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Terminal intermodale Chiasso Appunti scolastici Premium

Esercizi di Progetto di ferrovie elaborati dal publisher sulla base di appunti personali e frequenza delle lezioni del professore Cassano, Università degli Studi Politecnico di Milano - Polimi, Facoltà di Ingegneria civile ambientale e territoriale. Scarica il file con le esercitazioni in formato PDF!

Esame di Progetto di ferrovie docente Prof. G. Cassano

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Progetto intermodale ferro-gomma

Figura 5 Primo Scenario

Dunque, i treni in arrivo dalla direttrice di Lugano, sfruttando i binari già esistenti, hanno la

possibilità di inserirsi facilmente lungo il fascio di binari A/P, così come quelli in arrivo

dall’Italia che passando dai binari a Sud della stazione hanno la possibilità di ricollegarsi

direttamente al fascio A/P. Dopodiché, per l’ingresso nei binari operativi, si può sfruttare

l’asta di manovra in curva, andando a effettuare una manovra di regresso per l’inserimento

nel fascio operativo. Di fatto sia questa prima soluzione, che la seconda (come si vedrà

più avanti) sfruttano l’ipotesi di binari operativi di carico e scarico merci accessibili per

regresso.

Essendo vincolati in primis dagli spazi, dove si è ipotizzato inserire i binari operativi (con

lunghezza pari a 750 metri), ed in secondo luogo dalla stessa curva esistente, con raggio

ridotto (pari a 170 metri), l’asta di manovra è stata costruita a partire dagli scambi,

sfruttando l’inclinazione che questi offrono già come un leggero inserimento in curva.

Vincolati dagli spazi dell’esistente, la nostra scelta dello scambio si è riversata sul tipo

S.60U/170/0.12 con lunghezza totale pari a 25,30 metri. 11

Progetto intermodale ferro-gomma

Tabella 3 Tipi di scambi

Ovviamente la velocità di quest’ultimo è di 30 km/h è vincolata al fatto che il raggio risulta

essere uno di quelli più piccoli adottabili e alla tangente di valore 0.12 che si traduce in

un’inclinazione con angolo pari a circa 7°.

Tale soluzione ha il vantaggio di sfruttare con minime modifiche gli impianti esistenti

(fascio A/P) (riduzione spese di costruzione), l’adattamento all’esistente comporta, però,

l’adozione di raggi di curvatura molto penalizzanti per quanto riguarda l’inserimento in

curva di veicoli merci (pianali a 2 assi) aumentando l’usura dei bordini e delle rotaie inoltre

il fascio esistente (configurato a trapezio) presenta binari di lunghezza inferiore allo

standard richiesto di 750m (aumento spese d’esercizio e limitazioni inaccettabili alla

lunghezza dei convogli).

2.3.2 Secondo scenario d’intervento

Tenendo conto di tali limitazioni si è preferito modificare anche l’esistente adottando come

standard un modulo di 750m e un raggio minimo di curvatura pari a 400m (e susseguente

adozione di deviatoi tipo S60U/400/0,074.)

La seconda ipotesi prevede l’inserimento di un fascio A/P (lunghezza almeno 750m) di un

fascio operativo ad esso parallelo collegati (tramite regresso) ad un asta di manovra

parallela al binario di collegamento con la zona sud della stazione (figura 6) 12

Progetto intermodale ferro-gomma

Fascio operativo

Fascio A/P Asta di manovra

Figura 6 Disposizione Fascio Operativo e Fascio A/P

Tale asta permette (tramite apposita comunicazione semplice) eventuali arrivi e partenze

da e per la zona sud della stazione (rete italiana)

I convogli accedono quindi al fascio A/P da nord poi proseguono (presa in carico da parte

della manovra e allontanamento della locomotiva elettrica) nell’asta e poi retrocedono ai

binari operativi.

Fascio operativo

Fascio A/P

Convoglio in arrivo

Movimento locomotore elettrico

isolato

Movimenti di manovra Figura 7 Asta di manovra

2.4 Collegamento con la rete autostradale esistente

A nord è possibile in maniera molto semplice, e sfruttando già la rete stradale esistente,

ricollegarsi all’autostrada sia in direzione Lugano, che in direzione Milano.

In figura 8 è possibile vedere lo schema generale degli ingressi/uscite per il nostro

terminal. 13

Progetto intermodale ferro-gomma

Figura 8 Collegamento Stradale

Vanno previste solamente alcuni rifacimenti ed allargamenti stradali nella zona di ingresso

al nostro terminal intermodale. Attualmente, infatti, l’ultimo tratto di strada in accesso ai

nostri gate non risulta pavimentata. Più avanti (nel capitolo Pavimentazione) tratteremo in

dettaglio gli accorgimenti e le disposizioni da seguire per il giusto dimensionamento della

pavimentazione da nuovo. 14

Progetto intermodale ferro-gomma

Figura 9 Percorso Stradale

In figura 9, invece, si può osservare in dettaglio il ricollegamento autostradale.

3 Dimensionamento del terminal

3.1 Convoglio tipo e numero coppie/giorno da servire

Raccolta dei dati

Il dimensionamento di una piattaforma intermodale avviene a valle di una fase di analisi

approfondita del contesto economico e territoriale in cui si vuole inserire la struttura; la

fase

di progettazione deve infatti tenere conto di una domanda di trasporto potenziale da

soddisfare e della disponibilità di terreni su cui costruire. 15

Progetto intermodale ferro-gomma

Dai dati raccolti abbiamo stimato una potenzialità attesa di 5'000'000 tonnellate/anno di

merce movimentabile. Di questo totale abbiamo individuato, secondi i dati di analisi ISTAT

e camera di commercio, un 45% di merce in import ed un 55% in export, per l’area a

servizio del sud Ticino e Provincia di Como.

Dimensionamento Figura 10 Caratteristiche Carrello

Una volta stabilito il carro utilizzabile a formare i nostri convogli e la cassa mobile tipo, si è

potuto calcolare la quantità netta trasportabile per treno (in tonnellate) secondo un analisi

sulle quantità di merce trasportabili all’interno di una cassa mobile (vedesi allegato analisi

peso-volumi).

Innanzitutto, si è svolta un’analisi sulle merci circolanti all’interno della nostra zona di

interesse. Come merci/materiali più transitanti (in percentuale sul totale) si sono individuati

principalmente:

1. Materiali di tessitura (30%)

2. Cuoio (4%)

3. Ferro (8%)

4. Cemento (6%)

5. Materiale di informatica (30%)

6. Auto e moto (15%) 16

Progetto intermodale ferro-gomma

Il ragionamento è finalizzato al calcolo del peso medio (netto e lordo) di una cassa mobile

contenente tutti questi tipi di materiale. Questo ragionamento è però vincolato a delle

elaborazioni da fare in merito alla densità di ogni singolo materiale, in quanto un materiale

può essere molto ingombrante ma pesare poco (come la maggior parte dei materiali di

informatica) oppure pesare tanto, ma occupare poco spazio (come il ferro).

Mediante l’allegato Excel è possibile vedere le varie densità calcolate per ogni materiale di

nostro interesse. Fissato poi un coefficiente di riempimento, a ragione di sicurezza, per

ogni merce pari all’85% (non è possibile pensare di riempire totalmente una cassa per il

suo intero volume), si è stimato prima il peso a massimo volume, dopodiché il volume a

massimo peso, per stabilire volta per volta cosa fosse più vincolante. Chiaramente negli

esempi di materiali vincolanti, gli unici ad essere vincolanti sul volume, sono stati i

materiali di informatica. Per questi infatti non si è preso in considerazione la portata netta

massima di una cassa mobile (come in tutti gli altri casi, essendo il peso a massimo

volume maggiore del peso trasportabile su una cassa stessa), ma si è preso in

considerazione il peso a massimo volume del materiale stesso (essendo questo minore

del peso trasportabile su una cassa, ma esattamente pari al volume a disposizione di una

cassa, pari a 85 metri cubi). A questo punto è stato possibile calcolare il peso medio di

una cassa come la media dei pesi di tutti i materiali trasportabili in una cassa.

DATI CASSA MOBILE TIPO:

Portata Netta Max.

Peso massimo[kg] [kg] Volume di carico [m ] Tara [kg]

3

34000 kg 29700 85 4300

RISULTATI: PESO MEDIO

PESO MEDIO CASSA 20620,85 CASSA 24920,85 17

Progetto intermodale ferro-gomma

ANALISI UTI VALORE

PARAMETRI TRASPORTO FERROVIARIO PARAMETRI

Quantità netta annuale da trasportare (t) 2.750.000

Quantità netta trasportabile per treno (t) 948,6

Peso Assiale ammesso dalla linea (t) 22,5

No assi per vagone 6,0

Lunghezza Modulo di Stazione (m) 750,0

Lunghezza Utile Binario (m) 710,0

Lunghezza Vagone (m) 29,6

Tara per vagone (t) 27,3

Peso lordo UTI (t) 24,9

Peso netto UTI (t) 20,6

Peso Netto Massimo Vagone (t) 62,7

Numeri di vagone (n°) 23,00

Viaggi / anno necessari (n°) 2.900

Giorni annui di trasporto (n°) 330

Tonn/giorno da trasportare (t) 8.334

UTI / gg da trasportare(t) 404

UTI / treno 46

UTI / vagone 2

Viaggi giornalieri necessari (ctr) 9

Viaggi giornalieri necessari (n°) 18

Fascia oraria giornaliera o Tempo lavorativo utile

(h/g) 16

Tempo di carico (h) 0,92

Tempo di scarico (h) 0,92

Tempo di margine (h) 0,50

Tempo lavorazione convoglio (h) 2,34

Tabella 4 Analisi Traffico

Per trovare il numero di treni giornalieri passanti per il nostro terminal si è operato nel

seguente modo: 18

Progetto intermodale ferro-gomma

1. Fissata la quantità netta trasportabile (suddivisa come già anticipato in import ed

export), si è calcolato un valore di peso netto UTI in tonnellate pari a 20.6 t. Questo

è stato possibile calcolarlo mediante una stima dei pesi di materiale importati ed

esportati all’interno della zona Comasco-Ticinese (vedesi allegato Excel – Materiali

pesi e volumi).

2. Avendo considerato una doppia locomotiva pari a 40 metri di lunghezza in totale, si

è stimata una lunghezza utile di binario pari a 710 metri, da cui è stato possibile

calcolare il numero dei vagoni necessari (carri), come risultato di lunghezza utile di

binario/lunghezza vagone singolo (riportata su scheda tecnica in figura 10).

3. A questo punto si è potuto calcolare la quantità netta trasportabile per treno come

prodotto tra il peso netto in UTI e il numero di vagoni (moltiplicato ulteriormente per

due in quanto su un carro si posano due casse mobili).

4. Di seguito si è calcolato le tonnellate di merce al giorno trasportabili, fissati 330

giorni lavorativi: questo valore è di 8334 tonnellate al giorno

5. Infine per trovare i viaggi giornalieri necessari abbiamo diviso le tonnellate di merce

al giorno per la quantità netta di merce trasportabile per treno.

In alternativa, tenendo conto delle previsioni europee sulle dimensioni dei “nuovi” treni

merci che circoleranno in un futuro prossimo, assumiamo che il terminal oggetto del

presente elaborato operi su treni medi aventi le seguenti caratteristiche:

− massa totale rimorchiata: 948,6 tonnellate,

− numero di casse mobili per treno: 46 (=23*2),

− lunghezza media del treno (locomotore + carri): 710 metri,

− lunghezza del modulo di binario: 750 m.

Sulla base di questi valori, possiamo trovare lo stesso risultato di 9 coppie di treno al

giorno, arrotondando per eccesso:

404 [ ] =9 [ ]

46 [ ]

N.B: Gli UTI/giorno sono stati trovati dividendo le tonnellate di merce al giorno per il peso

netto di UTI. 19

Progetto intermodale ferro-gomma

Gli UTI/treno, invece, sono la quantità netta trasportabile per treno fratto il peso netto UTI.

Le caratteristiche definitive del convoglio tipo risultante dall´analisi di traffico, si trovano

nella tabella 5. Caratteristiche Progetto

Peso Totale Rimolchiato (Ton) 1774

No Vagoni 23,00

No Assi 6,0

Lunghezza (m) 720,8

Peso Assiale Centrale (Ton) 19,28

Peso Assiale Laterali (Ton) 9,635

Tabella 5 Caratteristiche Progetto

3.2 Dimensionamento dei binari operativi

Giunti a questo punto è doveroso fare un richiamo ai concetti di produttività statica e

dinamica di un binario:

− Produttività statica: gestione statica del binario, ossia ogni binario operativo serve

nell’arco della giornata un solo treno che viene scaricato e caricato (1 ctr/gg).

− Produttività dinamica: gestione dinamica del binario, ossia ogni binario serve due o

più treni nell’arco della giornata grazie alla possibilità di manovrare i treni ed

appoggiarli su fasci esterni.

Ora la domanda da servire è di 9 coppie di treni al giorno e il terminal sarà dotato di un

fascio dedicato all’arrivo e alla partenza dei convogli con cui disimpegnare il fascio

operativo. Date queste condizioni un binario operativo servito da gru gommate avrà una

produttività dinamica di 2ctr/gg mentre uno servito da gru a portale a corsa fissa 3ctr/gg

ora per servire la domanda saranno necessari o 5 binari operativi serviti da gru gommate

(disposti a coppie e intervallati ad un opportuna distanza di manovra per le gru e autocarri)

oppure 3 binari serviti da gru a portale disposti in un unico fascio (il binario centrale è

comunque accessibile dall’alto).

Per ragioni di spazio, di garanzia verso eventuali aumenti di domanda e di contenimento

20

Progetto intermodale ferro-gomma

dei costi di esercizio (autisti gru gommate e manutenzione/usura dei mezzi) nel terminal in

esame si è scelto di utilizzare tre gru a portale.

Fascia Operativa

Figura 11

Proponendo un modulo a tre binari (come in figura 11), le gru a portale sono in grado di

sviluppare una produttività statica di 3 ctr/gg ed una dinamica di 9 ctr/gg, a soddisfare, per

l’appunto, la nostra domanda pienamente. È importante sottolineare che una gru a portale

garantisce appieno questa produttività solamente per un raggio di 300 metri, circa;

dunque, nel nostro caso, sono state ritenute necessarie 3 gru a portale disposte come nel

layout di piazzale in allegato.

Con questo accorgimento quindi il terminal risulta competitivo anche in un futuro di medio

respiro in quanto sono garantite tutte le possibilità di ampliamento.

Il modulo dei binari operativi è stato fissato a 750 m di lunghezza treno previsti in futuro

dall’Unione Europea come standard.

3.3 Dimensionamento fascio arrivi e partenze

Dovendo il terminal servire 9 coppie di treni al giorno è stato previsto di dividere gli arrivi e

le partenze dei convogli in 3 scaglioni (mattina pomeriggio e sera/notte) lavorando 3 treni

21

Progetto intermodale ferro-gomma

nel periodo tra i 2 arrivi consecutivi (tempo di lavorazione di un convoglio pari a 2,34 ore –

cfr tabella 4 – analisi uti).

Ad ogni arrivo quindi saranno presenti nel fascio A/P 3 convogli lavorati dall’impianto e 3 in

arrivo dalla linea un binario sarà necessario per permettere il giro banco ai locomotori e un

altro è tenuto di riserva per eventuali criticità legate ai treni (taglio carri inidonei alla

circolazione o altre manovre di composizione) o alla circolazione sulla linea. Si stabilisce

quindi che il fascio A/P dovrà disporre di 8 binari passanti di lunghezza pari ad almeno

750m Figura 12 Fascio Arrivi - Partenze 22

Progetto intermodale ferro-gomma

3.4 Progettazione fascio arrivi e partenze

I binari del fascio di arrivo e partenze hanno un interbinario di almeno 4,6m per garantire

sia l’indipendenza dei movimenti su binari attigui sia la circolazione del personale (su

appositi camminamenti a raso) preposto alle verifiche sul materiale in partenza e alle

manovre sia l’istallazione di dispositivi quali i citofoni di comunicazione tra macchinista e

centro di controllo.

Le curve inserite sono di raggio 400m (eccezione 290m) - ciò comporta l’allargamento in

curva di 1 cm da effettuarsi all’inerno della curva (3 cm per 290) - e non sono presenti

raccordi parabolici ne sopraelevazione (data la velocità massima di 30km/h i raggi adottati

sono sufficienti a mantenere l’accelerazione centrifuga nei limiti di 0,6m/s (valore per

2

rango A)

SEZIONE CARATTERISTICHE

Fascio operativo 3 binari rettilinei (lunghezza 750m)

radice fascio operativo 4 deviatoi (tg 0,074)

binari sosta locomotive 2 binari rettilinei (lunghezza 50m)

radice sud fascio a/p 8 deviatoi (tg 0,074)

fascio a/p 8 binari (lunghezza minima 750m)

Raggio curve 400m (minimo 290m)

radice nord fascio a/p 7 deviatoi (tg 0,074)

Tabella 6 Caratteristiche Terminal

Velocità massima 30km/h (8,33m/s):

Raggio minimo 115m 23

Progetto intermodale ferro-gomma

3.5 Tracciato geometrico del deviatoio inserito

I deviatoi inseriti nei diversi incroci dee binari del terminal, sono di tipo S 60 UNI / 400 /

0.074 con Raggio di 400 m, Lunghezza di 39,08 metri, con una tangente di 0,074, per una

velocità di 60 Km/h. Figura 13 Deviatoio

3.6 Armamento Ferroviario

L´armamento ferroviario scelto per il progetto sono rotaie di tipo 60 UNI, traverse in

calcestruzzo armato precompresso da 2.30 m e massicciata formata da: Ballast, Strato di

sub-ballast di 12 cm, ed un ultimo strato di super compattato di 30 cm. Come su può

vedere nella figura 14. 24

Progetto intermodale ferro-gomma

Figura 14- Armamento Ferroviario

3.7 Progettazione asta di manovra

Figura 15 Asta di Manovra

Tabella 7 Caratteristiche Asta di Manovra

L’asta di manovra si sviluppa in affiancamento all’attuale binario di corsa in direzione Italia

e termina (lato opposto al fascio arrivi) con una comunicazione semplice (deviatoi tg

0,074) che permette l’inoltro dei rotabili verso la parte sud della stazione di chiasso e

quindi da/per l’Italia. 25

Progetto intermodale ferro-gomma

Tale asta ha una lunghezza maggiore di quella strettamente necessaria (750m) per

permettere una maggiore flessibilità nell’esecuzione delle manovre e un più agevole

inserimento della comunicazione.

3.8 Locomotori

Per la manovra dei convogli nel terminale, sganciare delle locomotive con le quale

arrivano e spostarli nei binari di operazioni per su carico e scarico, sono stati scelti delle

locomotive AM 842 011-9 (vedere figura 16) che hanno una potenza di esercizio di 1100

kW, un peso di esercizio di 73 tonnellate, e una forza di trazione alla partenza pari a 259

KN. Si ha scelto queste tipo di locomotiva diesel per la presenza di gru portale nei binari

operativi che vieta l´uso de cavi elettrici sopra i binari.

Figura 16 Locomotori 26


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria civile
SSD:
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher alessandro.riva1991 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Progetto di ferrovie e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Politecnico di Milano - Polimi o del prof Cassano Giandomenico.

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