Estimation of fatigue loads on trains induced by overpressures in tunnel crossing

In this work, the phenomenon of overpressures in tunnels due to the passage of trains is analyzed through an experimental and numerical approach. An extensive experimental campaign has been carried out both on board the train and inside different tunnels and using the collected data the numerical code has been developed and validated. The objectives of the experimental tests were to analyze the pressure loads acting on the train, those acting on the tunnels and the pressure variation perceived by passengers on board the train. Finally, using the validated codes, both the maximum/lowest pressure and the fatigue loads, due respectively to critical crossing conditions and to the service life of the train in mixed traffic, were calculated; the calculation was carried out using both the Italian and German procedure, thus comparing a new procedure with a consolidated one. The estimated equivalent pressure is 28% higher in the German case, having assumed an overestimated dynamic time constant with respect to the type of train considered.

In questo lavoro, il fenomeno delle sovrappressioni in galleria dovute al passaggio del treno viene analizzato attraverso un approccio sia sperimentale che numerico. Un'ampia campagna sperimentale è stata eseguita sia a bordo treno che all’interno di diverse gallerie ed utilizzando i dati raccolti è stato sviluppato e validato il codice numerico. Gli obiettivi delle prove sperimentali erano analizzare i carichi di pressione che agiscono sul treno, quelli che agiscono sulla galleria e la variazione di pressione percepita dai passeggeri a bordo del treno. Infine, utilizzando i codici validati, sono stati calcolati sia la pressione massima/minima che e i carichi di fatica, dovuti rispettivamente a condizioni di attraversamento critico e alla vita utile del treno in traffico misto; il calcolo è stato effettuato utilizzando sia la procedura italiana che quella tedesca, confrontando così una procedura nuova con una consolidata. La pressione equivalente stimata è del 28% superiore nel caso tedesco avendo ipotizzato una costante di tempo dinamica sovrastimata rispetto alla tipologia di treno considerata.