SCAMBIO

SCAMBIO (XXX, p. 1005)

Scambio ferroviario (fr. branchement; ingl. switch; ted. Weiche). - Tracciato geometrico. - La grande maggioranza degli scambî in opera presenta il cambiamento e il cuore rettilinei (per semplicità costruttiva) e non curvabili. Tali caratteristiche dànno luogo a due ordini d'inconvenienti: per la prima caratteristica il tracciato del ramo deviato è composto da tratti rettilinei e tratti curvilinei ed imprime ai veicoli moti anormali; per effetto della non curvabilità del cambio e della croce, l'inserzione (frequentissima) di uno scambio in un binario in curva introduce in questo una deformazione che nuoce alla regolarità di marcia dei veicoli.

La moderna progettazione del tracciato degli scambî si fonda sui seguenti principî: a) conseguire tracciati geometrici continui e tali da rendere il più possibile dolce e regolare il moto dei veicoli (angoli d'incidenza degli aghi molto piccoli, scartamento e intervalli accuratamente calcolati); b) rendere possibile la curvabilità completa degli scambî al fine di poterli inserire nei binarî in curva senza danneggiarne il tracciato; c) riconoscere a ciascun apparecchio, facente parte del corredo di una rete, una ben determinata destinazione in armonia con quella degli altri, in modo che le combinazioni possibili fra i varî apparecchi del corredo stesso, previste e studiate nei minimi particolari già in sede di progettazione, abbiano anch'esse un andamento geometricamente continuo, risolvano nel miglior modo possibile ogni problema relativo al movimento dei veicoli e normalizzino i problemi riguardanti la composizione dei piani di stazione, dando luogo a gruppi tipici di apparecchi aventi dimensioni d'ingombro prestabilite. È quindi fra l'altro opportuno distinguere gli scambî da impiegare nei binarî destinati al ricevimento dei treni viaggianti, da quelli da impiegare nei parchi, nei binarî di manovra e nei fasci, poiché i primi devono essere adatti a far passare i veicoli sui rami deviati con velocità maggiore.

La progettazione del tracciato geometrico richiede il calcolo della forma esatta di tutti i pezzi, nonché dell'ampiezza degl'intervalli e degli scartamenti, da eseguirsi con l'uso dei logaritmi a 6 decimali. Per la verifica della circolabilità delle locomotive negli scambî, si usa il metodo Roy perfezionato da R. Vogel che, se disegnato con la necessaria accuratezza e verificato col calcolo numerico, permette di determinare e quindi di rendere ottime le condizioni di circolazione delle locomotive e dei veicoli sugli scambî.

I diversi scambî che costituiscono il corredo di una rete si distinguono dall'inclinazione della tangente dell'angolo α d'uscita fra i due rami, dal raggio del ramo deviato e dal peso delle rotaie di cui sono composti (peso che è in relazione con la categoria delle linee). Si ha così per ciascuno scambio una sigla caratteristica: p. es. la sigla S.I./49/400/012/sp. significa: scambio-intersezione del tipo 49 (peso in kg/m delle rotaie) con raggio del ramo deviato di m. 400, e tangente d'uscita 0,12, semplice.

Nel campo degli scambî-intersezione da qualche tempo sono entrati in uso quelli con aghi disposti all'esterno del quadrilatero centrale, allo scopo di rendere possibile l'adozione di raggi maggiori e aghi più lunghi. Gli S.I. doppî con aghi esterni presentano due cuori doppî e due tripli. La fig. I rappresenta uno scambio-intersezione dissimmetrico con aghi esterni in un ramo ed interni nell'altro.

La velocità massima ammissibile (V in km/ora) nei rami deviati si calcola in base al valore del raggio (R in m.) con la formula generale che si usa per le curve del binario, nella quale si sia posta la sopraelevazione h = 0, ossia con le formule: V = 3,62 √R, oppure V = 2,90 √R, a seconda che si assuma l'accelerazione non compensata a₁ = 1,05 m/sec² (treni con baricentro basso, come automotrici), oppure a₁ = 0,60 m/sec² (treni normali). Il "contraccolpo" ossia la variazione di accelerazione che il veicolo subisce imboccando il ramo deviato di uno scambio (ove non c'è raccordo) può calcolarsi con la formula

dove l è la lunghezza guidata del veicolo (in quelli a carrelli, l è quasi uguale alla distanza fra i perni). Per le comunicazioni nelle quali i rami deviati formano una S, il contraccolpo può divenire anche doppio di quanto espresso dalla formula precedente, se non è inserito un rettilineo intermedio.

La curvabilità integrale si ottiene disponendo le traverse secondo la bisettrice dei due rami.

Costruzione. - Anche in questo campo si notano recenti importanti innovazioni. Mentre nel passato gli scambî venivano generalmente costruiti con rotaie più o meno lavorate per far loro prendere la forma degli aghi, dei contraghi, ecc., oggi si tende all'uso di barre speciali appositamente laminate in forma adatta ai varî pezzi dello scambio. La fig. 2 mostra le sezioni delle barre che vengono impiegate nella costruzione di nuovi scambî delle Ferrovie dello stato.

Gli aghi formati con le barre speciali presentano, rispetto a quelli formati con rotaie, una maggiore rigidità laterale, in modo da rendere sicuro il tallonamento (passaggio sul cambio di un veicolo proveniente dalla parte del cuore anche se gli aghi sono disposti per la marcia sul ramo opposto) e assicurare una più grande stabilità, mentre la minore altezza della sezione permette di mantenere intera la suola del contrago. Le barre per i cuori permettono di lavorare le punte in modo da realizzare una perfetta unione ad incastro, che dà ai cuori grande robustezza. Si ritiene che i cuori formati con tali barre siano migliori di quelli con punte in acciaio fuso.

La cerniera degli aghi è stata anch'essa oggetto di notevoli perfezionamenti: mentre in passato essa era assai spesso costituita da una semplice giunzione lenta, ora essa è una vera e propria cerniera meccanica. Gli aghi molto lunghi possono invece essere realizzati senza alcuna cerniera, essendo la loro mobilità permessa dalla elasticità naturale che può anche venire aumentata intaccando in alcuni punti la suola delle barre.

È di grande importanza che la forma di tutti i pezzi corrisponda al criterio di rendere possibile la massima facilità di montaggio e l'intercambiabilità.

Le accennate innovazioni di tracciato e di costruzione rendono gli scambî moderni assai più complessi e costosi di quelli precedenti. Quelli speciali, nonché i gruppi di varî apparecchi richiesti dai piazzali, vengono preferibilmente montati in officina e poi trasportati sul posto in grandi pezzi.

Bibl.: G. Robert, Osservazioni circa il metodo di Roy per lo studio della circolazione dei veicoli in curva, in Rivista tecnica delle ferrovie italiane, 15 ottobre 1939; G. Corbellini, Tecnica dei trasporti su rotaie, Roma 1941; R. Vogel, Valutazione delle comunic. S 49 secondo il contraccolpo, in Organ, 15 ottobre 1936.

Scambio per filobus.

Come per la tramvia si ravvisò l'opportunità e la convenienza di dare al conducente della vettura la possibilità di comandare la posizione degli aghi degli scambî per istradare il veicolo sulla direzione voluta, così analogo problema sorse per i filobus, non appena le prime linee filoviarie cominciarono ad avere diramazioni, e si manifestò in tutta la sua importanza quando si installarono vere e proprie reti filoviarie, come quelle ormai esistenti in moltissime città di ogni parte del mondo.

Nel caso dei filobus, il conducente deve poter istradare a volontà l'organo di presa di corrente. Esso, come è noto, è quasi universalmente costituito da due aste, che terminano ciascuna con una testa, la quale, mediante uno snodo sferico, porta un pattino di ghisa (talvolta munito di strisciante di carbone) a forma di U, nella cui gola scorre il filo di contatto. Lo scambio (fr. aiguillage; ingl. aerial frog; ted. Luftweiche; sp. aguja aérea) è formato per ogni filo da una piastra (vassoio dello scambio), che costituisce il supporto dei varî organi e l'ancoraggio dei fili di contatto che ad esso fanno capo, e da una linguetta mobile, la quale col proprio orientamento permette l'istradamento delle prese di corrente secondo la direzione voluta.

Il movimento della linguetta mobile, e quindi il comando dello scambio, può essere provocato a mano (mediante opportuni collegamenti meccanici ad una fune accessibile all'uomo) o, come è nella maggior parte dei casi, mediante la corrente elettrica. A questo scopo la linguetta mobile è costantemente mantenuta, mediante un'apposita molla di richiamo, in una determinata posizione di riposo; ciò permette di far conoscere al conducente del filobus, a mezzo di una tabella di segnalazione, la posizione dello scambio. Il conducente può a volontà spostare o meno la linguetta dalla sua posizione di riposo, passando con la vettura sotto lo scambio a motore rispettivamente inserito o non inserito. Lo spostamento della linguetta è ottenuto per mezzo di un elettromagnete. La fig. 3 dà lo schema dei collegamenti elettrici.

Circa l'ubicazione degli scambî di cui trattasi, l'esperienza suggerisce che, specie nelle reti molto complesse e nei punti in cui il traffico è congestionato e difficile, è opportuno situarli prima (20 ÷ 50 m. circa) della effettiva deviazione della strada, di modo che il conducente possa agevolmente passarvi sotto ed immettere le prese di corrente nel bifilare voluto, prima di raggiungere la curva stradale. In tal maniera il conducente, raggiunta la curva, non ha più alcuna preoccupazione nei riguardi delle aste del filobus, ed avendo ogni libertà di marcia del veicolo, può dedicare tutta la sua attenzione alle esigenze del traffico.

Quanto sopra detto si riferisce allo scambio "preso di punta" e cioè al caso in cui il veicolo marcia verso il punto in cui la linea si biforca. Allorché lo scambio è "preso di coda" (cioè quando il veicolo marcia nel senso in cui due linee si fondono in una sola), lo scambio si riduce al solo "vassoio", bastando il solo moto della vettura per istradare correttamente le aste di presa della corrente.