IT201800006890A1 - Metodo per il risanamento del basamento di una linea ferroviaria - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

“METODO PER IL RISANAMENTO DEL BASAMENTO DI UNA LINEA

FERROVIARIA”

La presente invenzione ha per oggetto un metodo per il risanamento del basamento di una linea ferroviaria.

In particolare, la presente invenzione concerne un metodo per il risanamento del basamento di una linea ferroviaria presentante uno strato orizzontale di materiale compatto disposto inferiormente ai binari.

Storicamente la maggior parte delle linee ferroviarie sono realizzate mediante la deposizione di una massicciata in pietrisco sulla quale sono posizionate le traversine destinate a supportare i binari veri e propri.

In alternativa a tale consolidata tecnica, in talune circostanze di difficoltosa realizzazione e costosa e complessa manutenzione, in gallerie e viadotti ad esse collegati si è optato per la realizzazione di una fondazione di base in calcestruzzo armato su cui sono posizionate in successione piattaforme in cemento armato precompresso, atte a supportare direttamente i binari. Tale tipologia costruttiva è ad esempio utilizzata in alcune gallerie di lunghezza di oltre 2000 metri di linee ferroviarie europee dove, anche al fine di rendere percorribile la galleria a mezzi su gomma, quali i mezzi di soccorso, è stato eliminato il pietrisco.

Tra la fondazione di base e le piattaforme in cemento armato precompresso è interposto normalmente uno strato solido compatto, vantaggiosamente di malta bituminosa, atto a sostenere e regolarizzare il contatto tra i due citati componenti, nonché ad assorbire le sollecitazioni dei carichi ferroviari.

Purtroppo, a causa della presenza di acque molto aggressive circolanti lungo i binari, in genere dovuta a percolazioni sempre presenti nelle gallerie, tale strato di malta bituminosa risulta esposto ad un deterioramento talvolta anche piuttosto rapido.

Il deterioramento dello strato di malta bituminosa ha come conseguenza l’insorgere di instabilità sulla struttura ferroviaria, con generazione, al passaggio dei convogli ferroviari, di dannose vibrazioni che a lungo andare possono provocare pericolose rotture.

Ad oggi, l’unico metodo noto per risolvere il problema del deterioramento dello strato di malta bituminosa consiste nell’asportazione dello stesso previo smontaggio dell’armamento ferroviario e nella rimozione delle piattaforme in cemento armato precompresso che sovrastano lo strato di malta bituminosa stessa.

Tale operazione, oltre ad essere particolarmente onerosa in termini operativi, è talvolta difficilmente eseguibile a causa del lungo blocco del traffico ferroviario che richiede.

I tempi tecnici necessari a tutte le fasi di lavorazione sopra elencate oltre che al necessario riposizionamento delle parti rimosse, non risulta infatti compatibile con la operatività richiesta per le normali linee ferroviarie.

Scopo della presente invenzione è quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota mediante un metodo per risanare il basamento della linea ferroviaria che consenta il ripristino dell’efficacia dello strato solido compatto interposto tra la fondazione di base e le piattaforme in cemento armato precompresso.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un metodo per risanare il basamento della linea ferroviaria in grado di limitare i tempi di intervento necessari.

Un altro scopo ancora della presente invenzione è quello di fornire metodo per risanare il basamento della linea ferroviaria che consenta di semplificare le operazioni da compiersi in cantiere.

Le caratteristiche tecniche della presente invenzione, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente deducibili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, in particolare dalla rivendicazione 1, preferibilmente, da una qualsiasi rivendicazione dipendente, direttamente o indirettamente, dalle rivendicazioni 1.

I vantaggi della presente invenzione risulteranno, inoltre, maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, la quale è fatta con riferimento ai disegni allegati che ne rappresentano una forma attuativa puramente esemplificativa e non limitativa della stessa invenzione, in cui: - la figura 1 illustra, in una vista prospettica schematica e con alcune parti riportate in trasparenza ed altre asportate per semplicità, una fase attuativa del metodo per il risanamento del basamento di una linea ferroviaria in accordo con la presente invenzione;

- le figure 2 e 3 illustrano, in rispettive viste prospettiche schematiche, una porzione di linea ferroviaria durante due differenti fasi operative del metodo secondo l’invenzione;

- la figura 4, illustra una vista schematica sezionata della linea ferroviaria durante un’ulteriore fase del metodo secondo l’invenzione;

- la figura 5, illustra, in una vista schematica in elevazione laterale un componente dell’impianto utilizzato per l’attuazione del metodo secondo l’invenzione.

Secondo quanto illustrato in figura 1, con il numero 1 di riferimento è indicata nel suo complesso una linea ferroviaria del tipo comprendente una fondazione 2 di base in calcestruzzo armato ed una pluralità di piattaforme 3 in cemento armato precompresso, posizionate in successione su tale fondazione 2 di base.

La linea 1 ferroviaria comprende inoltre binari 4 i quali sono fissati alle citate piattaforme 3 mediante rispettivi fermagli 5 di tipo noto.

I binari 4 si sviluppano longitudinalmente secondo una prima direzione D1 determinata.

Tra la fondazione 2 di base e le piattaforme 3 in cemento armato precompresso è interposto uno strato 6 orizzontale di materiale compatto. Il citato strato 6 orizzontale di materiale compatto ha uno spessore di alcuni centimetri.

Il materiale con cui è realizzato lo strato 6 orizzontale è normalmente una malta bituminosa.

Il metodo secondo l’invenzione prevede l’asportazione, bilateralmente rispetto ai binari 4, di una porzione 6a longitudinale continua dello strato 6 orizzontale di materiale compatto.

In figura 1 è illustrata un’apparecchiatura 7 atta all’asportazione di tale porzione 6a longitudinale continua dello strato 6 orizzontale di materiale compatto e comprendente un carrello 8 scorrevole lungo i binari 4 della linea 1 ferroviaria, una testa 9 operativa di rimozione del materiale compatto del citato strato 6 orizzontale, la testa 9 operativa presentando una lama 10 avente sviluppo sostanzialmente piano.

L’apparecchiatura 7 atta all’asportazione della citata porzione 6a longitudinale continua forma oggetto di una parallela domanda di brevetto a nome dello stesso richiedente alla quale si rimanda per completezza e non sarà pertanto descritta nel dettaglio nel corso della presente trattazione.

Il metodo secondo l’invenzione concerne il risanamento del basamento di una linea 1 ferroviaria presentante uno strato 6 orizzontale di materiale compatto disposto inferiormente ai binari, e comprende, come detto, una fase di asportare, bilateralmente rispetto ai binari 4, una porzione 6a longitudinale continua dello strato 6 orizzontale per definire una relativa cavità 11 longitudinale continua, rappresentata nelle figure 2 e 3.

A seguito della citata fase di asportazione, che è attuata mediante una sorta di fresatura del materiale, è prodotto materiale di scarto, non illustrato nelle allegate figure, in forma di polvere e detriti di pezzatura varia.

Al fine di procedere alla rimozione di tali polvere e detriti è attuata una fase di aspirazione degli stessi.

Vantaggiosamente, a bordo di un apposito vagone ferroviario, è collocato un impianto di aspirazione, non illustrato, il quale prevede una o più bocche aspiranti, non rappresentate, manovrate da operatori in prossimità della cavità 11 longitudinale per ripulire completamente la zona lavorata. La polvere ed i detriti aspirati sono quindi accumulati all’interno di un vagone per essere poi trasportati all’esterno del cantiere e smaltiti in conformità con le norme in materia.

È quindi attuata una fase di soffiaggio di aria in pressione, sempre in prossimità di ciascuna cavità 11 longitudinale, al fine di rimuovere anche le minime tracce di polvere dalla cavità 11 stessa.

Vantaggiosamente, la rimozione delle polveri, anche quelle di ridotta granulometria, ha la funzione di migliorare l’adesione di nuovo materiale resinoso in forma fluida alle pareti della cavità 11.

A bordo di un apposito vagone ferroviario, non illustrato, è collocato un compressore d’aria il quale alimenta una o più bocche soffianti, non rappresentate, manovrate da operatori in prossimità della cavità 11 longitudinale.

Il metodo di risanamento secondo l’invenzione comprende quindi la fase di iniettare un materiale 12 resinoso in forma fluida nella citata cavità 11 longitudinale, in modo da ricostituire, come sarà meglio spiegato nel seguito, a seguito di indurimento del materiale 12 resinoso, la continuità dello strato 6 orizzontale di materiale compatto.

La citata cavità 11 longitudinale costituisce quindi la zona destinata a ricevere nuovo materiale 12 resinoso in forma fluida.

Una volta ripulita pertanto la cavità 11 longitudinale che costituisce la zona destinata a ricevere nuovo materiale 12 resinoso in forma fluida, è prevista una fase di disporre, all’interno delle cavita 11 longitudinali, una pluralità di spessori 20 in materiale compatto distribuiti longitudinalmente.

I citati spessori 20 sono distribuiti equidistanziati lungo la linea 1 ferroviaria e sono configurati per garantire la stabilità dei binari 4 soprastanti.

In altre parole, la funzione primaria degli spessori 20 è quella di garantire, una volta asportate le porzioni 6a longitudinali continue dello strato 6 orizzontale di materiale compatto, la necessaria stabilità ai binari 4, in attesa che venga ripristinato lo strato 6 orizzontale stesso.

Vantaggiosamente, i citati spessori 20 sono realizzati per supportare il passaggio dei treni lungo la linea 1 ferroviaria anche in assenza del materiale 12 resinoso di riempimento delle cavità 11.

La citata fase di disporre gli spessori 20 in materiale compatto comprende vantaggiosamente la fase di sollevare momentaneamente e localmente la parte soprastante detta cavità 11 longitudinale continua, ovvero l’insieme di piattaforme 3 e binari 4, per inserire gli spessori 20 con interferenza. In buona sostanza, tale sollevamento è operato localmente, in corrispondenza della zona di inserimento di ogni spessore 20, vantaggiosamente mediante un sollevatore idraulico non illustrato.

Vantaggiosamente, al fine di garantire rapidamente la stabilità dell’insieme, è prevista la fase di incollare gli spessori 20 alla superficie inferiore della cavità 11 longitudinale continua.

In altre parole, gli spessori 20 definiscono appoggi con caratteristiche meccaniche ed elasticità comparabile al materiale 12 resinoso indurito, atti alla messa in sicurezza delle piattaforme 3 in cemento armato precompresso.

Una volta inseriti i citati spessori 20 lungo la cavità 11 longitudinale che costituisce la zona destinata a ricevere nuovo materiale 12 resinoso in forma fluida, è prevista la disposizione di apposite paratie 13 atte a contenere il materiale 12 resinoso stesso in forma fluida.

Secondo la preferita forma attuativa illustrata in figura 3, le citate paratie 13 sono realizzate in forma di lamiere a sviluppo longitudinale, vantaggiosamente in alluminio o acciaio, aventi sezione trasversale ad L. La parte orizzontale della L è quindi fissata alla fondazione 3 di base in calcestruzzo armato mediante apposite viti 14 tra loro opportunamente distanziate.

Vantaggiosamente le viti 14 utilizzate sono del tipo autofilettante, in modo da semplificare l’applicazione delle stesse.

In sostanza, le lamiere definenti le citate paratie 13 sono disposte in successione longitudinale secondo la prima direzione D1, così da definire una barriera continua, parallela alla citata cavità 11 longitudinale ricavata inferiormente ai binari 4 e alle piattaforme 3 in cemento armato precompresso.

Vantaggiosamente, le citate paratie 13 sono disposte ad una distanza d determinata dal limite esterno della citata cavità 11 longitudinale continua, in modo tale da consentire e facilitare l’iniezione del materiale 12 resinoso in forma fluida all’interno della cavità 11 longitudinale stessa.

Come chiaramente indicato in figura 3, tale distanza d determinata è da misurarsi secondo una direzione D2 trasversale rispetto alla citata prima direzione D1.

Una volta predisposte le citate paratie 13, è attuata la fase di iniettare il materiale resinoso in forma fluida, in modo da riempire le cavità 11 longitudinali, come esemplificativamente illustrato in figura 4.

In accordo con una preferita forma attuativa del metodo secondo la presente invenzione, il citato materiale 12 resinoso in forma fluida è vantaggiosamente ottenuto a partire da due componenti distinti.

Preferibilmente il citato materiale 12 resinoso è definito da una resina elastica bicomponente tixotropica.

Al fine di procedere alla fase di iniettare materiale 12 resinoso in forma fluida all’interno della cavità 11 longitudinale, è prevista la fase di miscelare in situ i componenti della miscela che definisce il citato materiale 12 resinoso.

Vantaggiosamente tale fase di miscelare i due componenti è attuata contestualmente alla fase di iniettare.

Con riferimento all’allegata figura 5, è predisposto un vagone 15 ferroviario appositamente preparato e all’interno del quale sono collocati rispettivi serbatoi 16, 17 per ciascuno dei due componenti della miscela.

Il vagone 15 ferroviario è impegnato scorrevolmente sui binari 4 del tratto di linea 1 ferroviaria in lavorazione.

Ciascun serbatoio 16, 17 presenta, inferiormente, un organo 18 spintore a coclea che indirizza il singolo componente della miscela a un’unità 19 di miscelazione a controllo elettronico.

In corrispondenza dell’unità 19 di miscelazione, rispettivi flussostati, non illustrati, provvedono a regolare l’esatta portata di ciascuno dei componenti della miscela, così da avere in uscita un materiale 12 resinoso in forma fluida esattamente come desiderato.

La spinta fornita dai citati organi 18 spintori, anche in virtù della viscosità del materiale resinoso, si è sperimentalmente mostrata sufficiente a veicolare il materiale resinoso stesso fino a relative bocche di iniezione. Preferibilmente, secondo la forma realizzativa illustrata, anche al fine di incrementare la capacità operativa dell’impianto, i serbatoi 16, 17 sono duplicati all’interno del vagone 15.

Dall’unità 19 di miscelazione si dipartono uno o più condotti flessibili, non illustrati, sfocianti appunto nelle citate bocche di iniezione che sono vantaggiosamente manovrate da operatori aventi il compito di distribuire l’iniezione di materiale resinoso lungo le cavità 11 longitudinali.

Vantaggiosamente, al fine di semplificare la deposizione del materiale 12 resinoso in forma fluida, soprattutto in tratti della linea 1 ferroviaria non perfettamente piani, sono definite sezioni longitudinali di colata, così da ottimizzare il riempimento delle stesse.

In altri termini, poiché il materiale 12 resinoso è iniettato in forma fluida, esso tende ad autolivellarsi e, qualora il tratto riempito si trovi in pendenza, si correrebbe il rischio di un non uniforme riempimento della cavità longitudinale.

La realizzazione di sezioni longitudinali distinte consente di limitare tale eventuale disuniformità.

Ai fini della presente trattazione, con l’espressione “ricostituire la continuità dello strato di materiale compatto” si intende che il nuovo strato di materiale 12 resinoso iniettato, una volta indurito, è in grado di sopportare i carichi che sopportava il precedente strato 6 orizzontale di materiale compatto di cui ha occupato il volume.

Vantaggiosamente, la miscela di materiale 12 resinoso utilizzata per iniettare nella cavità 11 longitudinale continua offre prestazioni meccaniche migliori del materiale preesistente; in particolare, in termini di resistenza a compressione, si è vantaggiosamente selezionata una resina che garantisca la perfetta tenuta del carico soprastante anche non considerando la porzione strato 6 di materiale compatto compresa tra le due porzioni 6a longitudinali asportate.

In altre parole, ai fini di sicurezza, il materiale 12 resinoso iniettato è stato selezionato in modo da garantire, anche con la sola estensione delle due porzioni 6a longitudinali laterali, almeno la stessa resistenza a compressione che garantiva il precedente strato 6 orizzontale in tutta la sua estensione.

Questo consente di poter ignorare le effettive condizioni della parte centrale dello strato 6 orizzontale di materiale compatto che risulta non interessato dalla fase di asportazione secondo il presente metodo. Quand’anche tale parte centrale versasse in condizioni critiche, l’ottimale tenuta a compressione della linea ferroviaria è comunque assicurata dalle due porzioni longitudinali definite dal nuovo materiale 12 resinoso iniettato. Il metodo secondo l’invenzione raggiunge gli scopi prefissi e consegue importanti vantaggi.

Il principale vantaggio connesso all’utilizzo del metodo secondo l’invenzione è dato dal fatto che grazie ad esso è possibile il ripristino dell’efficacia dello strato solido compatto interposto tra la fondazione di base e le piattaforme in cemento armato precompresso senza che sia necessario rimuovere i binari, con ciò riducendo sia i costi che i tempi connessi all’intervento.

Ulteriore vantaggio connesso al metodo secondo l’invenzione è dato dal fatto che le differenti fasi possono essere attuate anche distanti nel tempo, potendo nel frattempo essere comunque utilizzata la linea ferroviaria.

Ad esempio, infatti, una volta collocati gli spessori 20 all’interno delle cavità 11 longitudinali, la linea 1 ferroviaria può sopportare il passaggio dei treni e questo consente vantaggiosamente di eseguire le restanti fasi anche in successive tranche, magari sfruttando brevi interruzioni del traffico ferroviario, ad esempio nelle ore notturne.

Tutto questo consente di eseguire il risanamento della linea ferroviaria per tratti, alcune fasi alla volta, senza che sia necessario operare un blocco prolungato dell’operatività della linea stessa.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il risanamento del basamento di una linea (1) ferroviaria presentante uno strato (6) orizzontale di materiale compatto disposto inferiormente ai binari (4), comprendente: - una fase di asportare, bilateralmente rispetto a detti binari (4), una porzione (6a) longitudinale continua di detto strato (6) orizzontale per definire una relativa cavità (11) longitudinale continua, - una fase di iniettare un materiale (12) resinoso in forma fluida in detta cavità (11) longitudinale, detto materiale (12) resinoso essendo tale da ricostituire, a seguito di indurimento, la continuità di detto strato (6) orizzontale di materiale compatto.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di asportare detta porzione (6a) longitudinale continua di materiale compatto è attuata mediante una testa (9) operativa comprendente una lama (10) a sviluppo sostanzialmente piano.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di rimuovere il materiale asportato in detta fase di asportare, detta fase di rimuovere comprendendo la fase di aspirare detto materiale asportato.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto materiale (12) resinoso è ottenuto a partire da almeno due componenti distinti, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di miscelare detti almeno due componenti del materiale (12) resinoso, detta fase di miscelare essendo attuata contestualmente a detta fase di iniettare.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detta fase di miscelare comprende la fase di prelevare detti almeno due componenti distinti da rispettivi serbatoi (16, 17) in situ.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di disporre, in detta cavità (11) longitudinale continua, una pluralità di spessori (20) in materiale compatto distribuiti longitudinalmente e configurati per garantire la stabilità dei binari (4) soprastanti.
7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta fase di disporre detta pluralità di spessori (20) in materiale compatto comprende la fase di sollevare momentaneamente la parte soprastante detta cavità (11) longitudinale continua, per inserire detti spessori (20) con interferenza.
8. 8. Metodo secondo la rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta fase di disporre detta pluralità di spessori (20) in materiale compatto comprende la fase di incollare detti spessori (20) ad una superficie inferiore di detta cavità (11) longitudinale continua.
9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di disporre, lungo detta cavità (11) longitudinale continua, una successione di paratie (13) rigide configurate per contenere, durante il suo indurimento, detto materiale (12) resinoso iniettato in forma fluida.
10. 10. Impianto per il risanamento del basamento di una linea (1) ferroviaria presentante uno strato (6) orizzontale di materiale compatto disposto inferiormente ai binari, comprendente: - un’apparecchiatura (7) presentante un carrello (8) scorrevole lungo detti binari (4) della linea (1) ferroviaria, una testa (9) operativa di rimozione almeno parziale di detto strato (6) orizzontale di materiale compatto, con detta testa (9) operativa presentando una lama (10) avente sviluppo sostanzialmente piano, detta apparecchiatura (7) essendo configurata per realizzare una cavità (11) longitudinale continua in detto basamento; - un vagone (15) ferroviario configurato per alloggiare al proprio interno rispettivi serbatoi (16, 17) di contenimento di componenti di una miscela costituente un materiale (12) resinoso da iniettare in forma fluida all’interno di detta cavità (11) longitudinale.