La storia del trasporto pubblico di Roma raccontata con passione e per passione. Sito fondato da Vittorio Formigari, online dal 1999
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Home page I Meccanica della locomozione e trazione elettrica |
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Meccanica tranviaria e ferroviaria |
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LE ORIGINI DEL BINARIO TRANVIARIO |
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Ampliamento e riorganizzazione della pagina originale creata dall'ing. Vittorio Formigari |
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Fin dalle sue origini, e più ancora negli anni della sua proliferazione tumultuosa, ci si rende conto che la ferrovia non può arrivare ovunque ci sia un centro abitato o un'industria da servire. La strada ferrata è costosa nell'impianto, e più ancora nell'esercizio, e trova il suo impiego ideale sui collegamenti a forte traffico e a lunga distanza. Se per le industrie prossime alla grande rete il problema si risolve coi binari di raccordo, esercitati e mantenuti dalle imprese titolari, la mancanza di una valida alternativa nel trasporto stradale porta alla ricerca di soluzioni finalizzate a ridurre i costi in previsione di altrettanto magri ricavi. Il tram, urbano e soprattutto extraurbano, nasce dalla negativa esperienza delle ferrovie cosiddette economiche (in Italia quella delle linee complementari), concepite sul presupposto che la semplificazione dell'infrastruttura avrebbe inciso favorevolmente sul delicato problema del rapporto tra uscite ed entrate. La loro diffusione, per contro, sposta le vie di comunicazione dalla strada ordinaria alla strada ferrata. Una pubblicazione anonima del 1882 sostiene che «per essere veramente economiche le ferrovie [avrebbero dovuto] occupare il suolo delle vecchie strade carrettiere, e avere la facoltà di usare degli edifici che esistevano lungh'esse [per] risparmiare le stazioni e tutte quelle opere d'arte che non sono strettamente necessariamente per l'esercizio della strada». L'autore sostiene che con la diffusione delle ferrovia le vie di comunicazione hanno abbandonato la strada e tagliato fuori le popolazioni che si sono insediate lungo il suo corso. e che le linee complementari non hanno risolto il problema dei collegamenti interrotti. I costi elevati di costruzione ed esercizio di queste linee hanno anzi causato un forte aumento delle spese per gli approvvigionamenti e le spedizioni, dovuto alle tariffe ferroviarie e alla necessità di trasportare le merci da e per i punti di raccolta. E' in questa situazione che il tram inizia a ritagliarsi un proprio ruolo. Le ferrovie minerarie L'origine delle prime ferrovie stradali, non ancora chiamate in questo modo e men che meno tram, si perde nella notte dei tempi. Bisogna risalire a primitive infrastrutture costruite per facilitare i trasporti dalle miniere ai porti fluviali e marittimi, dotate di rotaie di legno o pietra posate su traversine di legno o - più spesso - su pietre appositamente modellate. Il ferro prende il posto del legno quando il suo prezzo cala per la sostituzione della legna col coke negli altiforni. Nel 1767 Richard Reynolds, direttore delle ferriere di Coalbrookdale, profila le prime rotaie metalliche in ghisa, che vengono subito utilizzate per l'armamento dei primi binari metallici. Secondo vari autori dell'epoca il collegamento tra la città mineraria e un porto sul fiume Severn è il primo ad utilizzare un armamento metallico, e sembra che la denominazione rail-way abbia preso il posto di plate-way proprio in questa occasione. Queste prime rotaie sono lunghe 1,50 m, larghe 12 cm e presentano uno spessore di 3 mm. Sono laminate a forma di L, con la parte alta rivolta all'interno del binario e fermate su traversine di legno più pesanti a mezzo di chiodi appositamente forgiati.
La notizia di questa innovazione fa presto a diffondersi e non pochi imprenditori del settore minerario se ne interessano. Tra questi una figura importante è quella di John Curr (1736-1823). Gli autori ottocenteschi fissano al 1776 le innovazioni che ha introdotto da direttore delle miniere dell'undicesimo Duca di Norfolk a Sheffield, ma sono informazioni incomplete e spesso errate. L'ingegnere minerario John Buddle, interessato a tali innovazioni, le fissa al 1779 e ne parla dodici anni più tardi. Nelle miniere di Sheffield il trasporto all'esterno viene effettuato mediante delle slitte di legno, prive di ruote; sono trainate da pony e strisciano su una guida composta da due rotaie larghe di legno in cui è intercalata una guida. Per aumentare la quantità di minerale trasportato Curr progetta un percorso su rotaie di ghisa, forgiate sempre nella forma della lettera L, su cui vengono utilizzati vagoni costruiti in legno e dotati di due assi con ruote metalliche (sempre in ghisa). Tenuto conto che i pony sono sostituiti con bambini impiegati ai limiti dello schiavismo minorile inglese l'ing. Buddle sostiene che il costo del trasporto si riduce del 30% a fronte di un aumento dei viaggi giornalieri.
Complice un libro scritto dal figlio, più mirato all'esaltazione della persona che alla ricostruzione storica, Curr è stato a torto indicato come l'inventore della tranvia. Tale primato spetta invece all'ingegnere inglese Benjamin Outram, al punto che per molti anni si è creduto che la parola "tramway" sia derivata dal suo cognome (Outram way, la strada di Outram). La "ferrovia stradale" che porta il suo nome è stata inaugurata l'11 settembre 1795, ed ha preceduto di tre anni la prima locomotiva a vapore e di 25 anni l'attivazione della prima linea ferroviaria della storia. La Little Eaton Gangway è una linea industriale lunga circa 8 Km, costruita con scartamento di 1.067 mm. Il suo progetto è legato a quello del Canale di Derby Quando nel 1790 la "Cromford Canal Company" scala la proprietà della "Butterley Hall" (concessionaria del canale) Outram fonda la "Benjamin Outram and company" (attiva con la ragione sociale "Butterley Iron Works") in società con William Jessop (ingegnere, progettista di canali e ponti) Francis Beresford (imprenditore nel campo delle miniere) e John Wright (nipote del banchiere e parlamentare Charles Ichabod Wright). La nuova impresa mantiene la concessione del canale (accordata alle persone fisiche) e quella per la costruzione di un collegamento tra la città mineraria di Little Eaton e il Little Eaton Branch Canal, una diramazione dal canale principale. L'impianto viene inizialmente progettato con rotaie e traversine in legno di quercia. Ne fa fede un annuncio pubblicato sul quotidiano "Lincoln & Stamford Mercury" il 16 agosto 1793 per 10.000 traversine di legno. Non è chiaro se la decisione di passare all'adozione di rotaie in ghisa sia da attribuire all'ing. Jessop o al fonditore Joseph Butler, che aveva costruito sperimentalmente un impianto simile nel 1788. Di certo sappiamo che l'impianto è stato costruito con rotaie a forma di L lunghe tre piedi (0,91 m) fissate a blocchi di pietra forati e dotati di una guida in legno di quercia per il sostegno di chiodi, anch'essi in ghisa. Lo scartamento è di 3,6 piedi (1.094 mm). Sappiamo inoltre che l'ing. Jessop ha utilizzato la stessa tipologia di impianto per la Peak Forest Tramway, una linea costruita per il trasporto di materiali minerari al canale di Peak, da dove viene successivamente inviato ad un punto di raccolta di Manchester.
Sulla base delle caratteristiche introdotte dalle due linee sono condotte varie sperimentazioni per l'impiego dello stesso sistema anche sul fronte del trasporto di persone. Sull'assunto che una carrozza trainata da due cavalli può trasportare 24 persone sulla strada ben 57 sulle rotaie sia nel Regno Unito che negli Stati Uniti iniziano ad apparire le prime tranvie a cavalli destinate anche al solo servizio viaggiatori, e il primato della prima linea viene da più fonti attribuito a una linea promossa a New York dal banchiere John Mason che - come detto più avanti - è stata in realtà la prima ad effettuare un servizio regolare. L'esordio del trasporto pubblico di persone da parte di una linea tranviaria risale al 1807 ed è stata attuata sulla Swansea and Mumbles Railway, attivata per il trasporto di minerale di ferro, calcare e carbone al canale di Swansea. L'infrastruttura è un ibrido tra le ferrovia non ancora messa a punto da George Stephenson e la tranvia di Outram. Costruita con scartamento di 4 piedi (1.219 mm ) per il trasporto di materiali di varia tipologia (carbone, minerale di ferro, calcare) parte dalla Brewery Bank (adiacente al canale di Swansea) fino al capolinea di Castle Hill, nell'allora minuscolo villaggio di pescatori di Oystermouth (all'epoca noto come Mumbles). I primi passeggeri paganti su rotaia della storia fanno il loro esordio nel 1807, a un anno dall'apertura. L'iniziativa è di uno dei soci della società concessionaria, Benjamin Brown French, un funzionario pubblico con un passato di segretario della camera bassa e di addetto agli edifici pubblici a Washington D.C. L'accordo con la società prevede il pagamento annuo di un pedaggio di venti sterline inglesi. (cifra notevole per l'epoca) e la prosecuzione del servizio negli anni a seguire lascia intendere che gli introiti provenienti dai viaggiatori erano altrettanto cospicui.
 Immagini del primo trasporto pubblico di persone su rotaia Diversi sono i punti a favore di queste prime installazioni. Anzitutto la possibilità di mantenere l'esercizio anche in condizioni meteorologiche avverse, con le ruote che non rischiano di impantanarsi sulle strade di campagna dell'epoca. Ulteriori vantaggi sono la velocità commerciale tra le 4 e le 6 miglia orarie e la possibilità di coprire una maggiore distanza senza aumentare l'impiego orario dei cavalli. Questi ultimi, sostengono le pubblicazioni tecniche dell'epoca, possono trainare dieci tonnellate su una pista pianeggiante, tre tonnellate su una strada buona e mezza tonnellata su una strada dissestata. In un paese dove già allora si tende ad avere una casa di proprietà per ogni famiglia, con la conseguente formazione di sterminate zone residenziali contrapposte ad un rigido concentramento dei servizi, la tranvia a cavalli fa presto ad affermarsi. La rivista Railway Review del 23 dicembre 1882 riassume i dati di un anno come segue:
I tram trainati dai cavalli si diffondono rapidamente, e non mancano le trovate singolari.
Ma se da una parte il tram semplifica le cose, dall'altra le complica. La semplicità dell'infrastruttura rispetto alla ferrovia è solo apparente. L'armamento di una linea tranviaria, destinato ad essere posato sulla pubblica via, deve infatti soddisfare molte condizioni. La più importante è la non interferenza col traffico dei veicoli stradali e dei pedoni. Le rotaie fino ad allora impiegate nei convogli minerari e nei primi tentativi di trasporto dei viaggiatori mal si prestano all'impianto sulla sede stradale. L'immagine che segue mostra una di queste primitive applicazioni ed appare chiaro che un minimo ostacolo che si posa sull'angolo esterno delle rotaie, inglobate nella sede stradale, solleverebbe la ruota quanto basta a provocare lo svio del rotabile. Il punto più dolente è comunque quello del "parco rotabile". Il numero dei cavalli da mantenere attivi è normalmente poco più del doppio di quelli necessari a esercitate le linee (si veda sopra: 100.000 cavalli per 18.000 carrozze). La sorveglianza esercitata dalle autorità locali e dai sodalizi per la protezione degli animali non consente agli esercenti di utilizzarli oltre il numero massimo di ore stabilito. Il loro mantenimento (foraggio, mantenimento delle stalle, salario degli stallieri, finimenti, visite e forniture veterinarie) rappresenta circa la metà delle spese di esercizio e abbassa i dividendi da distribuire agli azionisti. Dopo gli esperimenti di Richard Trevithick sulla macchina a vapore e la messa a punto della Rocket, il cui impiego si rivela produttivo sulla ferrovia tra Liverpool e Manchester, si pensa di utilizzare il vapore anche per i tramway ma i primi progressi devono giocoforza affidarsi alla trazione animale. Le prime tranvie negli Stati Uniti Fin dalle prime applicazioni, negli Stati Uniti, appare chiaro che la rotaia a canale (detta anche a gola) è la soluzione ideale ma il suo impiego in pianta stabile è preceduto da una lunga serie di proposte e sperimentazioni, spesso dettate dal personale interesse degli inventori e da questioni di conflitto coi servizi di trasporto su strada esistenti. Quest'ultimo problema è anzi all'origine di soluzioni poco pratiche e spesso costose. E' il caso delle prime linee tranviarie di Philadelphia, progettate da Strickland Kneass con rotaie dette a risalto, del peso di 22 Kg per metro lineare e montate su traverse e longherine di legno. Lo scartamento di queste linee è di 1,59 m, stabilito per rendere compatibili i percorsi su rotaia ai veicoli stradali già attivi. Qui in basso è riprodotto lo schema dell'armamento: le rotaie di ghisa (A) poggiano su longarine di legno (b) e vi sono fissate con grosse viti, anch'esse in ghisa (b), il tutto bloccato tra due file di selci stradali appositaente sagomati (C). Si nota che la parte bassa della rotaia è particolarmente larga per consentire il transito dei veicoli ordinari secondo lo schema riprodotto sulla destra.
L'idea di far coesistere veicoli su strada e su rotaia è comune in molte città per l'indiscutibile vantaggio di evitare le proteste dei titolari dei servizi su strada, ma da anche luogo a diversi inconvenienti. La necessità di mantenere la sede stradale interna al binario alla stessa quota della parte bassa della rotaia comporta un accumulo di acqua e fango nei giorni di pioggia e di pietre nelle strade con fondo a macadam, oltre a continue cadute da parte dei pedoni. Altro problema è la difficoltà per le vetture ordinarie di sollevarsi sulle rotaie e deviare dal percorso per lasciare il passo alle più veloci vetture tranviarie. Per ovviare a questi problemi a Philadelphia si pensa di invertire l'orientamento delle rotaie (A) mantenendo il fissaggio sulle longarine (T) assicurate a loro volta a traversine di legno (D) poste a una distanza media di due metri ma la modifica dell'impianto non comporta alcun miglioramento.
Nel periodo in cui Kneass progetta le "sue" linee la rotaia a canale è stata già impiegata da John Stephenson in una New York all'epoca oltremodo diversa da quella che conosciamo oggi. L'abitato vero e proprio è allora limitato all'isola di Manatthan e contornato da sobborghi che in seguito si sono saldati dando origine ai cinque distretti cittadini attuali (Manatthan, Brooklyn, Queens, Bronx e Staten Island). La prima linea tranviaria della città, promossa dal banchiere John Mason, è stata attivata in più tronchi, e precisamente:
L'armamento utilizzato per questa linea prevede inizialmente una rotaia con il canale oltremodo ampio per consentire - come a Philadelphia - il passaggio dei veicoli ordinari. Il peso originario è di 29 Kg per metro lineare. Nell'immagine che segue viene riportato lo schema dell'armamento: la rotaia, larga 105 mm, poggia su una longherina, nella quale sono infisse due chiodi di metallo che ancorano il tutto alla pavimentazione stradale. Le successive immagini indicano il maggior peso adottato nei successivi prolungamenti della linea (figure 2, 3 e 4) e la diversa profilatura del canale nell'impianto del terzo prolungamento (qui indicato come 3^ avenue), messa a punto per favorire la rimozione dei rifiuti coi primi sistemi ad azionamento meccanico. Questa rotaia presenta i due profili laterali a diversa altezza, e rimane di fatto una profilatura a L, seppure più elaborata, che lascia irrisolto il problema della sporgenza dalla sede stradale. Per ovviare all'inconveniente sul tratto della linea corrispondente alla sesta strada viene sperimentata una rotaia detta bridge-rails (rotaia a ponte, fig. 9 e 10) che presenta un doppio canale per spostare il peso nella parte centrale nell'idea, rimasta tale all'atto pratico, di attenuare il fenomeno del sollevamento della sede.
L'armamento Loubat: la rotaia a canale Il sistema Stephenson, afflitto dal problema delle rotaie che emergono dalla sede stradale, viene poco o nulla applicato in altre città statunitensi, e anche a New York il servizio viene sospeso per i continui problemi che il binario arreca alla circolazione ordinaria. L'esperienza si rivela tuttavia preziosa per l'ingegnere francese Alphonse Loubat, imprenditore viti-vinicolo che si trova in quel periodo a New York per promuovere i suoi prodotti e che ha collaborato alla progettazione della tranvia. Tornato in Francia mette a punto e brevetta una rotaia che anticipa di molto quella a gola di tipo moderno. L'armamento di Loubat è rappresentato nella figura che segue. E' composto da rotaie lunghe sei metri, del peso di 20 Kg per metro lineare (A) fissate a longheroni in legno 100x150 mm (C) per mezzo di chiodi a punta ricurva (b). Il tutto è posato su traverse in legno (D) mantenute ferme da cunei sempre in legno. Per la posa si scava un canale di 35 cm di profondità dove si adagiano le traverse alla distanza media di un metro, cui vengono fissate le rotaie, tenute unite tra di loro con piastre in ferro 150x42 cm, spesse 10 cm. L'impianto, una volta completato, viene livellato colmando la sede con del pietrisco, pressato con dei rulli e mantenuto stabile con selci stradali (E) apppositamente modellati sul lato del binario.
La "rotaia a U" (come viene nel frattempo chiamata) è la prima ad essere impiegata in Francia in quella che viene inizialmente chiamata "ferrovia americana". Nel 1853 Loubat viene autorizzato a costruire una linea di prova di 2 km a Parigi, dalla Place de la Concorde alla Barrière de Passy, esercitata a semplice binario con lo scartamento di 1,54 m. L'esercizio è effettuato con due vetture importate dalla linea di Harlem alle quali, per dimostrare la superiorità del tram sugli omnibus, sono aggiunti dei posti coperti sull'imperiale. Il 18 febbraio 1854 viene accordata la concessione per un esercizio regolare ma nel frattempo a questo nuovo armamento viene contestata la larghezza del canale delle rotaie, ridotto a 30 mm. Rispetto alle rotaie americane dotate di canale aperto oppone una maggiore resistenza al moto e un grande consumo di bordini nelle curve e in barba alle pregresse esperienze alla rotaia di Loubat si contesta l'impossibilità di impiego da parte dei veicoli stradali. Contestazioni e problemi aprono la strada a un tale signor Bazain, del quale non si sono trovate notizie biografiche. Il suo brevetto riprende quello del Lobaut ma con una rotaia di circa 15 Kg per metro lineare a canale largo (A) fissata a vite (B) a una longherina in legno (C), a sua volta ancorata alla sottostante traversina (D). Inutile dire che da gli stessi problemi riscontrati a Philadelphia e New York ma per alcuni anni si assiste a una contesa tra i due sistemi. Mentre a Parigi si impiega l'armamento Loubat la Belgian Street Railway and Omnibus Company di Bruxelles adotta il Bazain con alcuni adattamenti (figure 1-4 a seguire). In particolare:
La figura 4 mostra una ulteriore variante dell'armamento Bazain adottato sempre a Bruxelles dalla Società Brésilienne, privo della vite centrale ma rinforzato da attacchi laterali in ferro fissati per tutta la lunghezza da una vite fissata all'estremità interna da un dado. Questo armamento è stato impiegato anche dalla Voies Ferrèes Belges su una linea tra il quartiere periferico di Schaerbeek e il parco Bois de la Cambre al centro della capitale belga (figure 7 e 8).
Nonostante non manchino gli inventori, cui non fa evidentemente difetto la fantasia, la rotaia a canale stretto, del peso tra i 15 e i 20 Kg per metro lineare, fa presto a imporsi su qualsiasi altra soluzione. A favorire il sistema Lobaut è anche la semplicità della sottostruttura, che richiede uno scavo di soli 35 cm e un impiego di materiali economico e funzionale al tempo stresso. Nell'ultimo trentennio dell'ottocento, tuttavia, si assiste a un proliferare di brevetti messi a punto da tecnici più o meno improvvisati che - come sempre accade quando il progresso è foriero di guadagni - fanno spesso leva sull'altrui convinzione che a maggiore complicazione corrisponde maggiore funzionalità. Non di rado - si veda l'esempio di Parigi con l'armamento Bazain - si mettono a punto delle varianti ad un sistema già funzionale per difetti che non ci sono e che spesso ostacolano realizzazioni esclusive. Tra le numerose proposte troviamo quindi armamenti montati su supporti di legno (traverse, longarine, traverse e longarine), su armature metalliche a supporto continuo e discontinuo, su pietra, su massicciata, su rotaie collegate e scollegate tra loro, e via dicendo. Nelle prime linee di Londra, ad esempio, le longarine in legno (C) poggiano su un sostegno in ghisa (D) chiamato cuscinetto, a sua volta poggiato su un letto di calcestruzzo (F) e bloccato dalla parte esterna del binario (M) da un chiodo a testa conica (Q). Nella rotaia (A) il canale (largo 30 mm) presenta dei fori, necessari a fissarla alla longarina con una vite (b). La complessità dell'impianto - sostengono varie fonti - è mirata a sostenere vetture a grande capacità, che esercitano un peso notevole e richiedono un sistema di armamento che prevenga non solo la deformazione dovuta al peso ma anche non meglio precisati movimenti orizzontali.
Sulla rete di Glasgow (1872) viene adottato un sistema in cui la rotaia (A) è fissata con viti alla longarina (M) a sua volta bloccata da una staffa (F) che poggia sulla traversina (T) assicurata da due viti (r). Pochi mesi dopo sono aggiunte due ulteriori prese (C) tra rotaia e longarina nell'intento - sembra - di aumentare la stabilità della sede con l'adozione di vetture dotate di posti a sedere sull'imperiale.
La Liverpool Corporation Tramway ha costruito le sue prime linee con un sistema di cui non viene riportato il nome dell'inventore: la rotaia (A) è fissata su una longherina in legno attraverso una vite verticale (b) che si congiunge ad una vite orizzontale (C) che fissa a sua volta una longherina di ridotte dimensioni (d). Il tutto è assicurato ad un letto di calcestruzzo.
Nel 1877 la Manchester Carriage and Tramways Company adotta un sistema di armamento messo a punto da tale James Henry Linden. La sua costruzione richiede uno scavo di 12 cm colmato per metà da un letto di calcestruzzo ben livellato (N) da lasciare a riposo per almeno 24 ore per una completa asciugatura. La rotaia a canale stretto (A) non richiede longherine o traverse ma viene poggiata su un secondo strato, stavolta di asfalto. che viene livellato e coperto con pietre analoghe a quelle del lastricato della strada. E' un sistema semplice ed economico da costruire ma la coesistenza con la circolazione ordinaria si rivela problematica. L'inventore raccomanda di utilizzare il manto prodotto nella Val di Travers, all'epoca oltremodo rinomato per la robustezza, ma le vibrazioni prodotte dai veicoli ordinari e dai tram richiede un continuo controllo per la tendenza delle rotaie a sporgere sulla strada.
Lo stesso problema lo da l'armamento progettato dall'ing. Joseph Kincaid per la prima linea tranviaria della città inglese di Leeds. La rotaia (A) è sostenuta da un appoggio metallico in ghisa (B) e da una longherina in legno di frassino (c); due ganci in ferro (d) mantegono uniti i tre elementi, sostenuti da una "sedia" in ghisa (B) e da un letto di calcestruzzo (F). Con lo stesso materiale sono colmati i vuoti con la selciatura stradale (C) ma l'impianto, al pari di quello montato a Manchester, si rivela poco resistente alle vibrazioni. La continua necessità di interventi per mantenere le rotaie a livello porta alla progettazione alla modifica illustrata dalla figura di destra, dove la rotaia (A) è assicurata per messo di una vite (b) a una longherina verticale (D) e a una sedia interamente metallica (E). Questa variante si rivela più resistente e viene mantenuta in uso fino ai primi anni del novecento.
A Napoli, città dove le strade sono lastricate con pietre di grandi dimensioni, per le prime linee viene messo a punto un armamento composto da semplici rotaie a gola, incastrate nel lastricato e mantenute da chiodi o da viti. Il metodo di posa è il seguente : stabilito il tracciato della linea, si marca sul lastricato la posizione delle rispettive rotaie mediante un'asta di legno corrispondente alla larghezza dello scartamento. Si fa poi l'incastro in cui devono essere fissate le rotaie sotto il profilo della strada. Queste si presentano in opera nella loro posizione definitiva per marcare il posto dei chiodi di fissazione, in modo che non abbiano a corrispondere coi giunti del lastricato.Le rotaie di Napoli sono di 6 metri e devono avere un chiodo a circa 15 cm. dalla loro estremità ed altri tre o quattro intermedi .Per forare le rotaie si adopera comunemente una punzonatrice idraulica , sistema Tangy Brothers.
Tipologie di armamento Le rotaie prese ad esempio seguono la soluzione del canale ristretto proposta da Loubat. I diversi sistemi di sostegno, più o meno complessi, sono dovuti al largo impiego che si fa all'epoca di vetture con posti a sedere sull'imperiale, ma non mancano le eccezioni. Sulla Tranvia Milano-Monza, ad esempio, si adotta inizialmente il sistema inglese Marteau, con una rotaia a L da 14,5 Kg per metro lineare (A) lunga 5 metri, priva di canale e poggiata su una longarina in legno 80x120 cm (B) tenuta ferma ai lati da due piastre sempre in legno, assicurate alla traversina (C) da chiodature (B). Nel successivo prolungamento a Piazza San Babila viene impiegato l'armamento brevettato in Francia dall'ing. Antoine-Léon Marsillon, indicato per le strade lastricate. In questo sistema il canale si ottiene da una rotaia da 6 m del peso di 14 Kg per metro lineare (A) e da una controrotaia di uguale lunghezza, più stretta, del peso di 10 Kg (B), tenute alla distanza di 30 mm nelle facce interne a mezzo di un elemento distanziatore (d). Attraverso un cuscinetto in ghisa (C) il tutto viene poggiato sulla traversina (D) senza l'elemento intermedio della longarina.
Per diversi anni, tuttavia, non mancano le proposte mirate a costruire sedi rotabili destinate all'uso promiscuo o esclusivo dei veicoli ordinari. I promotori di questi sistemi cavalcano l'ostilità dei vetturini nei confronti del nuovo mezzo, che non solo vogliono rendere più veloci i propri servizi, ma confidano di poterlo fare senza dover impegnare capitali nella sostituzione delle ruote di legno con ruote metalliche. E' il caso della città inglese di Pendleton, dove viene adottata una rotaia a doppio canale, definita piatta, destinata a vetture ordinarie dotate di ruote senza bordino. E' una rotaia a forma di T (A) fissata alla sottostante longherina (C) con due viti (b). L'impianto è assicurato con una gettata di calcestruzzo tra le pietre del lastricato stradale (D). Dal momento che la marcia non è vincolata alle rotaie questo sistema richiede lo scavo di un solco parallelo alla rotaia esterna. Serve al conducente per mantenere i cavalli in linea e le ruote sul binario, ed è il punto debole che porta al suo rapido abbandono, dal momento che la fanghiglia prodotta dalla pioggia e la neve provocano la sua sparizione. Un binario per i veicoli ordinari viene costruito anche a Copenaghen. Messo a punto dall'ing. Arthur Keiffler, utilzzato anche a Berlino, Amburgo, Potznan e Königsberg, è previsto per una sorta di veicoli anfibi ante-litteram. La rotaia (A) ha un peso di 12,5 Kg per metro lineare e presenta un canale in posizione centrale. Quest'ultimo è la guida per una ruota aggiuntiva montata sulle vetture (F) collegata ad una leva (D) che la può sollevare attraverso una catena (E) quando il conducente deve deviare dal percorso rotabile.
Le tipologie di armamento si possono riunire in quattro categorie principali, anche se non mancano le eccezioni.
A partire dagli anni '90 si affermano i sistemi con appoggio delle rotaie direttamente sulla massicciata, con o senza traverse. A seguire diamo a titolo puramente illustrativo un elenco non completo delle proposte avanzate nei primi anni della tranvia a cavalli. Aldred-Spielmann (Brema, 1879) La rotaia (R) manca completamente di stelo e base di appoggio e consta di una trave di sezione tale da fornire sia la fascia di rotolamento che la gola; è sostenuta da supporti a squadra (S) opportunamente sagomati, con l'ausilio di cunei in legno (C). La rotaia presenta una superficie di rotolamento e una gola anche sulla faccia opposta a quella utilizzata: nell'idea dell'inventore ciò serve a riutilizzare una rotaia usurata semplicemente smontandola e rimontandola invertita, una pia illusione perchè all'atto pratico la vecchia rotaia presenta una tale deformazione da renderne impossibile il fissaggio tra i supporti a squadra. Questo armamento da pessimi risultati tanto da essere abbandonato dopo due anni di esercizio.
Böttcher (Brema). Brevettato dall'ing. Emil Böttcher nel 1878 questo sistema è stato applicato solo in via sperimentale su un breve tratto della rete di Brema. Prevede una rotaia tipo Vignole scanalata a L (A) simile a quella del sistema Fischer, fissata alla selciatura stradale a mezzo di una chiavarda (B). La base della rotaia è oltremodo ristretta e poggia su una longarina singolarmente lunga e profonda, assicurata al terreno con una vite a bullone (C). Secondo l'inventore è un sistema pratico, sicuro ed economico ma lo scavo richiesto per la sua posa (450 mm contro la media di 25-30 mm dei sistemi dell'epoca). Secondo le fonti la sperimentazione non ha seguito per i costi eccessivi dello scavo.Bremer
Büsing (Berlino, 1871). Adottato per la prima volta a Berlino nel 1871 per linee a cavalli della "Grosse Berliner Pferde-Eisenbahn Gesellschaf" - della quale Johann Büsing è direttore - il sistema fu largamente impiegato per più di 100 km di linee sulle reti tramviarie di numerose città tedesche e trovò anche applicazione su linee ferroviarie di interesse locale con trazione a vapore. A differenza del sistema precedente, del quale è una chiara derivazione, le rotaie sono fissate alle longarine a mezzo di arpioni; la disposizione a) è utilizzata sui rettilinei, mentre nelle curve si utilizzano il profilo c) per la rotaia interna e il b) per l'esterna, ancora con marcia sul bordino per le ruote esterne dei rotabili; il profilo d) sarebbe stato una variante del c) realizzato per risparmiare materiale.
Büsing modificato (Breslau e Magdeburg, 1877; Stettin, 1879). Al sistema precedente si rimprovera una limitata stabilità, essenzialmente per il sistema di fissaggio della rotaia alla longarina. Con le sollecitazioni provenienti dal carico mobile i sostegni, specie quelli obbliqui, tendono ad allentarsi rendendo le rotaie più o meno libere di muoversi a danno della superficie stradale. Büsing modifica pertanto il suo sistema con l'adozione della rotaia Larsen - già sperimentata sulle reti inglesi e di Parigi - che consta qui di una guida scanalata asimmetrica (R) a forma di sella, fissata al sommo della longarina (L) da ferri di ancoraggio (A) montati alternativamente sui due lati e passanti in fori praticati sulle ali della rotaia; un primitivo tipo di rotaia da 25 kg/m (fig. b) viene sostituito da quello universalmente adottato da 18-19 kg/m (fig. a). Analogamente al sistema precedente, nelle curve si utilizzano i profili c), dei quali quello senza gola costituisce la rotaia esterna per la quale le ruote marciano sui bordini. Una variante del sistema Büsing modificato è utilizzata a Monaco di Baviera: qui (immagine a destra) la sezione della rotaia ha una forma particolare allo scopo di avere un sufficiente momento d'inerzia pur con una gola di notevole profondità; la rotaia è fissata alla longarina con piastre laterali inchiodate.
Büsing a profilo simmetrico (Barmen-Elberfeld, 1873). E' una rotaia a doppio fungo con canale centrale, studiata per l'utilizzo del perambulatore Hawort, un rotabile stradale a trazione animale dotato di quattro ruote cilindriche e di una ruota direttrice con un bordino centrale. Le ruote si muovono su rotaie metalliche piatte e il veicolo le segue grazie ad una rotaia centrale dotata di un canale di 25 mm tra due funghi di 30 mm. Quest'ultima guida il veicolo attraverso una ruota dotata di bordino centrale. E' un sistema simile a quello ideato da Arthur Keiffler per la rete di Copenaghen: la ruota guida può essere sollevata quando il veicolo deve deviare dal suo normale itinerario, con un meccanismo che qui viene però azionato dal cocchiere e non dal conducente.
Culin (Amburgo) Adottato nel 1866 su alcune delle prime linee di Amburgo. La rotaia (A) e laminata in un solo pezzo con la controguida e presenta una base di 186 mm che funge da longherina. La forma speciale con un secondo canale dal lato esterno del binario serve principalmente a distanziare le pietre del lastricato stradale, in modo da non finire danneggiate dalle ruote metalliche, ma viene anche utilizzata come guida dai veicoli ordinari. Il vuoto contro lo stelo della rotaia viene riempito con pezzi di quercia (C) sagomati per fornire un sostegno alle pietre del lastricato. Questi pezzi, rigonfiandosi per l'effetto della umidità del suolo, premono sia contro lo stelo della rotaia che contro il filare delle pietre. Lo scartamento del binario è assicurato da una barra in legno (D) cui sono infissi due longheroni di metallo (B).
De Féral (Colonia, Mannheim, Metz) E' uno dei tanti utilizzi della rotaia d'acciaio Vignoles scanalata a L, poggiata su una longarina di metallo e fissata con chiavarde. La particolarità di questo sistema è nel tratti in curva: mentre il binario interno è una semplice guida piatta quello esterno sfrutta il sistema Dufrane utilizzato a Düsseldorf: la rotaia è a canale ed è dotata di una guida più alta dal lato del bordino.
Demerbe (Francoforte, Strasburgo, Colonia, Rotterdam , Groninga , Arnheim , Haie, Amburgo, Bruxelles, Roma) Brevettato dall'ingegnere belga Victor Demerbe nel 1878 è un armamento che ha avuto una grande diffusione. La rotaia in acciaio (A) ha la forma di una U rovesciata e si presenta particolarmente allungata verso il basso per congiungersi con una barra di ferro piatto (D). Quest'ultima mantiene lo scartamento ed è dotata di due estremità con intagli (E-F) destinati a ricevere il doppio gambo delle rotaie, tenuto fermo da apposite chiavarde. All'interno della rotaia è presente un cuneo in ferro saldato alla rotaia stessa, che mantiene l'impianto saldato alle traversine di legno e il tutto poggia su una massicciata di pietrisco.
Dufrane (Düsseldorf) Per le tratte in rettifilo la rotaia si presenta simile alla Vignoles (fig. a), con la parte a fungo smussata dal lato interno del binario; è montata nel selciato stradale che si distanzia dalla superficie di rotolamento, creando la gola per il passaggio del bordino, mentre in corrispondenza dei giunti due pezzi ad angolo (L) sono avvitati ai due lati dello stelo. Nelle curve di raggio inferiore a certi limiti la rotaia interna è sostituita da una trave (F) a doppio T (fig. b), alla quale è sovrapposto il pezzo (G) sagomato in modo da fornire la superficie di rotolamento e la gola che risulta larga 30 mm; G è fissato all'ala superiore della trave con un bullone (B).
Fischer-Dick (Berlino, 1880) Introdotto dal Fischer-Dick, direttore della Grosse Berliner Pferdebahn (succeduto a Büsing), per ovviare ad alcuni inconvenienti rilevati nell'esercizio della rete di tramvie a cavalli di Berlino; sembra essere stato il miglior armamento tra quelli usati in Germania al tempo delle tramvie a cavalli. Come nel sistema Büsing modificato, la rotaia a sella simmatrica (R) è fissata alla longarina (L) da pezzi di ancoraggio (A); in corrispondenza dei giunti delle rotaie sotto le stesse sono montate delle piastre di rinforzo (P) fissate da serie di perni (O) mentre i ferri di ancoraggio impegnano qui solo le piastre e non le rotaie. I tiranti di scartamento sono formati da ferri piatti (T) terminanti con bulloni e dadi.
Geveke (Amsterdam) Armamento completamente metallico, viene messo a punto dalla Geveke & C. di Amsterdam e sperimentato per un anno su una linea della locale rete. Si compone di una rotaia a canale in acciaio Bessemer (A) fissata alle longherine in ferro (L) a mezzo di staffe speciali (S) e chiavarde (B). Per le curve inferiori a 60 m. di raggio vengono impiegate rotaie con un bordo più rilevato. La rotaia esterna ha la sua faccia superiore completamente piana, larga 115 mm. , con uno spessore di 25 millimetri. Lo scartamento del binario è mantenuto con una barra di ferro piatto di 110 mm. d'altezza per 7 mm . di spessore , la cui lunghezza corrisponde alla distanza stabilita delle rotaie. Il sistema presenta una sufficiente solidità ai giunti delle rotaie, assicurando una continuità nel piano di rotolamento ; ogni difetto può essere facilmente riparato tirando maggiormente le chiavarde delle staffe Dopo una sperimentazione di circa un anno la "Amsterdamsche Omnibus Maatschappij" decide di adottarlo sia sulle linee in esercizio che su quelle di nuova costruzione.
Proposto dall'ingegnere inglese John F. Gregory in epoca imprecisata e mai sperimentato. La rotaia a canale (A) posa su un cuscinetto metallico (B) che preme ai due lati della selciatura stradale e si poggia alla base della sede (D), col rinforzo di un cuneo di legno (C) dalla parte del canale.
Haarman (Erfurt, Berlino, Vienna, Cassel, Stoccarda, Danzica, Lipsia) Brevettato dall'ing. G. Haarman, direttore della Georgs-Marien-Bergwerks und Hüttenverein, è stato sperimentato sulla rete tranviaria di Erfurt, in Germania, si compone di due rotaie identiche (A) poste in posizione simmetrica, che formano un canale di 30 mm assicurato da un cuneo (C) e due chiavarde (B) con delle barre che assicurano la misura dello scartamento (D). Le due rotaie formano alla base un appoggio di 132 mm che rende superflue le traversine. Impiantato nel 1883 da nel complesso buoni risultati. Il mancato impiego di un canale chiuso, tuttavia, crea problemi per la pulizia dello spazio tra le due rotaie, specie alla base. Nelle successive applicazioni in altre città il sistema è stato utilizzato su strade con diverse pavimentazione (lastricato, asfalto, legname, terra battuta) più spesso adagiato su un letto di calcestruzzo, e ha dato buona prova in ogni condizione climatica e di utilizzo.
Hartwich (Stoccarda, Monaco, Napoli, Roma) Brevettato dall'ing. Emile Hartwich, direttore dei cantieri di costruzione della Pfalzbahn, è un armamento che sfrutta la già affermata rotaia a fungo Vignoles laminata in acciaio, rialzata di alcuni centimetri, per concentrare il peso sulla rotaia stessa invece che su una massicciata. L'idea originale è quella di renderlo compatibile ai tramway e ai carri merci ferroviari sopra un semplice letto di pietrisco, senza traverse. Il canale, largo circa 30mm, si forma tra la rotaia (A) e la selciatura della strada (B) grazie ad un elemento in legno (C) assicurato da un sostegno metallico (a) e due chiavarde (D). In questa prima versione, tuttavia, le pietre del lastricano finiscono lesionate dalle vibrazioni a danno della stabilità del binario. I difetti riscontrati sui raccordi stradali delle ferrovie della Renania sono corretti nell'impianto delle prime linee di Monaco: il sostegno (a) viene rinforzato e modificato in funzione di una controrotaia in ferro (E) montata per dotare l'impianto di un canale di 30 mm. Heusinger von Waldegg (Vienna) Ingegnere capo delle ferrovie dell'Annover, direttore dei lavori della ferrovia di Homburg e della Deisterbahn, l'ing. von Waldegg brevetta un armamento completamente metallico con due rotaie (A, B) sagomate in modo da formare simultaneamente il canale per l'orlo delle ruote e la longherina ad U rovesciato (D) come base di appoggio. Le due rotaie sono tenute assieme da una chiavarda di grandi dimensioni (C). Lo scartamento del binario è mantenuto da piastre di ferro di 100 per 6 mm. di sezione, opportunamente tagliate per ricevere il gambo della longherina. Il sistema, giudicato nel complesso funzionale, ha un limite nella sua pratica applicazione., Le rotaie curvate sono laminate direttamente in fabbrica secondo i precisi raggi di curvatura indicati dal committente per la necessità di praticare prima della consegna i fori destinati alle piastre che mantengono lo scartamento: nelle operazioni di posa non è quindi possibile una modifica se non nei ristretti limiti che la rotaia consente, impedendo all'esercente di poter attuare varianti al tracciato eventualmente necessarie.
Humbert (Marsiglia, Nancy, Le Havre, Genova, Roma) Progettato dall'ing. G. Humbert, direttore della "Compagnia Generale Francese di Tramvie", e uno dei sistemi ottocenteschi che hanno conosciuto maggior fortuna dopo quello di Loubat, al punto da essere premiato con una medaglia d'oro all'Esposizione di Le Havre del 1887. Questo binario si compone di rotaie d'acciaio a gola (A) fissate con un cuneo di ferro (B) ed un secondo di legno (C) in cuscinetti di ghisa, fissati sopra traverse di ferro (D) con chiavarde fissate da bulloni. I due cunei esercitano una spinta contrapposta, sostenuti da tavole di legno di piccolo spessore che si gonfiano con l'umidità del terreno. Il canale delle rotaie è largo 28 mm. Le giunzioni delle rotaie orientate verso il basso garantiscono la stabilità del binario. In Italia è stato utilizzato a Genova (rete diretta dalla Compagnia francese) e all'esordio delle linee a cavalli di Roma.
Michelet (Bruxelles) Brevettato dall'ing. G. Michelet viene adottato dalla "Les tramways bruxellois", di cui è direttore generale. Si compone di una rotaia appositamente profilata (C) su cui poggia una seconda rotaia del tipo ferroviario Vignoles (R), unite tra di loro da una vite (B). L'unione delle due forma un assieme di rotaia e longherina con una base di appoggio di 130 mm. Quest'ultima è ritenuta di larghezza sufficiente per non impiegare traversine ma fin dalle prime prove si rende necessario aggiungere una stecca di consolidamento (S) per conferire maggiore sostegno alla rotaia Vignoles. Le due rotaie e il complesso dei sostegni formano un armamento da 70 Kg per metro lineare, aumentato a 75 nelle curve, adatto al transito di carichi superiori a quelli del trasporto viaggiatori.
Müller (Magdeburgo). Applicato solo su una breve linea. La rotaia e il sistema di montaggio della stessa a mezzo di perni sono simili a quelli del sistema Fischer-Dick; la distanza tra le rotaie è mantenuta a mezzo di tiranti in ferro diagonali e trasversali.
Nieman-Geiger (Buenos Aires, Berlino) Armamento completamente metallico sviluppato in Argentina e importato in epoca imprecisata a Berlino. La rotaia (A) è incastonata in un cuneo di ferro (B) e il tutto è fissato nel canale di una base metallica (D). L'intero impianto è tenuto fermo da due supporti di metallo (C) e da versamenti di malta per colmare i vuoti.
Phoenix (Zurigo, Magdeburgo, Berlino) Questa rotaia viene sperimentata per la prima volta nel 1883, quando la "Zürcher Strassenbahn Gesellschaft" attiva la prima linea di Zurigo. Forgiata in acciaio Bessemer sfrutta il principio della rotaia metallica Vignoles, all'epoca già affermata. La sua caratteristica principale è la parte superiore, che presenta un canale incavato sul lato interno, profilato per ospitare ruote con orli appositamente predisposti. L'altezza totale è di 140 mm ma nel brevetto è precisato che può variare a seconda del tipo di lastricato in uso, che per la città di Zurigo è composto di piccoli blocchi di pietra di 10 centimetri di lato e 15 a 20 centimetri di altezza. Le rotaie (A) vengono fra di loro riunite a mezzo di quattro chiavarde (B) fissate sopra longherine sempre in acciaio (C) a mezzo di perni a testa esagonale (D). Funzionale ed economica al lungo periodo è una rotaia che si adatta facilmente alle diverse caratteristiche delle strade. A Berlino, ad esempio, la "Grosse Berliner Pferdeeisenbahn-Gesellschaft" ne adotta una versione alta 157 mm, da 42 Kg per metro lineare, con la parte superiore di 5 mm inferiore alla base che permette l'impiego di qualunque genere di pavimento.
Rimbach (Karlsruhe, Dortmund) La rotaia a sella asimmetrica R è fissata, mediante bulloni con dado, ad un supporto in ferro, anch'esso a sella, P. Le due file di rotaie sono collegate da tiranti di scartamento: nella disposizione a) il tirante T è collegato al supporto a mezzo di bullone e dado; nella b) la traversa, di maggiore larghezza, è fissata al supporto con bulloni e dadi.Nella disposizione b) la rotaia appare fissata al supporto da un bullone a testa tonda posto nel fondo della gola, che sembra dover interferire col passaggio del bordino della ruota.
Schultz (Berlino, 1868?). Secondo le fonti disponibili il sistema è l'unica applicazione dell'appoggio su pietra in Germania. E' un breve tronco costruito a Berlino nel 1886. La rotaia a sella è la stessa del sistema Fischer-Dick; è montata sulla longarina in pietra (L) con l'intermediario di un cuscinetto in legno (C) ed è fissata dalla vite (V) che si avvita nella parte alta del bariletto (B) mentre nella parte bassa dello stesso si avvita l'asta (W). Il montaggio della rotaia dovrebbe avvenire avvitando dapprima il bariletto sull'asta W introdotta dal basso nella longarina (la parte Z servirebbe ad impedire che W ruoti mentre si avvita B); successivamente, messo in opera un certo numero di longarine si passerebbe al fissaggio delle rotaie dall'alto a mezzo delle viti V. E' da prevedere che, a causa delle inevitabili irregolarità della pietra, difficilmente il binario riuscirà veramente in piano e che in ogni caso, con lo sgretolamento delle superfici, lo stesso sarà perennemente instabile
Sistema parigino (Amburgo, 1871; Berlino, 1878; Braunschweig, 1879; Aachen, 1880; Lübeck, 1881). Nonostante il nome, non sembra che il sistema sia mai stato impiegato a Parigi. Appare come un adattamento del Büsing modificato per il montaggio senza traverse, con tiranti di collegamento tra le rotaie (R) che sono sempre del tipo Larsen. I ferri di ancoraggio (A) sono posti ad intervalli di un metro e fissano le rotaie alle longarine (L) passando per fori praticati nelle loro ali; in corrispondenza dei giunti delle rotaie sotto le stesse sono montate delle piastre di rinforzo (P). I tiranti (T) sono costituiti da ferri piatti, collegati alle longarine da bulloni passanti (fig. a) o mediante piegatura ad angolo (fig. b).
Tram-materials Company (Sidney, Londra) Sperimentato dapprincipio in Australia si compone di due longherine di legno (T) con appoggio di 130 mm in basso e di 75 mm. in alto, sulle quali viene poggiato un canale di ferro laminato a U (B) sul quale viene poggiata la rotaia (A). Quest'ultima presenta sulla base tre fori disposti a un metro di distanza dove passano le viti di collegamento (E) assicurata da un bullone (F) che attraversa la longarina e si fissa ad una piastra di ferro (G). Il bullone F preme contro un cuneo (K) che assicura l'immobilità della rotaia forzandola contro il cuneo B. Un tirante in legno (D) assicura lo scartamento del binario. Nella figura 2 è illustrato lo schema del medesimo armamento nei casi in cui si sostituiscono le parti in legno con materiali più resistenti e duraturi. Il canale laminato B poggia infatti su un letto di calcestruzzo (M) e la vite E mette in azione due cunei (K) uno orizzontale, l'altro verticale. Questa variante si utilizza per le strade lastricate, col calcestruzzo che lega e tiene ferme le pietre (N).
Wimby e Levick (Chemnitz, 1880). La rotaia è una Vignoles a gola fissata con chiavarde e cunei su una piastra in ferro; le due file di rotaie sono collegate da tiranti di scartamento con passo in rettifilo di due metri e in curva minore.
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Ultimo aggiornamento: lunedì 14 ottobre 2024 |
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