1 INTRODUZIONE CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL RIEMPIMENTO ANALISI DELLA SOVRASTRUTTURA IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE...

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2 Indice 1 INTRODUZIONE CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEL RIEMPIMENTO ANALISI DELLA SOVRASTRUTTURA METODO DI CALCOLO ADOTTATO PROVE DI PIASTRA DIMENSIONAMENTO DELLA PAVIMENTAZIONE IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE ANALISI IDRAULICA INTRODUZIONE PARAMETRI IDROLOGICI DI PROGETTO RETE RACCOLTA DELLE ACQUE METEORICHE DIMENSIONAMENTO RETE ACQUE METEORICHE NORMATIVA DI RIFERIMENTO PER LE PARTI STRUTTURALI ALLEGATI ALLEGATO A ALLEGATO B ALLEGATO C /17

3 1 Introduzione Nella presente relazione vengono illustrati i calcoli relativi al dimensionamento del pacchetto di pavimentazione del parcheggio e della rete di smaltimento delle acque meteoriche. 2 Caratterizzazione geotecnica del riempimento I parametri geotecnici del sottofondo sono stati valutati sulla base dell esperienza per opere realizzate in zone limitrofe all opera in esame e tipiche di una stratigrafia costituita da terreni di riporto. È stato quindi assunto un parametro CBR relativo a terreno del tipo limo sabbioso secondo la classificazione di Casagrande, e fissandone quindi un valore cautelativo pari al 15% (valore medio da letteratura). 3 Analisi della sovrastruttura 3.1 Metodo di calcolo adottato Il calcolo della sovrastruttura viene affrontato utilizzando il metodo empirico di Kerkhoven - Dormon. La formula che è stata applicata definisce lo spessore minimo di pavimentazione in funzione delle caratteristiche della stratigrafia del sito, ed è la seguente: 14.2 p h = r m CBR ( log ) 1 nella quale: r = raggio della superficie di impronta circolare del carico [cm]; p = pressione di gonfiaggio dei pneumatici [kg/cm 2 ]; CBR è il coefficiente di portanza del sottofondo [%]; m = numero di ripetizioni del carico. 3/17

4 3.2 Prove di piastra Ai fini del dimensionamento del pacchetto di pavimentazione da eseguirsi, sono state condotte preliminarmente alla fase di progettazione, n.2 prove di piastra nell area vergine del sedime aeroportuale che hanno dato buone sito sulla portanza dei sottofondi esistenti. Le prove sono state svolte a circa metà della profondità del piano di posa del pacchetto di progetto. 3.3 Dimensionamento della pavimentazione I piazzali sono soggetti all utilizzo quale area di sosta per l autotrasporto. La pavimentazione del piazzale è dimensionata con riferimento al carico trasmesso dai pneumatici: esso è stato definito riferendosi all asse singolo più pesante nello spettro di traffico (120 kn) ed amplificandolo per conteggiare l incremento dinamico (10%). Il dimensionamento della pavimentazione è stato effettuato utilizzando la formula empirica di Kerkhoven-Dormon, espressa dalla seguente espressione: ( log ) p h = r m CBR nella quale: r è il raggio della superficie di impronta del carico ipotizzata circolare [cm]; p è la pressione di gonfiaggio dei pneumatici [kg/cmq]; CBR è il coefficiente di portanza del sottofondo [%]; m è il numero di ripetizioni del carico. La pressione di gonfiaggio dei pneumatici è stata assunta pari a circa 7 kg/cm 2 ed il dimensionamento della sovrastruttura è stato condotto per un numero di cicli di carico m = Il raggio della superficie d impronta del carico risulta: r = Qmax π p = 17.3 cm Ne discende uno spessore minimo del pacchetto di pavimentazione pari a: h min 14.2 p = r 1 CBR ( log m) = 29.6 cm Si è ritenuto pertanto assumere un pacchetto di pavimentazione complessivo pari a 36 cm, composto da 30 cm di misto stabilizzato e 6 cm di neri, in considerazione anche del fatto che l intervento ha carattere temporaneo in quanto avrà una durata pari a circa 5 anni. Inoltre, la nuova strada di progetto sarà realizzata con caratteristiche compatibili con quelle della strada preesistente in termini di dimensioni e portanza e con raggi idonei del tracciato 4/17

5 idonei alle caratteristiche di utilizzo della stessa. 4 Impianto di illuminazione Il progetto comprende la fornitura e posa in opera dei plinti prefabbricati destinati a formare il basamento dei pali di illuminazione dell autoparco. L impianto illuminante quando l autoparco entrerà in esercizio, si comporrà di torri illuminanti previste nel numero di 11 aventi altezza del punto luce di 11 m e disposti ad interasse di 20 m sul lato nord del parcheggio, nel rispetto del limite di altezza del cono aereo di 11 m. Al di fuori di tale zona non risultano vincoli altimetrici, pertanto l illuminazione della parte nord dell autoparco verrà realizzata con 3 torri illuminanti aventi due proiettori con altezza del punto luce di 15 m e 1 torre illuminante avente due proiettori con altezza del punto luce di 8 m. L allegato B della presente relazione costituisce il calcolo illuminotecnico condotto per l originaria configurazione dell area di intervento che era inizialmente di circa mq ma che comunque mantiene la sua validità poiché la modifica ha interessato solo una riduzione di area e non ne ha mutato sostanzialmente la profilatura nelle zone più vincolanti per il limite del tetto aereo che risultano essere quelle poste a sud dell attuale recinzione di delimitazione con l area aeroportuale. L organizzazione degli stalli è stata effettuata tenendo conto dei vincoli rappresentati nella zona dal cono aereo. I cavidotti sono stati previsti fino al punto di fornitura dell'energia elettrica ubicato a circa 150 m in direzione nord. I plinti rappresentati negli elaborati di progetto sono stati scelti in funzione dell alloggiamento di pali privi di sbraccio, aventi altezza fuori terra come definita negli schemi e il cui calcolo di dimensionamento ai sensi del DM 2008 è riferito alla zona 7 (Liguria): a) basamento per palo di altezza fuori terra h = 8 m 5/17

6 a) basamento per palo di altezza fuori terra h = 11 m b) basamento per palo di altezza fuori terra h = 15 m 6/17

7 5 Analisi idraulica 5.1 Introduzione L intervento in esame riguarda il dimensionamento della rete idraulica dei piazzali di sosta, limitatamente a tre dorsali (si vedano le tavole di progetto), ivi inclusa la vasca di prima pioggia. Questa verrà dimensionata per accogliere le acque di prima pioggia (5 mm. su tutta l area asservita) che verranno successivamente rilanciate alla rete esistente mediante pompaggio. 5.2 Parametri idrologici di progetto Per la corretta definizione delle portate di progetto della rete è stata preliminarmente effettuata un'analisi statistica sull'entità delle precipitazioni di breve durata e massima intensità registrate al pluviografo di Genova Università, ubicata circa 3 Km dal sito oggetto dello studio ad una quota di 21 m s.l.m., che risulta quella più rappresentativa del regime delle piogge intense nell area in esame, sia per la lunga serie storica di registrazioni (oltre 50 anni) che per l affidabilità dei dati. Di tale stazione sono disponibili i dati storici di precipitazione di massima intensità e breve durata per il periodo (58 anni). Oltre ai dati pubblicati dal Servizio Idrografico, si dispone per la stessa stazione di una lunga serie 7/17

8 storica di valori di massima intensità per durate da 5 minuti a 3 ore ricavata dalla lettura diretta degli ietogrammi storici registrati per il periodo di funzionamento dal 1939 al 1989, nell ambito della Progettazione di massima della deviazione in galleria del torrente Bisagno di Italstrade S.p.A. del Marzo I dati ufficialmente pubblicati dal Servizio Idrografico costituiscono un campione storico sufficientemente esteso ed omogeneo per le durate di 1, 3, 6, 12 e 24 ore, mentre ciò non è verificato per i dati con durata inferiore a 1 ora, a causa della estrema variabilità degli intervalli temporali di riferimento utilizzati e per la non continuità delle letture. I dati risultanti dalla lettura diretta delle strisce costituiscono pertanto un integrazione e un completamento del campione storico disponibile per le durate inferiori a 1 ora. Alla luce delle considerazioni di cui sopra, al fine di disporre di un campione omogeneo sia dal punto di vista della natura del dato che della metodologia di acquisizione, nelle elaborazioni idrologiche descritte nel seguito, per le durate inferiori a 1 ora si sono utilizzati sino all anno 1989 i dati risultanti dalla lettura diretta degli ietogrammi, mentre per le durate superiori si sono utilizzati i dati pubblicati dal Servizio Idrografico; per gli anni dal 1989 al 1993 sono stati invece utilizzati i dati pubblicati dal Servizio Idrografico. In Allegato 1 sono riportati anno per anno i valori di precipitazione di massima intensità per le durate di 1, 3, 6, 12, 24 ore, utilizzati nelle successive elaborazioni. Tali valori hanno fornito la base dell'analisi probabilistica finalizzata alla determinazione delle curve segnalatrici di probabilità pluviometrica per diversi tempi di ritorno. Le elaborazioni sono state condotte regolarizzando le altezze di pioggia massime annuali per ciascuna durata utilizzando diverse leggi probabilistiche ed individuando quella che meglio si adatta a rappresentare il fenomeno. La portata di ciascun tronco della rete di drenaggio è stata determinata attraverso il metodo cosiddetto "dell'invaso", assumendo come riferimento per la scelta del rischio di accadimento il tempo di ritorno T=20 anni. Nel dimensionamento della rete si è tenuto conto di un grado di riempimento <75%, tale da garantire una sicurezza dal punto di vista idraulico anche nel caso di parziale interrimento della sezione di deflusso. La curva di possibilità pluviometrica è stata calcolata con il metodo statistico di Gumbel come indicato in allegato. Per l analisi delle altezze di pioggia si è adottata pertanto la legge per i valori estremi di Gumbel che ha la seguente forma: P( h h ) = e e α ( h u) Tale legge definisce la probabilità che la variabile h, altezza di pioggia, risulti minore od 8/17

9 uguale al valore h, di assegnato tempo di ritorno. Tale funzione ha come parametri α e u, calcolati a partire dalla media e dallo scarto quadratico medio della serie storica di dati individuata. La curva di possibilità pluviometrica, nella forma monomia, viene rappresentata dalla seguente equazione: h = a t n Pertanto, partendo dalle serie storiche pluviometriche, occorre ricavare i parametri a ed n. Per semplificare tale approccio si evidenzia che la curva di possibilità pluviometriche può essere trasformata nell equazione di una retta trasformandola nella seguente espressione: ln h = ln a + n lnt In tal modo si può ricorrere alla semplice interpolazione lineare, dove, con il metodo dei minimi quadrati, si ricavano i coefficienti a ed n1 per tempi inferiori all ora e n2 per tempi superiori all ora. La curva segnalatrice che si ottiene con Tempo di Ritorno 20 anni per tempi inferiori all ora è la seguente: h 0,39 = 92.9 t per tempi inferiori ad una ora dove: h t altezza di pioggia in mm; durata di pioggia in ore. Si riporta di seguito la rappresentazione dei punti ottenuti dall analisi statistica e della curva interpolante rappresentante la Curva di Possibilità Pluviometrica con Tempo di Ritorno 20 anni. 9/17

10 CURVA POSSIBILITA' PLUVIOMETRICA Dati osservati Curva Poss. Pluv. y = 92,854x 0,391 R 2 = 0,9855 altezze di pioggia (mm) 350, , , , , , , , , , ,000 75,000 50,000 25,000 0,000 durata pioggia (ore) 5.3 Rete raccolta delle acque meteoriche La stima del valore della portata di progetto che sollecita, per assegnato tempo di ritorno, il sistema scolante è stata effettuata mediante l'applicazione del metodo cinematico. L ipotesi adottata per il modello di calcolo è che il sistema idrologico sia lineare e invariante nel tempo ovvero che l idrogramma, per assegnata precipitazione, dipende dalle caratteristiche del bacino supposte stazionarie e indipendenti dall evento considerato. Il metodo cinematico o della corrivazione è basato sulle seguenti ipotesi: gocce d acqua cadute contemporaneamente in punti diversi del bacino impiegano tempi diversi per giungere alla sezione di chiusura; il contributo di ogni singolo punto alla formazione della portata di bacino sia proporzionale all intensità di pioggia in quel punto; il tempo impiegato dalle gocce per raggiungere la sezione di chiusura sia caratteristico di ciascun punto ed invariante nel tempo. Il tempo di corrivazione caratteristico del bacino è il tempo necessario perché la goccia caduta nel punto idraulicamente più lontano raggiunga la sezione di chiusura. Per le fognature urbane il tempo di corrivazione tc è dato dalla somma di due termini: t = t + t c dove: a r 10/17

11 ta rappresenta il tempo di accesso che la particella d acqua impiega per raggiungere il sistema di scolo delle acque; tr rappresenta il tempo di rete ed è quello impiegato dalla particella per raggiungere, dal punto in ingresso alla rete la sezione di chiusura ed è il rapporto tra la distanza percorsa e la velocità impiegata per percorrerla, supponendo che il moto dell acqua in un singolo tratto di tubazione avvenga con velocità costante. Il tempo di accesso è di incerta determinazione variando infatti con la pendenza dell area, con la natura della pavimentazione, con la tipologia dei drenaggi minori della rete; esso viene assunto di valore pari a 10 minuti che dai risultati e studi condotti su superfici stradali risulta adeguato a rappresentare il fenomeno di scorrimento delle gocce d acqua sulla piattaforma. Il tempo di rete è dato dalla somma dei tempi di percorrenza di ogni singola tubazione seguendo il percorso più lungo ed ottenuto come rapporto tra la lunghezza percorsa e la velocità effettiva determinata iterativamente in funzione della portata e del grado di riempimento effettivo. La determinazione della pioggia netta, avviene per depurazione della frazione lorda caduta sul terreno considerando che una parte di queste si perde per effetto di infiltrazione e detenzione superficiale. Il coefficiente di afflusso, definito come il rapporto tra il volume defluito nella sezione di chiusura e quello caduto sull intero bacino, per la superficie in esame, è il seguente: coperture e superfici asfaltate ϕ = Pertanto con il metodo cinematico la portata massima al colmo alla sezione di chiusura del bacino vale: Q max = ϕ S a n 1 t c dove: ϕ coefficiente di afflusso dell area; S superficie complessiva del bacino (m2); a, n coefficienti della linea segnalatrice; tc tempo di corrivazione del bacino (ore). La verifica delle sezioni idrauliche, una volta determinata la portata di progetto di pertinenza, viene eseguita in condizioni di moto uniforme, secondo la seguente espressione (Gauckler- Strickler): Q max = Ks Ω R 2 / 3 i dove: Qmax portata massima che può transitare nel condotto (m3/s); Ks coefficiente di scabrezza secondo Gauckler-Strickler (m1/3/s); 11/17

12 Ω sezione del condotto (m2); R raggio idraulico (m); i pendenza del condotto (m/m). La scabrezza è stata assunta per le tubazioni previste pari a Kspvc=120 m1/3/s, con ampi margini di sicurezza, in caso di parziale interramento. 5.4 Dimensionamento rete acque meteoriche Si riporta di seguito una tabella raffigurante le aree di pertinenza relative ai futuri piazzali di sosta e le dorsali corrispondenti. DORSALI E BACINI DI PERTINENZA n L [m] area A [m^2] A A A At Per i calcoli ed i dimensionamenti si rimanda alla planimetria di progetto raffigurante le aree e le dorsali mentre si riportano di seguito i risultati in termini di diametri e pendenze adottate. DIAMETRI TUBI E PENDENZE 1 φ = 500 p = 0,5% 2 φ = 500 p = 0,5% 3 φ = 700 p = 0,5% Le tubazioni così dimensionate, sono state verificate sia dal punto di vista della velocità di deflusso (< 3 m/sec), che da quello del grado di riempimento (<75%). 6 Normativa di riferimento per le parti strutturali Il progetto e la verifica delle singole parti strutturali è avvenuto in conformità con le seguenti normative tecniche. [1] Legge n. 1086, 5 Novembre 1971: Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso, ed a struttura metallica. [2] Linee Guida sul Calcestruzzo Strutturale del Consiglio Superiore dei LL.PP. 12/17

13 [3] D.M. 14/02/1992: Norme tecniche per l esecuzione delle opere in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche. [4] D.M. 9 Gennaio 1996: Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche. [5] Circ. Min. LL.PP. n. 156, 4 Luglio 1996: Istruzioni per l applicazione delle << Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e sovraccarichi>> di cui al Decreto Ministeriale 16 Gennaio [6] Circ. Min. LL.PP. n. 252, 15 Ottobre 1996: Istruzioni per l applicazione delle << Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche>>. [7] Testo Unico D.M. 14 Gennaio 2008 Norme tecniche per le costruzioni. [8] Circolare n. 617 del 2/2/2009 Istruzioni per l Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio [9] DGR 1362 del 19/11/ D.M. 14 Gennaio 2008: aggiornamento della classificazione sismica della regione Liguria 13/17

14 ALLEGATI 14/17

15 ALLEGATO A Calcolo idraulico dei sistemi di smaltimento e trattamento delle acque meteoriche 15/17

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41 ALLEGATO C Prove di piastra preliminarmente svolte 17/17

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