Analisi dei contributi degli elementi della sede ferroviaria nella generazione delle vibrazioni

Gli elementi costituenti la sede ferroviaria contribuiscono in misura diversa alla generazione ed alla propagazione delle vibrazioni dovute all’esercizio ferroviario. Nello studio delle vibrazioni ferroviarie risulta utile poter prevedere il comportamento della sovrastruttura ferroviaria conseguente alle sollecitazioni esterne a cui essa risulta sottoposta. Nel presente studio si è determinato, attraverso una metodologia comparativa, la dipendenza della risposta dell’intero sistema dalle caratteristiche meccaniche di ciascun elemento costituente la sovrastruttura ferroviaria introducendo un modello a masse concentrate bidimensionale esteso agli strati di subballast e supercompattato. Il comportamento dinamico viene studiato applicando una forza unitaria a diverse frequenze ed esaminando quindi il corrispondente spettro di risposta (FRF). Al fine di valutare la capacità della sovrastruttura di attenuare il fenomeno vibratorio si è approssimato, per ciascuna sovrastruttura considerata, il primo tratto della FRF (comprendente il primo picco di risonanza) con un modello elementare massa-molla-smorzatore equivalente, determinando il fattore di smorzamento proprio di ciascuna configurazione del sistema oggetto di studio. La valutazione comparativa eseguita in questo studio variando le caratteristiche principali degli elementi della sovrastruttura tradizionale ha dimostrato come sia molto limitato il campo di intervento disponibile per ridurre la generazione delle vibrazioni se si interviene solo sulle caratteristiche degli elementi della sede ferroviaria; è invece possibile ottenere risultati più evidenti introducendo appositi elementi con particolari caratteristiche antivibranti tenendo sempre sotto controllo la deformabilità globale del binario. La metodologia proposta permette pertanto di valutare comparativamente l’attitudine di varie soluzioni di sovrastruttura a generare vibrazioni da traffico e gli eventuali effetti benefici conseguenti all’utilizzo di idonei elementi antivibranti.