PROGETTO ESECUTIVO RISANAMENTO ED AMPLIAMENTO RETE FOGNARIA, 2 STRALCIO - AREA C8-C9 DI CISTERNA (LATINA) INDICE

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2 Pagina 1/12 INDICE 1. PREMESSA...pag VERIFICA TUBAZIONI IN GRES pag VERIFICA TUBAZIONI DEL DIAMETRO DN 600 CON ALTEZZA DI RINTERRO H = 5,00 ml.pag Calcolo carico dovuto al rinterro Calcolo carico dovuto ai sovraccarichi mobili Calcolo carico dovuto alla massa dell acqua Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Calcolo del carico di rottura in trincea Verifica allo stato limite ultimo di rottura 2.2. VERIFICA TUBAZIONI DEL DIAMETRO DN 600 CON ALTEZZA DI RINTERRO H= 2.00 ml..pag Calcolo carico dovuto al rinterro Calcolo carico dovuto ai sovraccarichi mobili Calcolo carico dovuto alla massa d acqua Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Calcolo del carico di rottura in trincea Verifica allo stato limite di rottura 2.3. VERIFICA TUBAZIONI DEL DIAMETRO DN 400 CON ALTEZZA DI RINTERRO H= 2.10 ml pag Calcolo carico dovuto al rinterro Calcolo carico dovuto ai sovraccarichi mobili Calcolo carico dovuto alla massa d acqua Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Calcolo del carico di rottura in trincea Verifica allo stato limite di rottura 2.4. VERIFICA TUBAZIONI DEL DIAMETRO DN 400 CON ALTEZZA DI RINTERRO H= 1.00 ml pag Calcolo carico dovuto al rinterro Calcolo carico dovuto ai sovraccarichi mobili Calcolo carico dovuto alla massa d acqua Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Calcolo del carico di rottura in trincea Verifica allo stato limite di rottura

3 Pagina 2/12 1. PREMESSA Il collettore previsto in progetto ha una lunghezza di ml , il suo tracciato si sviluppa tutto su strada, tranne due tratti che deviano su terreni privati per attraversare la linea ferroviaria Roma-Napoli e la SS.Appia-fossato Cisterna. Il collettore verrà realizzato con tubi di grès della serie normale rispondenti alle Norme UNI EN 295: per ml del diametro DN 600 e per ml. 476 del DN 400. Le tubazioni verranno posate in trincea larga 60 cm oltre il diametro del tubo, 30 cm. da ciascun lato del tubo, poggiate, rinfiancate e ricoperte con pietrischetto calcareo di cava, mentre la restante altezza della trincea verrà rinterrata con misto granulare di cava e/o con pozzolana. Di seguito si riportano le verifiche statiche delle tubazioni in grès per i due diametri utilizzati e per entrambi con i ricoprimenti minimo e massimo 2. VERIFICA TUBAZIONI IN GRES Le tubazioni in grès ceramico sono del tipo rigido, la loro resistenza sotto carico è limitata dallo stato limite ultimo di rottura senza deformazioni significative della sezione. Risultano assoggettate ai carichi verticali costituiti dal peso del terreno di ricoprimento, dai sovraccarichi accidentali e dal peso dell acqua contenuta nello stesso tubo. Lo stato tensionale dipende, pertanto, dal sistema di forze agenti sul tubo: distribuzione dei carichi e reazione di vincolo definite dal sistema di posa. Per la determinazione dei carichi ovalizzati agenti sulle tubazioni si fa riferimento alla Norma UNI 7517/76 Guida per la scelta della classe dei tubi per condotte in cemento amianto sottoposte a carichi esterni e funzionanti con o senza pressione interna, in quanto le tubazioni in cemento amianto sono lo stesso di tipo rigido. Le tubazioni in grès lungo il collettore di progetto risultano posate per alcuni tratti in trincea stretta per altri in trincea larga VERIFICA TUBAZIONE IN GRES DEL DIAMETRO DN 600 CON ALTEZZA DI RINTERRO MAX H= ml. 5, Calcolo del carico dovuto al rinterro La tubazione è da considerare posata in trincea stretta perché risultano verificate le condizioni:

4 Pagina 3/12 B 2D, con B = 1,20 ml. ( larghezza trincea) e D= 0,60 ml ( diametro tubo); H > 1,5 B, con H = 5,00 ml. ( altezza rinterro ); Il carico verticale dovuto al rinterro si calcola con la formula: Q v = C t γ t B 2, dove Q v = carico verticale sul tubo in kg/m; γ t = 2000 kg/m 3 peso specifico del materiale di rinterro; B = 1,20 Larghezza della trincea a livello generatrice del tubo in mt.; C t = Coefficiente di carico del terreno nella posa in trincea stretta. E funzione del rapporto H/B, dell angolo di attrito interno del rinterro φ e dell angolo d attrito φ tra il rinterro ed il terreno naturale. E calcolato con l espressione: C t = 1- e -2k( H/B)tagφ / 2k tag.φ, dove K = tag. 2 ( 45 - φ/2) = 0,33 Si assume φ = φ = 30, da cui risolvendo si ha: C t = 2, 10 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto al rinterro: Q v = kg/m Il peso del prisma del materiale di rinterro che sovrasta la condotta è pari a Q v = γ t H B = kg/m Si assume, pertanto come carico dovuto al rinterro il valore Q v = kg/m Calcolo del carico dovuto ai sovraccarichi mobili Il tracciato del collettore si sviluppa in maggior parte su strada, per cui il carico dovuto ai sovraccarichi mobili si calcola con la formula: P m = p v D, dove: P m = carico verticale sulla generatrice superiore del tubo, dovuto ai sovraccarichi mobili concentrati, in Kg/m; D = diametro tubo in mt; φ = 1+0,3/H = 1,06 (fattore di carico dinamico); p v = pressione sulla generatrice del tubo dovuta ai carichi mobili concentrati che per le strade di prima categoria è assunto pari a 7500 Kg per asse (convoglio HT 45 per strade ed autostrade secondo L. 313/1976): Si calcola con la formula p v = H -1,206. Nel caso in studio p v = 605 Kg

5 Pagina 4/12 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto ai carichi mobili: P m = 605x 1,06x 0,6 = 385 kg/m Calcolo del carico dovuto alla massa dell acqua contenuta nel tubo Secondo la norma UNI 7517/76 si calcola con la formula: P a = 578,8 D 2, dove P a = carico in Kg/m; D= diametro interno del tubo, pari a 0,6 mt; da cui P a = 578,8 x 0,6 2 = 208 kg/m Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Q = Q v + P m + P a = = 6641 Kg = 66,41 kn/m Calcolo del carico di rottura in trincea Il carico ovalizzate risultante che provoca rottura per schiacciamento di un a tubazione interrata rigida è sempre maggiore del carico di rottura ottenuto con le prove di laboratorio. Ciò è dovuto al miglioramento del comportamento statico della tubazione interrata offerto dalla reazione antiovalizzante del materiale di rinfianco e in parte anche dal fatto che il carico risulta applicato in maniera distribuita sulla tubazione e non concentrato sulla generatrice, come avviene in laboratorio. Di questo effetto stabilizzante che incrementa il carico resistente di rottura per schiacciamento, si tiene conto tramite il coefficiente di posa K che la norma UNI 7517/76 per la situazione di posa prevista in progetto pone uguale a 2. Il carico di rottura in trincea, risulta: Q r = KQ = 2x(95x0,6) = 144 kn, in quanto la tubazione è della classe 95 kn Verifica allo stato limite ultimo di rottura Il coefficiente di sicurezza allo schiacciamento s =114/66,41=1,71 risultante superiore a 1,5, per cui la verifica è soddisfatta.

6 Pagina 5/ VERIFICA TUBAZIONE IN GRES DEL DIAMETRO DN 600 CON ALTEZZA DI RINTERRO MINIMO H= ML. 2, Calcolo del carico dovuto al rinterro La tubazione è da considerare posata in trincea stretta perché risultano verificate le condizioni: B 2D, con B = 1,20 ml. ( larghezza trincea) e D = 0,60 ml ( diametro tubo); H > 1,5 B, con H = 2,00 ml. ( altezza rinterro ); Il carico verticale dovuto al rinterro si calcola con la formula: Q v = C t γ t B 2, dove Q v = carico verticale sul tubo in kg/m; γ t = 2000 kg/m 3 peso specifico del materiale di rinterro; B = 1,20 Larghezza della trincea a livello generatrice del tubo in mt.; C t = Coefficiente di carico del terreno nella posa in trincea stretta. E funzione del rapporto H/B, dell angolo di attrito interno del rinterro φ e dell angolo d attrito φ tra il rinterro ed il terreno naturale. E calcolato con l espressione: C t = 1- e -2k( H/B)tagφ / 2k tag.φ, dove K = tag. 2 ( 45 - φ/2) = 0,33 Si assume φ = φ = 30, da cui risolvendo si ha: C t = 1,22 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto al rinterro: Q v = kg/m Il peso del prisma del materiale di rinterro che sovrasta la condotta è pari a Q v = γ t H D = kg/m Si assume, pertanto come carico dovuto al rinterro il valore Q v = kg/m Calcolo del carico dovuto ai sovraccarichi mobili Il tracciato del collettore si sviluppa in maggior parte su strada, per cui il carico dovuto ai sovraccarichi mobili si calcola con la formula: P m = p v D, dove: P m = carico verticale sulla generatrice superiore del tubo, dovuto ai sovraccarichi mobili concentrati, in Kg/m; D = diametro tubo in mt; φ = 1+0,3/H = 1,15 (fattore di carico dinamico); p v = pressione sulla generatrice del tubo dovuta ai carichi mobili concentrati che per le strade di prima categoria è assunto pari a 7500 Kg per asse (convoglio

7 Pagina 6/12 HT 45 per strade ed autostrade secondo L. 313/1976): Si calcola con la formula p v = H -1,206. Nel caso in studio p v = Kg Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto ai carichi mobili: P m = 1853x 1,15x 0,6 = 1092 kg/m Calcolo del carico dovuto alla massa dell acqua contenuta nel tubo Secondo la norma UNI 7517/76 si calcola con la formula: P a = 578,8 D 2, dove P a = carico in Kg/m; D= diametro interno del tubo, pari a 0,6 mt; da cui P a = 578,8 x 0,6 2 = 208 kg/m Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Q = Q v + P m + P a = = Kg = 48,13 kn/m Calcolo del carico di rottura in trincea Il carico ovalizzate risultante che provoca rottura per schiacciamento di un a tubazione interrata rigida è sempre maggiore del carico di rottura ottenuto con le prove di laboratorio. Ciò è dovuto al miglioramento del comportamento statico della tubazione interrata offerto dalla reazione antiovalizzante del materiale di rinfianco e in parte anche dal fatto che il carico risulta applicato in maniera distribuita sulla tubazione e non concentrato sulla generatrice superiore, come avviene in laboratorio. Di questo effetto stabilizzante che incrementa il carico resistente di rottura per schiacciamento, si tiene conto tramite il coefficiente di posa K che la norma UNI 7517/76 per la situazione di posa prevista in progetto pone uguale a 2. Il carico di rottura in trincea, risulta: Q r = KQ = 2x(95x0,6) = 144 kn, in quanto al tubazione è della classe 95 kn Verifica allo stato limite ultimo di rottura Il coefficiente di sicurezza allo schiacciamento s =114/48,13=2,36 risulta superiore a 1,5, per cui la verifica è soddisfatta.

8 Pagina 7/ VERIFICA TUBAZIONE IN GRES DEL DIAMETRO DN 400 CON ALTEZZA DI RINTERRO MAX H= ML. 2, Calcolo del carico dovuto al rinterro La tubazione è da considerare posata in trincea larga perché la larghezza della trincea B = 1 mt è superiore 2D= 0,40 x 2 = 0,80 mt : Il carico verticale dovuto al rinterro si calcola con la formula: Q v = C e γ t D 2, dove Q v = carico verticale sul tubo in kg/m; γ t = 2000 kg/m 3 peso specifico del materiale di rinterro; D = 0,40 diametro del tubo = 0,40 mt.; C e = Coefficiente di carico del terreno nella posa in trincea larga. E calcolato tramite le espressioni seguenti: C e = 0,1 + 0,85 (H/D) + 0,33(H/D) 3 per H/D 2,66 C e = 0,1 + 1,68 (H/D) per H/D > 2,66 per il caso in studio si ha: C e = 0,1+1,68(2,1/0,4) = 8,92 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto al rinterro: Q v = 8,92x2000x0,4 2 = kg/m Il peso del prisma del materiale di rinterro che sovrasta la condotta è pari a Q v = γ t H D = 1680 kg/m Si assume, pertanto, come carico dovuto al rinterro il valore Q v = kg/m Calcolo del carico dovuto ai sovraccarichi mobili Il tracciato del collettore si sviluppa in maggior parte su strada, per cui il calcolo dovuto ai sovraccarichi mobili si calcola con la formula: P m = p v D, dove: P m = carico verticale sulla generatrice superiore del tubo, dovuto ai sovraccarichi mobili concentrati, in Kg/m; D = diametro tubo in mt; φ = 1+0,3/H = 1,14 (fattore di carico dinamico); p v = pressione sulla generatrice del tubo dovuta ai carichi mobili concentrati che per le strade di prima categoria è assunto pari a 7500 Kg per asse (convoglio HT 45 per strade ed autostrade secondo L. 313/1976): Si calcola con la formula p v = H -1,206. Nel caso in studio p v = 1724 Kg

9 Pagina 8/12 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto ai carichi mobili: P m = 1.724x 1,14x 0,4 = 786 kg/m Calcolo del carico dovuto alla massa dell acqua contenuta nel tubo Secondo la norma UNI 7517/76 si calcola con la formula: P a = 5788 D 2, dove P a = carico in Kg/m; D= diametro interno del tubo, pari a 0,6 mt; da cui P a = 578,8 x 0,4 2 = 92,60 kg/m Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Q = Q v + P m + P a = ,60 = 3732 Kg = 37,32 kn/m Calcolo del carico di rottura in trincea Il carico ovalizzate risultante che provoca rottura per schiacciamento di un a tubazione interrata rigida è sempre maggiore del carico di rottura ottenuto con le prove di laboratorio. Ciò è dovuto al miglioramento del comportamento statico della tubazione interrata offerto dalla reazione antiovalizzante del materiale di rinfianco e in parte anche dal fatto che il carico risulta applicato in maniera distribuita sulla tubazione e non concentrato sulla generatrice superiore, come avviene in laboratorio. Di questo effetto stabilizzante che incrementa il carico resistente di rottura per schiacciamento, si tiene conto tramite il coefficiente di posa K che la norma UNI 7517/76 per la situazione di posa prevista in progetto pone uguale a 2. Il carico di rottura in trincea risulta: Q r = KQ = 2x(120x0,4) = 96 kn, in quanto al tubazione è della classe normale 120 kn Verifica allo stato limite ultimo di rottura Il coefficiente di sicurezza allo schiacciamento s = 96/37,32= 2,57 risulta superiore a 1,5, per cui la verifica è soddisfatta.

10 Pagina 9/ VERIFICA TUBAZIONE IN GRES DEL DIAMETRO DN 400 CON ALTEZZA DI RINTERRO MINIMO H= ML. 1, Calcolo del carico dovuto al rinterro La tubazione è da considerare posata in trincea larga perché la larghezza della trincea B = 1 mt è superiore 2D= 0,40 x 2 = 0,80 mt ; Il carico verticale dovuto al rinterro si calcola con la formula: Q v = C e γ t D 2, dove Q v = carico verticale sul tubo in kg/m; γ t = 2000 kg/m 3 peso specifico del materiale di rinterro; D = 0,40 diametrodel tubo = 0,40 mt.; C e = Coefficiente di carico del terreno nella posa in trincea larga. E calcolato tramite le espressioni seguenti: C e = 0,1 + 0,85 (H/D) + 0,33(H/D) 3 per H/D 2,66 C e = 0,1 + 1,68 (H/D) per H/D > 2,66 per il caso in studio si ha: C e = 0,1+1,68( 1,00/0,4) = 6,80 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto al rinterro: Q v = 6,80x2000x0,4 2 = kg/m Il peso del prisma del materiale di rinterro che sovrasta la condotta è pari a Q v = γ t H D = 800 kg/m Si assume, pertanto come carico dovuto al rinterro il valore Q v = kg/m Calcolo del carico dovuto ai sovraccarichi mobili Il tracciato del collettore si sviluppa in maggior parte su strada, per cui il calcolo dovuto ai sovraccarichi mobili si calcola con la formula: P m = p v D, dove: P m = carico verticale sulla generatrice superiore del tubo, dovuto ai sovraccarichi mobili concentrati, in Kg/m; D = diametro tubo in mt; φ = 1+0,3/H = 1,30 (fattore di carico dinamico); p v = pressione sulla generatrice del tubo dovuta ai carichi mobili concentrati che per le strade di prima categoria è assunto pari a 7500 Kg per asse (convoglio HT 45 per strade ed autostrade secondo L. 313/1976): Si calcola con la formula p v = H -1,206. Nel caso in studio p v = 4310 Kg

11 Pagina 10/12 Da cui, l espressione fornisce il valore del carico dovuto ai carichi mobili: P m = 4310x 1,30x 0,4 = kg/m Calcolo del carico dovuto alla massa dell acqua contenuta nel tubo Secondo la norma UNI 7517/76 si calcola con la formula: P a = 578,8 D 2, dove P a = carico in Kg/m; D= diametro interno del tubo, pari a 0,6 mt; da cui P a = 578,8 x 0,4 2 = 92,60 kg/m Calcolo della risultante dei carichi ovalizzati Q = Q v + P m + P a = ,60 = 3693,60 Kg = 36,93 kn/m Calcolo del carico di rottura in trincea Il carico ovalizzate risultante che provoca rottura per schiacciamento di un a tubazione interrata rigida è sempre maggiore del carico di rottura ottenuto con le prove di laboratorio. Ciò è dovuto al miglioramento del comportamento statico della tubazione interrata offerto dalla reazione antiovalizzante del materiale di rinfianco e in parte anche dal fatto che il carico risulta applicato in maniera distribuita sulla tubazione e non concentrato sulla generatrice superiore, come avviene in laboratorio. Di questo effetto stabilizzante che incrementa il carico resistente di rottura per schiacciamento, si tiene conto tramite il coefficiente di posa K che la norma UNI 7517/76 per la situazione di posa prevista in progetto pone uguale a 2. Il carico di rottura in trincea risulta: Q r = KQ = 2x(120x0,4) = 96 kn, in quanto la tubazione è della classe normale 120 kn Verifica allo stato limite ultimo di rottura Il coefficiente di sicurezza allo schiacciamento s = 96/36,93= 2,59 risulta superiore a 1,5, per cui la verifica è soddisfatta.