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BINARI E SCAMBI

Il binario è una struttura composta da due rotaie fissate parallelamente a traverse tramite dei bulloni o degli attacchi speciali; le traversine (in legno o cemento) sono annegate nella massicciata, una struttura composta da pietrisco il cui scopo è quello di ripartire uniformemente sulla strada i carichi dovuti al passaggio, in maniera tale da evitare cedimenti strutturali. Il fatto che il pietrisco sia solo appoggiato garantisce anche il drenaggio dell'acqua piovana. In fondo alla pagina è presentato dettagliatamente la modalità di posa del binario.


Binari in posa

Si definisce scartamento, la distanza fra le tangenti dei bordi interni delle rotaie, calcolata 14 mm sotto il piano di rotolamento. Lo scartamento non è universale: reti differenti possono avere scartamenti diversi. A Torino lo scartamento dell'intera rete è di 1445 mm (che diventa 1450 mm in curva), un centimetro più largo dello scartamento "standard" di 1435 mm (utilizzato ad esempio dalle Ferrovie dello Stato), direttamente derivato dallo scartamento usato da George Stephenson per presentare la prima locomotiva. Le uniche altre reti che utilizzano lo scartamento di 1445 mm sono: Milano, Roma e Trieste.

A seconda della destinazione d'uso, cambiano i tipi di acciaio, le dimensioni, il peso massimo dei mezzi in passaggio e la velocità massima ammissibile.

In Italia le dimensioni e i requisiti dei binari sono classificati da un'apposita normativa UNI, la UNIFER UNI 3141, che codifica il profilo della sezione trasversale della rotaia, l'area relativa, i momenti d'inerzia e i moduli di resistenza rispetto all'asse di simmetria ed all'asse neutro ad esso perpendicolare. La codifica UNI distingue 7 tipi principali:

I tipi più usati sono il 36 UNI ed il 50 UNI per linee tranviarie e metropolitane e il 60 UNI per linee ferroviarie.

I binari della rete tranviaria torinese compongono una complessa griglia che garantisce la circolazione lungo i normali percorsi di linea, i collegamenti con tutti i depositi tranviari e permette alcune possibilità di deviazioni dei percorsi in caso di blocchi stradali. In tempi meno recenti, anche grazie ad una rete più fitta, queste alternative erano più numerose. L'attuale parco vetture tranviarie ha imposto l'eliminazione di tutte le curve con raggio inferiore a 15 metri, per permetterne una libera circolazione. Sono infine presenti diversi tronchini dove possono sostare vetture che in seguito a guasti non possono proseguire il normale percorso e sono in attesa di un traino verso il deposito.

I binari non sono tutti uguali. Lungo i percorsi dove transitano esclusivamente i tram, di norma vengono posizionati i binari a "fungo", il cui profilo è definito Vignola (dal nome all'inventore, l'inglese Charles Vignoles): sono pressoché identici ai binari ferroviari. In sede promiscua si usano i "binari a gola", il cui profilo è definito Phoenix: in essi vi è una controrotaia che protegge la gola del binario (fondamentale se il binario è annegato nell'asfalto o nel pavé) in modo da permettere il passaggio del bordino della ruota senza incontrare ostacoli.
In curva i binari a "gola" più recenti hanno una controrotaia rinforzata, più spessa.
In presenza di incroci si usano "binari a gola riempita": in essi la gola riduce gradualmente la sua profondità con lo scopo di sollevare la ruota per farla rotolare esclusivamente sul bordino, evitandone l'urto con la struttura dell'incrocio, limitando così al minimo i danni ai binari e alla ruota stessa. Il lato negativo di questo binario è che il manovratore deve prestare massima attenzione durante il transito poiché la stabilità, la direzionalità e la frenata sono penalizzate per la riduzione della superficie di contatto tra la ruota e il binario.


Vignola


Phoenix


Gola riempita

I tram non hanno il differenziale, quindi il differente numero di giri per ruota in curva, viene compensato sfruttando:

L'effetto differenziale è prodotto dal diverso raggio di rotolamento delle due ruote della sala: raggio minore per la ruota interna alla curva; raggio maggiore per la ruota esterna alla curva; a parità di giri delle ruote lo spazio percorso risulta proporzionale al raggio di rotolamento.

L'interbinario è la distanza tra le sagome di due mezzi tranviari che procedono paralleli nello stesso senso o nel senso opposto. Secondo la normativa UNIFER - UNI 7156-72, non deve essere inferiore a 40 cm. Se la distanza è inferiore a 40 cm, il manovratore che lungo il percorso trova l'apposito segnalazione aziendale, deve fermarsi e dare la precedenza al mezzo che arriva dal senso di marcia opposto.

Lo scambio o deviatoio è il tratto dell'impianto tranviario che consente la diramazione di un binario su due diverse direzioni (in questo caso si parla di "scambio di entrata") oppure la confluenza di due binari su un'unica direzione ("scambio di uscita"). L'elemento mobile che determina la diramazione o la confluenza è costituito dalle “lingue” (evidenziate in rosso) mentre il punto in cui si incrociano i due binari, è detto "cuore" (evidenziato in blu).

Scambio di ingresso (in rosso il senso di marcia)

 

Scambio di uscita (in rosso il senso di marcia)


Vecchio cuore assemblato con rotaie ferroviarie Vignola 36 simile a quelli ferroviari ma con un ripieno in ghisa per la gola piena tipo tranviario. Utilizzato in tratti di rete tranviaria dove era ammessa la circolazione saltuaria di carri ferroviari Satti. Tutti gli scambi di corso Unione Sovietica e via Settembrini erano predisposti per il transito di locomotori ferroviari in uscita da via Giordano Bruno e diretti verso lo stabilimento FIAT. In foto si vede l'ultimo esemplare esistente, presente al fondo di via Settembrini, al capolinea delle linee 10 e 18.

Date le particolari caratteristiche costruttive, lo scambio è il tratto più delicato della circolazione su rotaia e pertanto è obbligatorio affrontarlo con molta cautela. Sulla rete tranviaria torinese sono attualmente presenti due diverse tipologie di scambio, a seconda delle caratteristiche meccaniche e/o elettriche della cassa di manovra che produce lo spostamento delle lingue:


Cassa tradizionale


Cassa moderna tedesca


Cassa moderna ceca

Esistono quattro tipi di scambi:


Scambio manuale


Scambio a radiofrequenza


Scambio a molla


Scambio multiplo a "pettine"

Gli scambi manuali sono controllati a vista dal manovratore e, se non sono posizionati per la propria direzione di marcia, occorre fermarsi e azionarli manualmente con l'ausilio dell'apposita paletta (il cosiddetto "ferro da scambio").

Gli scambi a radiofrequenza sono azionati dal manovratore tramite un comando remoto posizionato in cabina. La cassa di manovra può essere tradizionale o moderna. Il sistema di comando a RF consente l'azionamento dello scambio quando la motrice tranviaria si trova circa 23 m prima dello scambio stesso. Maggiori informazioni nella pagina ad essi dedicata.

Gli scambi a molla sono dotati di cassa di manovra tradizionale nella quale è installata una molla che spinge le lingue sempre dalla stessa parte mantenendo lo scambio costantemente posizionato o in retta, o in deviata secondo l'esigenza.  In totale, sull'intera rete torinese, sono 7. Consentono l'accesso alla zona successiva ma impediscono l'uscita in contromano. Sono necessari per l'inversione di marcia per i tram bidirezionali (7000 in Piazza Hermada e 6000 alla Falchera) o il transito in uscita/entrata su ingressi a binario banalizzato (ingresso Officina Centrale e ingresso posteriore Stabilimento San Paolo). La molla impedisce l'inserimento su un binario in contromano e vengono normalmente impegnati sia in entrata che in uscita; durante il transito in uscita i bordini delle ruote di ciascun carrello della motrice tallonano le lingue che ritornano nella posizione iniziale spinte dalla molla non appena il carrello libera lo scambio. E' vietato effettuare manovra di regresso se un carrello ha già oltrepassato le lingue dello scambio perché la motrice subirebbe lo sviamento. Lo scambio a molla, viste le sue caratteristiche, non può essere dotato di comando a radiofrequenza. Sono segnalati da un cartello aziendale e dalla cassa di manovra dipinta a bande bianche-rosse.

I "pettini" sono scambi particolari, utilizzati solamente nei depositi, in cui vi è un unico ago che serve per dare la direzionalità. Il grosso vantaggio è la riduzione dello spazio necessario per lo scambio ma, per contro, i tram in transito hanno molte più probabilità di deragliare.

 

POSA DI UN BINARIO TRANVIARIO

Esistono numerose tecniche per la preparazione e la posa dei binari tranviarii. Qui di seguito è presentata la modalità più moderna in opera a Torino. Le foto ritraggono il cantiere di via Nicola Fabrizi nel marzo 2010.


Dopo aver scavato il sedime del futuro binario, si posa una gomma che assorbe rumore e vibrazioni. Sulla gomma si posa uno spesso telo di nylon su cui si realizza una soletta in cemento armato.


Quando il cemento armato è secco si posizionano le traversine in legno.

 


Alle traversine seguono i binari che vengono fissati tramite le "caviglie".
 


Nelle rotaie si inseriscono delle piastrelle in cemento. Impediranno all'asfalto di deformarsi al passaggio dei tram.


Quando le traversine sono fissate si effettua una nuova colata di cemento per riempire e livellare.


Si saldano le rotaie tra loro...
 


...e si posa l'asfalto.
 


Non resta che pulire le gole delle rotaie da eventuale sporcizia e il binario è pronto all'uso.

CURVE E SOVRALZO


B
inario curvo sovralzato alla Falchera.

Nella tecnica ferroviaria il sovralzo della rotaia esterna (detta anche sopralzo o sopraelevamento) indica il dislivello esistente tra la rotaia esterna e quella interna del binario nelle curve: serve a dare un’inclinazione al veicolo in curva in modo da creare una componente del peso opposta alla forza centrifuga con conseguente riduzione della spinta del bordino della ruota contro la rotaia esterna; è tanto maggiore quanto più è piccolo il raggio della curva e raggiunge, nelle ferrovie dello stato, un massimo di 160 mm.
In ambito tranviario, a Torino, normalmente la sopraelevazione della rotaia esterna rispetto a quella interna ha valori variabili in funzione della possibile velocità di percorrenza, in ogni caso è fortemente condizionata dall'andamento della pavimentazione stradale, pertanto dove è possibile, cioè dove la strada ha una pendenza naturale favorevole alla curva, i valori vanno da 10 a 30 mm (sempre in funzione della possibile velocità di percorrenza). Dove il piano stradale ha pendenza contraria alla curva, quest'ultima viene posata con sopraelevazione nulla (ovvero 0 mm).
Un importante vincolo è dato dalla presenza di intersezioni formate tra due curve o tra una curva e un rettilineo: anche in questo caso se la livelletta del rettilineo ha una pendenza favorevole che determina la naturale sopraelevazione del tratto di curva presente nell'intersezione, anche il resto della curva potrà avere la stessa sopraelevazione, tenendo anche presente che da un deviatoio le uscite in corrispondenza del "cuore" sono sempre, teoricamente, in piano. Quando il binario è in sede propria e la curva non è interessata da deviatoi o intersezioni, la sopraelevazione è portata anche a valori prossimi a 50 mm (sempre in funzione delle possibili velocità di percorrenza). In ogni caso non è ammesso binario con pendenza contraria.
Alcune reti di nuova concezione, come quella di Firenze, hanno imposto in fase di progettazione l'assenza della sopraelevazione in curva.