Relazione Costruzione di Ponti, Progetti di Costruzioni Di Ponti. Università della Basilicata
frexxx
frexxx23 dicembre 2016
Questo è un documento Store
messo in vendita da frexxx
e scaricabile solo a pagamento

Relazione Costruzione di Ponti, Progetti di Costruzioni Di Ponti. Università della Basilicata

PDF (5 MB)
119 pagine
726Numero di visite
Descrizione
Trattazione e Progettazione Soletta. Distrubuzione Carichi Engesser. Applicazione NTC08 - CNR Dimensionamento Travi. Progettazione Controventi Orizzontali. Unioni Bullonate e Saldate con Relative Verifiche. Dimensi...
5.99
Prezzo del documento
Scarica il documento
Questo documento è messo in vendita dall'utente frexxx: potrai scaricarlo in formato digitale subito dopo averlo acquistato! Più dettagli
Anteprima10 pagine / 119
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA BASILICATA Scuola di INGEGNERIA

Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA CIVILE

Curriculum: STRUTTURALE - GEOTECNICA

Corso di COSTRUZIONE DI PONTI A.A. 2013/2014

Progetto di un PONTE CON IMPALCATO MISTO

ACCIAIO-CALCESTRUZZO

Relazione tecnica

Docente:

Prof. Ing. Lucio Della Sala

Studenti:

Pontolillo Dario Michele - Matr. 42162

Bellini Francesco - Matr. 42538

Indice

1 Descrizione della struttura ................................................................................................... 1

2 Indicazioni normative e materiali utilizzati ..................................................................... 4

3 Progetto e verifica della soletta d’impalcato .................................................................. 14

4 Progetto e verifica delle travi ............................................................................................ 43

5 Dimensionamento giunto a completo ripristino ............................................................ 71

6 Controventatura orizzontale .............................................................................................. 81

7 Irrigidimenti d’anima .......................................................................................................... 89

8 Progetto del traverso ........................................................................................................... 97

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 1. Descrizione della struttura

1

1. DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA

1.1. Generalità

Oggetto del presente lavoro è la progettazione di un ponte ad unica campata in struttura

mista acciaio-calcestruzzo, avente luce tra gli appoggi pari a 40 m. Lo schema statico adottato

è quello di una travata a via superiore semplicemente appoggiata. Il ponte appartiene ad una

delle due carreggiate di una strada extraurbana principale.

1.2. Definizione della geometria della sede stradale

La sede stradale è una delle due carreggiate di una strada di categoria B (Extraurbana

Principale), a due corsie per senso di marcia, con banchine transitabili laterali da 1.75 m,

prevista dal D.M. 5/11/01 e successive modifiche ed integrazioni.

Figura 1.1 – Sede stradale categoria B

Si supporrà che le due carreggiate siano separate anche da un punto di vista strutturale e, di

conseguenza, si procederà alla progettazione di una sola delle due (in particolare ci si riferirà

alla carreggiata in destra), ritenendo valida la perfetta simmetria.

Le pavimentazione, che interessa le corsie e la banchina, è costituita da un pacchetto di

conglomerato bituminoso, caratterizzato da 6 cm di binder e 4 cm di strato di usura, per uno

spessore totale di 10 cm.

Sul lato destro, si prevede la presenza di un marciapiede di servizio, opportunamente protetto

da barriera di sicurezza di tipo H3 Bordo Ponte, come previsto dall’articolo 6 del D.M

21/06/2004, adoperata anche sul lato privo di marciapiede. Infine è prevista una rete di

protezione sul ciglio esterno del marciapiede.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 1. Descrizione della struttura

2

Di seguito si riporta una scheda recante le caratteristiche della barriera suddetta.

Figura 1.2 – Caratteristiche Barriera tipo H3 BORDO PONTE

Tabella 1.1 – Barriere longitudinali (DM 21/06/2004)

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 1. Descrizione della struttura

3

1.3 Descrizione dello schema strutturale

L’impalcato è costituito da 5 travi principali in acciaio realizzate in officina, che corrono

parallelamente all’asse longitudinale del ponte e poggiano sulle spalle. Ogni singola trave è

stata suddivisa in più tronchi per esigenze logistiche connesse al trasporto della stesse

dall’officina di produzione al cantiere dove saranno opportunamente assemblate e varate.

Trasversalmente allo sviluppo longitudinale sono disposti dei traversi reticolari in acciaio, ad

un interasse costante pari a 4 m, solidali alle travi ma non direttamente collaboranti con la

soletta. Per contenere la loro deformabilità, nel rispetto dell’ipotesi di Engesser di traverso

infinitamente rigido, sono state previste delle unioni ad attrito che consentono di evitare

scorrimenti relativi tra le aste, dovuti al recupero del gioco foro-bullone.

La soletta, in calcestruzzo armato, ha uno spessore di 30 cm, che viene portato a 47 cm

(incremento di 10 cm di massicciata + 7 cm di ciglio sagomato) in corrispondenza del cordolo

esterno e del marciapiede. Sono inoltre presenti appositi gocciolatoi estremali.

La soletta viene gettata su lastre Predalles e viene resa collaborante alle travi per mezzo di

connettori, costituiti da pioli del tipo Nelson.

La generica sezione trasversale è riportata in figura.

50 375 375 17575 210

1260

130 250 250 250 250 130

4 7

3 0

Figura 1.3 – Sezione trasversale dell’impalcato

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

4

2. INDICAZIONI NORMATIVE E MATERIALI UTILIZZATI

2.1. Normativa di riferimento

La struttura in oggetto verrà progettata in maniera tale da soddisfare i requisiti presenti in:

 D.M.14 Gennaio 2008 - Norme Tecniche per le Costruzioni

 Circolare 2 Febbraio 2009, n.617 – Istruzioni per l’applicazione della “Nuove Norme

Tecniche per le Costruzioni” di cui al D.M 14 Gennaio 2008

 Norme CNR UNI-10011 (Acciaio)

Si rimanda inoltre agli Eurocodici:

 EUROCODICE 1 (Azioni) – Parte 2 – EC1

 EUROCODICE 2 (Calcestruzzo) – Parte 1.1 – EC2

 EUROCODICE 3 (Acciaio) – Parte 1.1 – EC3

 EUROCODICE 4 (Acciaio-Calcestruzzo) – Parte 1.1 – Parte 2 - EC4

2.2. Caratteristiche dei materiali utilizzati

Le caratteristiche dei materiali impiegati, con riferimento alle NTC08 (§ 11 “Caratteristiche

dei materiali per uso strutturale”) sono:

Calcestruzzo §11.2.

Da cui si ottengono i valori di calcolo (§ 4.1.2.1. “Resistenze di calcolo dei materiali”):

Rck 35.00 N/mm 2

fck 28.00 N/mm 2

fck + 8 36.00 N/mm 2

fctm= 0.3 (fck) 2/3

2.77 N/mm 2

fctk= 0.7 fctm 1.94 N/mm 2

fcfm= 1.2 fctm 3.32 N/mm 2

Ecm = 22000 (fcm/10) 0.3

32308.25 N/mm 2

ν 0.20 -

α 1.00E-05 C° -1

Resistenza caratteristica a compressione cubica

Resistenza caratteristica a compressione cilindrica

Resistenza media a compressione cilindica

Resistenza media a trazione

Resistenza caratteristica a trazione

Resistenza media a trazione per flessione

Modulo elastico istantaneo

Coefficiente di Poisson (cls non fessurato)

Coefficiente di dilatazione termica

Calcestruzzo 28/35

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

5

Per il diagramma tensione-deformazione del calcestruzzo è possibile adottare opportuni

modelli rappresentativi del reale comportamento del materiale, modelli definiti in base alla

resistenza di calcolo fcd ed alla deformazione ultima ɛcu .

Figura 2.1 - Modello σ-ε per il calcestruzzo.

In Fig. 2.1 è rappresentato il modello σ-ε per il calcestruzzo parabola-rettangolo. In

particolare, per le classi di resistenza pari o inferiore a C50/60 si può porre:

%35,0%20,0 cu2c  Per sezioni o parti di sezioni soggette a distribuzioni di tensione di compressione

approssimativamente uniformi, si assume per la deformazione ultima a rottura il valore εc2

anziché εcu.

Acciaio per cemento armato §11.3.2.

Le caratteristiche dell’acciaio da cemento armato sono:

Da questi, si ottengono i valori di calcolo considerando le resistenze caratteristiche pari a

quelle nominali:

αcc 0.85 -

γc 1.50 -

fcd = αcc fck / γc 14.17 N/mm 2

fctd = fctk / γc 1.20 N/mm 2

Coefficiente parziale del materiale

Resistenza di calcolo a compressione

Resistenza di calcolo a trazione

Calcestruzzo 30/35

Coefficiente riduttivo carichi di lunga durata

fy nom 450 N/mm 2

ft nom 540 N/mm 2

Es 210000 N/mm 2

Acciaio da cemento armato B450C

Resistenza nominale di snervamento

Resistenza nominale di rottura

Modulo elastico

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

6

Acciai per strutture metalliche e per strutture composte § 11.3.4.

Le caratteristiche dell’acciaio utilizzato per la carpenteria metallica sono:

Connettori a piolo del tipo Nelson § 11.3.4.7.

Si riportano le caratteristiche del piolo tipo Nelson:

Bulloni §11.3.4.6.1.

Si utilizzano bulloni ad alta resistenza, da mettere in opera con precarico, rispondenti alla

classe della vite 10.9 e classe del dado 10.

γs 1.15 -

fyd = fyk / γs 391.30 N/mm 2

?yd = fyd / Es 0.001863 -

Coefficiente parziale del materiale

Resistenza di calcolo

Deformazione al limite elastico

Acciaio da cemento armato B450C

t ≤ 40 mm 40 mm < t ≤ 80 mm

fyk 355 335 N/mm 2

ftk 510 470 N/mm 2

Es N/mm 2

ν -

Gs = E / 2(1+ν) -

ρ kg/m3

γA -

fd = fyk / γA 338 319 N/mm 2

Densità 7850

Coefficiente parziale SLU §4.3.3 1.05

Resistenza di calcolo SLU

Spessore nominale dell'elemento

Acciaio S355

210000

0.30

1.30Modulo di elasticità tangenziale

Coefficiente di Poisson

Modulo elastico

Resistenza caratteristica di rottura

Resistenza caratteristica di snervamento §11.3.4.1

≥ 12 -

ft / fy ≥ 1.2 -

γV 1.25 -

ft 510 N/mm 2

Pioli Nelson

Allungamento percentuale a rottura

Rapporto ft / fy

Coefficiente parziale SLU connessione § 4.3.3.

Tensione di rottura

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

7

Si prescrive trattamento delle superfici da bullonare mediante saldatura al metallo bianco e

protezione fino al serraggio dei bulloni. Nella successiva tabella tratta dalla NTC08 si

riportano i valori dei coefficienti parziali.

Tabella 2.1 – Coefficienti di sicurezza per la verifica delle unioni

2.3. Metodo di combinazione delle azioni agli SLU

I carichi di progetto da considerare ai fini del calcolo vanno ricavati in base all’espressione

prevista dalle NTC 2008 § 2.5.3

Ai fini delle verifiche degli stati limite si definisce la seguente combinazione delle azioni:

- Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

����1 ∙ ��1 + ����2 ∙ ��2 + ���� ∙ �� + ����1 ∙ ����1 + ��02 ∙ ����2 ∙ ����2 + ��03 ∙ ����3 ∙ ����3 + …

Dove il significato dei simboli è il seguente:

����1: Coefficiente parziale dei carichi permanenti strutturali

����2: Coefficiente parziale dei carichi permanenti non strutturali

fyb 900 N/mm 2

fub 1000 N/mm 2

γV 1.25 -

Bulloni AR 10.9

Tensione di snervamento

Tensione di rottura

Coefficiente parziale SLU connessione § 4.3.3.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

8

������: Coefficiente parziale delle azioni variabili (ad esempio da traffico)

��0��: Coefficienti di combinazione delle azioni variabili

Si riporta la tabella dell’NTC 2008 che riporta i coefficienti parziali relativi ai ponti:

Tabella 2.2 – Coefficienti parziali di sicurezza per le combinazioni di carico agli SLU

2.4. Metodo di combinazione delle azioni agli SLE

Le azioni di calcolo per la verifica agli Stati Limite di Esercizio, sono ottenute dalle azioni

caratteristiche secondo le relazioni:

Combinazione rara, generalmente impiegata per gli SLE irreversibili:

���� = ��1 + ��2 + �� + ����1 + ��02 ∙ ����2 + ��03 ∙ ����3 + …

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

9

Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli SLE reversibili:

���� = ��1 + ��2 + �� + ��11 ∙ ����1 + ��22 ∙ ����2 + ��23 ∙ ����3 + …

Combinazione quasi permanente, generalmente impiegata per gli SLE con effetti a

lungo termine:

���� = ��1 + ��2 + �� + ��21 ∙ ����1 + ��22 ∙ ����2 + ��23 ∙ ����3 + …

I valori dei coefficienti di combinazione per ponti stradali, inseriti nel §5 NTC 2008, sono

riportati in tabella:

Tabella 2.3 – Coefficienti ψ per le azioni variabili per ponti stradali e pedonali

Il riferimento agli schemi di carico verrà chiarito nel paragrafo successivo.

2.5. Definizione degli schemi di carico per un ponte stradale

Per l’applicazione dei carichi variabili, bisogna far riferimento alle “corsie convenzionali”

definite in §5.1.3.3.2. Il numero di corsie convenzionali è pari all’intero del rapporto w/3 se w,

larghezza complessiva della carreggiata è maggiore di 6 m (Tab. 5.1.I). La larghezza

convenzionale della corsia è pari a 3.00 m e la loro disposizione è sempre simmetrica.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

10

Figura 2.2 – Esempio di numerazione delle corsie

Per la carreggiata in esame (9.75 m > 6 m) si ha un numero di corsie pari a INT(9.75 / 3) = 3.

Si riporta uno stralcio della NTC 2008:

… “La disposizione e la numerazione delle corsie va determinata in modo da indurre le più sfavorevoli

condizioni di progetto. Per ogni singola verifica il numero di corsie da considerare caricate, la loro

disposizione sulla carreggiata e la loro numerazione vanno scelte in modo che gli effetti della

disposizione dei carichi risultino i più sfavorevoli. La corsia che, caricata, dà l’effetto più sfavorevole è

numerata come corsia Numero 1; la corsia che dà il successivo effetto più sfavorevole è numerata come

corsia Numero 2, ecc.

Quando la carreggiata è costituita da due parti separate portate da uno stesso impalcato, le corsie sono

numerate considerando l’intera carreggiata, cosicché vi è solo una corsia 1, solo una corsia 2 ecc, che

possono appartenere alternativamente ad una delle due parti.

Quando la carreggiata consiste di due parti separate portate da due impalcati indipendenti, per il

progetto di ciascun impalcato si adottano numerazioni indipendenti. Quando, invece, gli impalcati

indipendenti sono portati da una singola pila o da una singola spalla, per il progetto della pila o della

spalla si adotta un’unica numerazione per le due parti.

Per ciascuna singola verifica e per ciascuna corsia convenzionale, si applicano gli Schemi di Carico

definiti nel seguito per una lunghezza e per una disposizione longitudinale, tali da ottenere l’effetto

più sfavorevole.”…

Il §5.1.3.3.3 dell’NTC 2008 riporta i vari schemi di carico da adottare per i carichi variabili da

traffico a seconda del tipo di analisi e verifica che si intende effettuare.

In particolare, le azioni variabili del traffico, comprensive degli effetti dinamici, sono definite

dai seguenti Schemi di Carico:

Schema di Carico 1: è costituito da carichi concentrati su due assi in tandem, applicati su

impronte di pneumatico di forma quadrata e lato 0,40 m, e da carichi uniformemente

distribuiti come mostrato in Fig. 2.3. Questo schema è da assumere a riferimento sia per le

verifiche globali, sia per le verifiche locali, considerando un solo carico tandem per corsia,

disposto in asse alla corsia stessa. Il carico tandem, se presente, va considerato per intero.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

11

Figura 2.3 – Schema di Carico 1

Schema di Carico 2: è costituito da un singolo asse applicato su specifiche impronte di

pneumatico di forma rettangolare, di larghezza 0,60 m ed altezza 0,35 m, come mostrato in

Fig. 2.4. Questo schema va considerato autonomamente con asse longitudinale nella posizione

più gravosa ed è da assumere a riferimento solo per verifiche locali. Qualora sia più gravoso si

considererà il peso di una singola ruota di 200 kN.

Figura 2.4 – Schema di Carico 2

Schema di Carico 3: è costituito da un carico isolato da 150 kN con impronta quadrata di

lato 0,40m. Si utilizza per verifiche locali su marciapiedi non protetti da sicurvia.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

12

Figura 2.5 – Schema di Carico 3

Schema di Carico 4: è costituito da un carico isolato da 10 kN con impronta quadrata di lato

0,10m. Si utilizza per verifiche locali su marciapiedi protetti da sicurvia e sulle passerelle

pedonali.

Figura 2.6 – Schema di Carico 4

Schema di Carico 5: costituito dalla folla compatta, agente con intensità nominale,

comprensiva degli effetti dinamici, di 5,0 kN/m2. Il valore di combinazione è invece di 2,5

kN/m2. Il carico folla deve essere applicato su tutte le zone significative della superficie di

influenza, inclusa l’area dello spartitraffico centrale, ove rilevante.

Figura 2.7 – Schema di Carico 5

Schemi di Carico 6.a, b, c: In assenza di studi specifici ed in alternativa al modello di carico

principale, generalmente cautelativo, per opere di luce maggiore di 300 m, ai fini della statica

complessiva del ponte, si può far riferimento ai carichi qL,a, qL,b e qL,c, definiti dalle formule

5.1.1, 5.1.2, 5.1.3.

Come espresso nel passo di Normativa, la disposizione dei carichi ed il numero delle colonne

sulla carreggiata saranno, volta per volta, quelli che determinano le condizioni più sfavorevoli

di sollecitazione per la struttura i sezione considerata.

Per i ponti di 1a Categoria si devono considerare, compatibilmente con le larghezze

precedentemente definite, le seguenti intensità dei carichi (Tab. 5.1.II):

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 2. Normative e materiali utilizzati

13

Tabella 2.4 – Intensità dei carichi per le diverse corsie

La numerazione delle corsie non è fissa, ma dipende dalla combinazione di carico in

riferimento alla corsia che riceve il maggiore valore di carico.

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

14

3. PROGETTO E VERIFICA DELLA SOLETTA D’IMPALCATO

3.1. Modello statico adottato

Trascurando l’esiguo contributo torsionale, dovuto ad appoggi costituiti da travi in acciaio con

sezione snella, l’impalcato si comporterebbe come una piastra vincolata con appoggi semplici

in corrispondenza delle giunzioni con le travi longitudinali e dei traversi. D’altra parte, si

ricorda che il rapporto tra lx , interasse tra due travi, ed ly , interasse tra due traversi è minore

di 0.5, il che rende lecito trattare lo schema come quello di una piastra di lunghezza ly infinita.

Tale tipo di piastra, nei confronti di un carico uniformemente distribuito, manifesta una

deformata cilindrica per la quale i momenti lungo y sono quelli derivanti dalla contrazione

laterale impedita (My = νMx). Potendo trascurare tale contributo rispetto a quello dei momenti

Mx in direzione x, è possibile calcolare la soletta d’impalcato come una trave continua su più

appoggi. Nello specifico, si considera una striscia di impalcato avente lunghezza ly = 1 metro.

Quando invece il carico è distribuito su un’impronta, la deformata non è più cilindrica, e

diviene importante il contributo delle strisce immediatamente adiacenti a quella su cui è

posizionata l’impronta di carico. Per convenzione ormai acquisita, il calcolo viene comunque

condotto considerando un comportamento a trave, ma supponendo reagente una larghezza

convenzionale pari alla base dell’impronta stessa (diffusa opportunamente) più metà

dell’interasse tra due appoggi consecutivi.

I momenti in direzione y vengono poi stimati come il 25 % di quelli massimi agenti in direzione

x, ottenuti dal calcolo. Di conseguenza, in direzione y, verrà disposta una quantità di armature

pari ad un quarto di quella disposta in direzione x.

Figura 3.1 – Schema statico adottato per il calcolo della soletta

A B C

B

D E

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

15

3.2 Carichi permanenti

Per la definizione dei carichi permanenti si fa riferimento ad una striscia d’impalcato larga 1

m, utilizzando come simbologia quella adottata in NTC §5.1.3.1 “Azioni permanenti”.

Tabella 3.1 – Pesi strutturali G1

Tabella 3.1 – Pesi non strutturali G2

Noti i carichi permanenti, è possibile calcolare le sollecitazioni derivanti dai pesi propri

strutturali e non strutturali.

Soletta d'impalcato

Elemento Spessore Larghezza Materiale Peso materiale Peso G1

[m] [m] [kN/m3] [kN/m]

Soletta 0.30 1.00 Cls armato 25.00 7.50

Cordolo SX 0.47 1.00 Cls armato 25.00 11.75

Marciapiede DX 0.47 1.00 Cls armato 25.00 11.75

PESI STRUTTURALI SOLETTA (G1)

Elemento Spessore Larghezza Materiale Peso materiale Peso G2

[m] [m] [kN/m3] [kN/m]

Massicciata 0.10 1.00 Congl.Bituminoso 20.00 2.00

[m] [kN/m] [kN]

Barriera H3 Bordo Ponte - 1.00 Acciaio 0.80 0.80

Rete di protezione - 1.00 Acciaio 0.30 0.30

PESI NON STRUTTURALI SOLETTA (G2)

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

16

Figura 3.2 – Diagramma dei momenti da pesi permanenti strutturali G1

11.75 kN/m 11.75 kN/m

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

17

Figura 3.3 – Diagramma dei momenti da pesi permanenti non strutturali G2

Si riportano anche i diagrammi del taglio da pesi permanenti:

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

18

Figura 3.4 – Diagrammi del taglio da pesi permanenti strutturali e non strutturali

3.3 Carichi variabili

Per l’applicazione dei carichi variabili bisogna far riferimento alle “corsie convenzionali

precedentemente definite.

Nell’applicazione dei carichi tandem si deve considerare l’effetto di diffusione dei carichi. Essa

si manifesta verticalmente fino al baricentro della sezione della soletta (a metà spessore) ed

orizzontalmente in virtù della collaborazione della strisce adiacenti (comportamento a

piastra).

Considerando lo schema con l’ipotesi di Winkler di diffusione a 45° gradi riportato in figura:

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

V [

k N

/m ]

x [m]

V_G1

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

V [

k N

/m ]

x [m]

V_G2

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

19

Figura 3.4 – Diffusione dei carichi concentrati nelle solette

Nel caso in esame si ha:

�� = 10 ���� ; ℎ

2 = 15 ���� ; �� = 40 ����

Di conseguenza, la base da considerare come impronta dei carichi vale:

��′ = 2�� + �� + ℎ = 20 + 40 + 30 = 90 ����

Nella direzione longitudinale, tale dimensione va incrementata di metà interasse tra le travi

longitudinali. Nel caso in cui tale impronta, diffusa longitudinalmente per considerare la

collaborazione delle strisce, dovesse compenetrarsi con quella, identica, della ruota

appartenente all’altro asse, posto a 1.20 m, bisognerebbe considerare un’unica impronta

allungata su cui insistono 2 forze concentrate Qik.

Qualora lo schema più penalizzante fosse, ad esempio, il n° 2, occorrerebbe applicare la

procedura di diffusione verticale ed orizzontale anche alla relativa impronta.

Si precisa, comunque, che questa metodologia debba considerarsi determinante per la verifica

delle strutture secondarie d’impalcato (come la soletta in esame) e per la verifica degli effetti

locali.

3.4 Tracciamento delle linee d’influenza e calcolo delle sollecitazioni dovute

ai carichi variabili da traffico

Utilizzando il teorema di reciprocità di Betti, la linea d’influenza del momento flettente per

una sezione si ottiene applicando una distorsione angolare unitaria in corrispondenza della

stessa. In particolare, per il tracciamento è stato impiegato il metodo delle linee di influenza

principali. Applicando tale metodo, è stato possibile ottenere le linee d’influenza del momento

flettente per carico verticale viaggiante, nelle seguenti sezioni significative:

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza della seziona a 0.45 L della campata AB

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza dell’appoggio B

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza della seziona a 0.50 L della campata BC

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza dell’appoggio C

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

20

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza della seziona a 0.50 L della campata CD

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza dell’appoggio D

 L.d.I. del momento flettente, in corrispondenza della seziona a 0.55 L della campata DE

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0 2 4 6 8 10 12 14

M A

B F

y [m

]

x [m]

Momento campata AB

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 2 4 6 8 10 12 14

M B

F y

[m ]

x [m]

Incognita iperstatica MOMENTO IN B

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10 12 14

M B

C F

y [m

]

x [m]

Momento campata BC

A B C D E

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

21

Figura 3.5 – Linee d’influenza del momento per forza verticale viaggiante

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 2 4 6 8 10 12 14

M C

F y

[m ]

x [m]

Incognita iperstatica MOMENTO IN C

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 2 4 6 8 10 12 14

M C

D F

y [m

]

x [m]

Momento campata CD

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0 2 4 6 8 10 12 14

M D

F y

[m ]

x [m]

Incognita iperstatica MOMENTO IN D

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0 2 4 6 8 10 12 14

M D

E F

y [m

]

x [m]

Momento campata DE

Progetto di un ponte a travata con struttura mista in acciaio-cls 3. Progetto soletta d’impalcato

22

Il procedimento seguito per la valutazione del massimo e minimo momento sulla soletta,

dovuti ai carichi variabili, in ciascuna delle sezioni considerate, consiste nella ricerca per

tentativi della configurazione di volta in volta più gravosa. I passi sono i seguenti:

1. Si ipotizza un posizionamento degli Schemi di Carico di Normativa sulla linea di

influenza, tale da impegnare zone con ordinate positive (se si ricerca il momento

massimo) o zone con ordinate negative (se si ricerca il momento minimo). In tale fase

occorre considerare le corsie convenzionali per quanto riguarda la carreggiata (Schema

1). Inoltre, come recita la Normativa al §5.1.3.3.6 nel paragrafo Calcolo delle strutture

secondarie di impalcato,

“…In alternativa si considera, se più gravoso, il carico associato allo Schema 2, disposto

nel modo più sfavorevole e supposto viaggiante in direzione longitudinale.

Per i marciapiedi non protetti da sicurvia si considera il carico associato allo Schema 3.

Per i marciapiedi protetti da sicurvia e per ponti di 3° Categoria si considera il carico

associato allo schema 4.”

Inoltre, per qualunque Schema di Carico, sulle aree non impegnate da tali schemi (sia

in carreggiata che su marciapiedi e piste ciclabili) si considera un carico uniformemente

distribuito (Schema 5) con un valore di combinazione pari a 2.5 kN/m2 (Tabella NTC

seguente).

2. Calcolo del contributo legato ai carichi: gli eventuali carichi concentrati vengono

moltiplicati per le ordinate della linea d’influenza; i carichi distribuiti vengono

moltiplicati per la porzione di area della linea d’influenza, sottesa dal carico stesso.

3. Si sommano i contributi ottenuti dai diversi prodotti.

4. Si ripetono i passi 1,2 e 3, per diverse configurazioni dei carichi, fino a massimizzare (o

minimizzare) il valore della sollecitazione cercata.

commenti (0)
non sono stati rilasciati commenti
scrivi tu il primo!
Questa è solo un'anteprima
10 pagine mostrate su 119 totali
Scarica il documento