per entrambe le vie di percorrenza (corretto tracciato e deviata). Figura 10.20 Scambio con cuore a punta fissa e mobile. Il movimento, sincrono con quello del telaio degli aghi, fa s che rimanga aperta solo una o laltra delle due interruzioni in corrispondenza dellincrociamento. La chiusura dellaltra interruzione, operata dalla punta mobile del cuore, elimina quindi lo spazio nocivo.