Impronta di carico ruota di acciaio su binario

Ciao a tutti
In una fondazione a platea in calcestruzzo sono stati annegati dei binari costituiti da una piattina di acciaio delle dimensioni di circa mm 60*30.
Su questo binario scorrono delle ruote di acciaio dell'ordine diametro mm 300 spessore 50 con carichi dell'ordine di 8000 kg.
Succede che il calcestruzzo ai lati dei binari si rompe a scaglie e si vorrebbe sapere il perchè.
Il carico sembrerebbe centrato sul binario ed è quasi statico perchè il movimento della macchina è molto lento.
La fondazione è estremamente rigida (platea da 500 mm).
Vorrei fare una simulazione del binario e del carico.
A questo proposito chiedo, agli ingegneri meccanici, che dimensione di impronta di carico devo considerare, ripeto per una ruota di acciaio larga 50 mm diametro 300 mm e se esiste un riferimento normativo per questa impronta di carico.
Grazie a chi vorrà darmi qualche indicazione.
Ciao.

non sono ingegnere, ma ad occhio direi che il carico è troppo elevato per quel piatto di acciaio 60x30. Per carichi del genere, 8000kg su ogni ruota, ho sempre visto annegare, o appoggiare nel cemento delle rotaie di tipo burback, oppure al posto delle rotaie va bene il piatto 60x30, ma sotto il piatto ci deve essere un'altro piatto più largo, saldato a tratti, come a formare una rotaia. Inoltre, di solito, lungo il percorso del binario, è necessario saldare a distanze regolari, alla faccia inferiore dei tondini di acciaio, che vanno ad annegarsi nel cemento.
In ogni caso chi ha progettato sti binari mi pare sia altamente incompetente

Oppure, più banalmente, sono le ruote del carretto che in qualche punto toccano il cemento, frantumandolo, visto che sti binari, solitamente, sono tutt'altro che dritti.

Non capisco, per l'impronta di carico reale puoi simulare la ruota caricata. No?

Per quanto riguarda i dati che hai fornito, abbiamo ruote diametro 300 mm e larghezza 50 mm. Peso del carro 32000kg. Numero ruote 4.

Gli altri dati li ho inseriti di default.


Non ci vedo nulla di particolare. Non c'è grande margine se le ruote non sono temprate. Il binario potrebbe essere un E355 o un C45 trafilato crudo.

Quello che mi lascia perplesso è come è stato annegato il binario.
Ci deve essere un'armatura di ferro corretta, una UPN annegata e zancata e poi un trafilato da binario saldato.
Questo per garantire che il carico si distribuisca correttamente sul cemento e sui ferri annegati.

Il burback tendenzialmente non viene usato perché ha un costo di installazione elevato anche se è tecnicamente la soluzione più appropriata, per caratteristiche meccaniche, possibilità di essere rimosso se non gettato completamente e facilità di copertura laterale per evitare inciampi rispetto all'UPN.
Spesso se la ditta costruttrice degli impianti ha in carico i costi e tempi di installazione...evita il burback.

Il valore di eccentricità della reazione verticale tra ruota e binario vale 1,6mm circa.

Anche calcolando la pressione di hertz tra ruota e binario da fermo non trovo valori non accettabili.


Il problema lo hai solo sul cemento oppure il binario o la ruota si improntano?

infallibile_GF ha detto:

Oppure, più banalmente, sono le ruote del carretto che in qualche punto toccano il cemento, frantumandolo, visto che sti binari, solitamente, sono tutt'altro che dritti.

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Potrebbe anche essere che il labbro della ruota di contenimento assiale tocca sul cemento.

biz ha detto:

Non capisco, per l'impronta di carico reale puoi simulare la ruota caricata. No?

Clicca per espandere...

Soprattutto cosa c'entra impronta col cemento se la ruota va sul ferro.
Spero non abbiano spessorato il binario ogni metro con dei piatti altrimenti in mezzo flette il binario se non è stato riempito tutto.

Grazie meccanicamg.
Il problema, a mio avviso sta nel binario che è costituito da una piattina 60*30 con zanche ogni 70 cm annegato nel calcestruzzo a filo pavimento.
Sotto la piattina c'è il calcestruzzo non un profilo metallico.
Quindi basta una minima eccentricità del carico per far muovere torsionalmente la piattina e rompere il calcestruzzo laterale.
Questo è quello che penso.
Esiste una normativa sulla corretta esecuzione tecnica dei binari?
La macchina funziona, non ha problemi. E' il calcestruzzo che si rompe ai lati del binario e solo sulla parte superiore. La parte sottostante di calcestruzzo sotto i binari è integra. E' evidente che è il binario che trasmette carichi orizzontali alla parte superiore del calcestruzzo.
Il binario (piattina) non sporge: è allo stesso filo superiore del calcestruzzo.
Hai qualche riferimento tecnico per confutare questa tesi?.
Grazie, ciao.

Certamente se sono installati così è più che probabile che il piatto torca e faccia scoppiare la superficie del cemento.
Purtroppo da meccanico ti dico che non mi sono mai occupato di come dovranno essere annegati i binari e il nostro ufficio civile non ha normative da indicare sulle fondazioni in cantiere ma come uso e consuetudine anneghiamo almeno un UPN cn la U rivolta verso l'alto dove ci salderemo il binario rettangolare o quadrato da trafilato.
Per la nostra realtà le indicazioni i forze dei carichi agenti vengono trasferite al nostro cliente che a sua volta incarica la sua impresa edile e il suo studio di geometri per determinare i ferri da annegare come rinforzi.
Proverò a vedere se trovo qualcosa di mirato ma dubito.
Una volta è successa una cosa analoga e avevano spessorato ogni metro e la giunzione non era supportata e quindi si sollevava. L'unica cosa per verificare era stato un fem.

Ma la piattina 60x30 ha il 60 in orizzontale? Non ci sono ruote con labbro di contenimento se le ruote sono larghe 50mm e il piatto annegato a filo piano pavimento. Giusto?
Se fosse una trave libera appoggiata con una luce di 700mm fletterebbe con 80kN di 20mm.
Questo vuol dire che il cemento sottostante deve resistere ad una pressione generata da 80kN su un'area di 60•700=42000mm² quindi 1,9MPa che risulta circa 10 volte meno dell'ammissibile a compressione.
Questo vuol dire che il cemento sotto non si rompe e tiene il carico a compressione, ma basta una spinta eccentrica per rompere il cemento superficiale laterale se il cemento non aderisce perfettamente al piatto e soprattutto se non hanno usato l'Emaco ma il cemento del pavimento.

Qualche spunto su questa discussione che abbiamo fatto tempo fa. Per ora non ho ancora trovato nulla di specifico che non sia RFI e quindi per treni su via ferroviaria con supporti completamente differenti.

Ma la piattina 60x30 ha il 60 in orizzontale? Non ci sono ruote con labbro di contenimento se le ruote sono larghe 50mm e il piatto annegato a filo piano pavimento. Giusto?
Se fosse una trave libera appoggiata con una luce di 700mm fletterebbe con 80kN di 20mm.

La piattina è posta con il 60 mm in orizzontale.
La guida non è data da un labbro sporgente sulla guida.
La guida è ricavata da un piccolo vano posto a fianco di uno dei due binari, incassato nel pavimento.
In questo vano scorre una linguetta sporgente dalla macchina
In questo modo i binari sono attraversabili dai muletti perchè non ci sono parti sporgenti.
A supporto di quando detto sulle cause di rottura del cls c'è anche il fatto che queste rottura avvengono in prevalenza sul binario che non ha, a fianco, la sede di guida.
Mi fa piacere sentire che condividi la mia analisi.
Queste sono le prime impressioni, ora approfondisco la questione e, se salta fuori qualcosa di interessante, la condividerò.
Grazie per il contributo.
Ciao

Avendo ruote senza bordino ma con una guida in prossimità di uno dei due binari, una possibile causa potrebbe essere il "serpeggiamento", tanto maggiore quanto maggiore è il gioco nella guida. Questo indurrebbe delle componenti laterali più accentuate sul binario più distante dalla guida e condizionate dal gioco fra la guida ed il perno di scorrimento.