COMUNE DI SANREMO PROVINCIA DI IMPERIA ADEGUAMENTO DELLA SEZIONE DI DEFLUSSO DEL TORRENTE SAN FRANCESCO

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2 COMUNE DI SANREMO PROVINCIA DI IMPERIA ADEGUAMENTO DELLA SEZIONE DI DEFLUSSO DEL TORRENTE SAN FRANCESCO INTERVENTO N 9 DEL PROGETTO INTEGRATO PIGNA MARE PROGETTO DEFINITIVO RELAZIONE STRUTTURALE SUGLI INTERVENTI COMMITTENTE: COMUNE DI SANREMO PROGETTISTA: ING. PIERFRANCESCO RUSSO 1

3 INTRODUZIONE Il progetto in esame riguarda il calcolo della nuova sezione di deflusso della parte finale della tombinatura del torrente San Francesco. La definizione della pericolosità sismica di base è stata eseguita secondo le Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008 tramite una griglia regolare che copre tutto il territorio nazionale. Nei nodi della griglia il programma ha calcolato l accelerazione sismica massima attesa e sulla base di quest ultima vengono calcolati i parametri di pericolosità sismica come di seguito indicato : Per quanto riguarda le caratteristiche sismiche ricordiamo come per il territorio del comune di SANREMO (IM) sia stata associata una accelerazione orizzontale massima al suolo, per l'ancoraggio dello spettro di risposta allo stato limite ultimo, pari a ag/g = Nella determinazione dell azione sismica tale versante ricade su suolo di categoria E e categoria topografica T1 (fattore di amplificazione pari a 1). Sulla base dei calcoli idraulici basati sulle normative cogenti e riguardanti la nuova sezione di deflusso e alla luce dell indagine geologico-tecnica effettuata sempre secondo il D.M. 14/01/2008, ovvero le nuove norme tecniche sulle costruzioni si può suddividere l intervento richiesto in 6 parti: 1. EX PONTE FERROVIA 2. VIA BIXIO 2

4 3. GIARDINI SUD 4. GIARDINI NORD 5. VIA ROMA 6. VIA ASQUASCIATI Per ognuno di questi interventi verrà indicato il tipo di intervento proposto. TIPO E CARATTERISTICHE DEI MATERIALI STRUTTURALI Calcestruzzi Tipologia strutturale: Classe di resistenza necessaria: Condizioni ambientali: Classe di esposizione: Elevazione C32/40 (40 N/mm2) Ciclicamente asciutto e bagnato XC4 Rapporto acqua/cemento max: 0.50 Classe di consistenza: Diametro massimo aggregati: S4 (Fluida) 16 mm 3

5 Qualità dei componenti La sabbia deve essere viva, con grani assortiti in grossezza da 0 a 3 mm, non proveniente da rocce in decomposizione, scricchiolante alla mano, pulita, priva di materie organiche, melmose, terrose e di salsedine. La ghiaia deve contenere elementi assortiti, di dimensioni fino a 16 mm, resistenti e non gelivi, non friabili, scevri di sostanze estranee, terra e salsedine. Le ghiaie sporche vanno accuratamente lavate. Anche il pietrisco proveniente da rocce compatte, non gessose né gelive, dovrà essere privo di impurità od elementi in decomposizione. In definitiva gli inerti dovranno essere lavati ed esenti da corpi terrosi ed organici. Non sarà consentito assolutamente il misto di fiume. L acqua da utilizzare per gli impasti dovrà essere potabile, priva di sali (cloruri e solfuri). Potranno essere impiegati additivi fluidificanti o superfluidificanti per contenere il rapporto acqua/cemento mantenendo la lavorabilità necessaria. Prescrizione per inerti Sabbia viva 0-7 mm, pulita, priva di materie organiche e terrose; sabbia fino a 30 mm (70mm per fondazioni), non geliva, lavata;pietrisco di roccia compatta. Assortimento granulometrico in composizione compresa tra le curve granulometriche sperimentali: - passante al vaglio di mm 16 = 100% - passante al vaglio di mm 8 = 88-60% - passante al vaglio di mm 4 = 78-36% 4

6 - passante al vaglio di mm 2 = 62-21% - passante al vaglio di mm 1 = 49-12% - passante al vaglio di mm 0.25 = 18-3% Prescrizione per il disarmo Indicativamente: piastra in c.a giorni; travi, cordoli giorni. In qualsiasi caso, per ogni porzione di struttura, il disarmo non può essere eseguito se non previa autorizzazione della Direzione Lavori. Provini da prelevarsi in cantiere n 2 cubi di lato 15 cm ; un prelievo ogni 100 mc ; c32 3* c adm Rck 40 = Rm 40 kg/cm 2 Rmin > Rck 40 kg/cm 2 Valori indicativi di alcune caratteristiche meccaniche dei calcestruzzi impiegati: ritiro (valori stimati): 0.25 mm/m (dopo 5 anni, strutture non armate) -0.10mm/m (strutture armate) ; rigonfiamento in acqua (valori stimati): 0.20 mm/m (dopo 5 anni in strutture armate) ; dilatazione termica: 10*10^(-6) C^(-1) ; 5

7 viscosità = 1.70 ; Acciaio per C.A. Acciaio per C.A. B450C Metodo agli stati limite fyk tensione caratteristica di snervamento: ftk tensione caratteristica di rottura: ftd tensione di progetto a rottura: 4400 kg/cm2 ( 431 N/mm2) 5500 kg/cm2 ( 540 N/mm2) fyk / S = fyk / 1.15 = 3826 kg/cm2 (= 375 N/mm2) L acciaio dovrà rispettare i seguenti rapporti: fy / fyk 1.35 ft / fy

8 NORMATIVA DI RIFERIMENTO Alla base delle verifiche strutturali sono state considerate le seguenti normative : Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008 Circ. Min. Infrastrutture N.617 C.S.LL.PP. Istruzioni per l applicazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14/01/2008 7

9 AZIONI APPLICATE ALLA STRUTTURA Il calcolo dei carichi agenti sulla struttura si basa sulle indicazioni delle Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008. Le azioni valutate in fase di analisi strutturale sono state : 1. carichi permanenti ; 2. carichi variabili ; 3. azione sismica ; 8

10 PRESTAZIONI DI PROGETTO, CLASSE DI STRUTTURA, VITA UTILE E PROCEDURE DI QUALITA Le prestazioni della struttura e le condizioni per la sua sicurezza sono state individuate nel corso della progettazione strutturale dell opera. A tal fine è stata posta attenzione al tipo della struttura, al suo uso e alle possibili conseguenze di azioni anche accidentali; particolare rilievo è stato dato alla sicurezza delle persone. Risulta così definito l insieme degli stati limite riscontrabili nella vita della struttura ed è stato accertato, in fase di dimensionamento, che essi non siano superati. Le opere e le varie tipologie strutturali devono infatti possedere i seguenti requisiti: - sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (S.L.U.) : capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l opera; - sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (S.L.E.) : capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio; Altrettanta cura è stata posta per garantire la durabilità della struttura, con la consapevolezza che tutte le prestazioni attese potranno essere adeguatamente realizzate solo mediante opportune procedure da seguire non solo in fase di progettazione, ma anche di costruzione, manutenzione e gestione dell opera. Per quanto riguarda la durabilità si sono presi tutti gli accorgimenti utili alla conservazione delle caratteristiche fisiche e dinamiche dei materiali e delle strutture, in considerazione dell ambiente in cui l opera dovrà vivere e dei cicli di carico a cui sarà sottoposta. La qualità dei materiali e le dimensioni degli elementi sono coerenti con tali obiettivi. 9

11 In fase di costruzione saranno attuate severe procedure di controllo sulla qualità, in particolare per quanto riguarda materiali, componenti, lavorazione, metodi costruttivi. Saranno seguiti tutti gli inderogabili suggerimenti previsti nelle Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008. SCHEMATIZZAZIONE DELLE AZIONI, CONDIZIONI E COMBINAZIONI CARICO In generale ai fini della sicurezza sono stati adottati i criteri contemplati dal metodo semiprobabilistico agli stati limite. In particolare sono stati soddisfatti i requisiti per la sicurezza allo stato limite ultimo S.L.U. (anche sotto l azione sismica,qualora il suo contributo sia ritenuto rilevante) ed allo stato limite di esercizio S.L.E., nei confronti di eventuali azioni eccezionali. Le azioni sono state schematizzate applicando i carichi previsti dalla norma; i carichi sono suddivisi in più condizioni elementari di carico in modo da poter generare le combinazioni necessarie. COMBINAZIONI DI CARICO - D.M In accordo a quanto prescritto nelle Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008, le combinazioni di carico s.l.u. statiche (in assenza di azioni sismiche) sono ottenute mediante diverse combinazioni dei carichi permanenti ed accidentali in modo da considerare tutte le situazioni più sfavorevoli agenti sulla struttura. I carichi vengono applicati mediante opportuni coefficienti parziali di sicurezza, considerando l eventualità più gravosa per la sicurezza della struttura. 10

12 Le azioni sismiche sono valutate in conformità a quanto stabilito dalle norme e specificato nel paragrafo sulle azioni. Vengono in particolare controllate le deformazioni allo stato limite ultimo, allo stato limite di danno e gli effetti del second ordine. In sede di dimensionamento vengono analizzate tutte le combinazioni impostate ai fini della verifica allo stato limite ultimo S.L.U. Vengono anche processate le specifiche combinazioni di carico introdotte per valutare lo stato limite di esercizio S.L.E.(tensioni, fessurazione, deformabilità). La verifica allo stato limite ultimo (S.L.U.) permette di valutare se e con quale probabilità, in tutte le situazioni che possono manifestarsi, risulta Sd Rd dove Sd ed Rd rappresentano rispettivamente le sollecitazioni e le resistenze di progetto. Le azioni sulla costruzione devono perciò essere calcolate in modo da determinare le condizioni di carico più sfavorevoli ai fini delle singole verifiche, tenendo conto della probabilità ridotta di intervento simultaneo di tutte le azioni con i rispettivi valori più sfavorevoli. I carichi da considerare sono quelli relativi alla verifica allo stato limite ultimo, considerando di volta in volta una diversa combinazione di base: Fd= γg * Gk * γp * Pk + γq * Q1k + γg ( ψ0i *Qk) dove: Gk è il valore caratteristico delle azioni permanenti ; Pk è il valore caratteristico della forza di precompressione ; 11

13 Qik è il valore caratteristico dell azione di base do ogni combinazione ; Qk sono i valori caratteristici delle azioni variabili fra loro indipendenti ; ψ0i è un coefficiente di combinazione allo stato limite ultimo ; γg γp γq è il valore del coefficiente parziale di sicurezza delle azioni permanenti; è il valore del coefficiente parziale di sicurezza della forza di precompressione; è il valore del coefficiente parziale di sicurezza delle azioni variabili; AZIONI SISMICHE L azione sismica è stata applicata alla struttura in conformità alle disposizioni delle Norme tecniche per le Costruzioni D.M. 14/01/2008. L azione sismica è calcolata mediante analisi dinamica modale. I parametri che determinano l azione sismica sono i seguenti: Tipo di struttura Tipo di analisi Tipo di soluzione Unita' di misura delle forze Unita' di misura delle lunghezze Normativa Vita nominale costruzione Classe d'uso costruzione Nello Spazio Statica e Dinamica Lineare kg cm NTC/ anni IV 12

14 Vita di riferimento Spettro di risposta 200 anni Stato limite ultimo slv Probabilita' di superamento periodo di riferimento 10 Tempo di ritorno del sisma Localita' 1898 anni Sanremo - (IM) ag/g F Tc 0.32 Categoria del suolo E Coefficiente di smorzamento 5% Eccentricita' accidentale 5% Numero di frequenze 9 Combinazione dei modi CQC Combinazione componenti azioni sismiche NTC Eurocodice

15 Come detto in precedenza le lavorazioni saranno suddivise in 6 tratti differenti con caratteristiche diverse che verranno esposte nei paragrafi seguenti. EX PONTE FERROVIA PISTA CICLABILE (sezioni ) Il primo intervento riguarda la sopraelevazione dell ex ponte ferroviario dove ora è presente la pista ciclabile. Il Solaio verrà rialzato di poco più di 80 cm, verranno quindi create due travi 60 x 80 come nuovo appoggio del ponte. Verranno armate con barre di diametro 20 e inghisate nel muro di pietra esistente dello spessore 70 cm per creare un appoggio solidale come indicato nell elaborato planimetrico allegato. VIA NINO BIXIO (sezioni 5 6) Il secondo tratto oggetto di intervento sarà la parte sottostante via Nino Bixio, in questo caso la demolizione sarà totale e verrà ricostruito uno scatolare in c.a. con un solaio alveolare di copertura dimensionato per la 1 cat di carico avente come dimensioni le seguenti: Altezza lastra solaio prefabbricato alveolare tipo FORAP: 60 cm Spessore Cappa: 8 cm Lunghezza solaio prefabbricato alveolare: 1320 cm Classe d esposizione: XC4 luce: 1150 cm 14

16 platea di fondazione: 60 cm setti laterali: 40 cm Il calcolo preliminare dei setti è stato eseguito con un modello ad elementi finiti secondo le NTC I setti in c.a. verranno armati con dei F 20 sia trasversalmente sia longitudinalmente come indicato nell elaborato allegato. GIARDINI SUD (sezioni ) e GIARDINI NORD ( ) Nella parte compresa tra via Nino Bixio e via Roma, dove sono attualmente presenti dei percorsi pedonali con aiuole l intervento sarà di rifacimento del fondo e demolizione e ricostruzione del solaio di copertura che verrà appoggiato su un cordolo in c.a. inghisato nel muro di pietra sottostante per creare un appoggio solidale. La differenza tra i due tratti riguarda il tipo di sovraccarichi inseriti in quanto nel lato sud il sovraccarico sarà totalmente pedonale mentre nel lato nord una parte deve essere calcolata con un sovraccarico carrabile da strada di prima categoria. Il calcolo delle pareti è stato fatto considerando il setto in c.a. alto 150 cm che è l altezza massima prevista anche se l altezza varia in funzione delle differenti quote tra il vecchio profilo della tombinatura e la nuova sezione di progetto. I solai alveolari di copertura avranno le dimensioni seguenti: SOLAIO SUD PEDONALE Altezza lastra solaio prefabbricato alveolare tipo RAP: 36 cm Spessore Cappa: 4 cm 15

17 Lunghezza solaio prefabbricato alveolare: 1020 cm Classe d esposizione: XC4 luce: 920 cm setti laterali: 50 cm SOLAIO NORD CARRABILE Altezza lastra solaio prefabbricato alveolare tipo RAP: 60 cm Spessore Cappa: 8 cm Lunghezza solaio prefabbricato alveolare: 1025 cm Classe d esposizione: XC4 luce: 920 cm setti laterali: 50 cm Nelle tabelle seguenti vengono mostrati i carichi attualmente presenti e i carichi che invece vengono previsti in fase di progetto per dimostrare che il terreno sottostante le pareti verrà caricato in misura inferiore dopo l intervento e quindi non sono prevedibili cedimenti in fondazione. 16

18 sezione 7 esistente (pedonale) Carico peso s l kg/ml muro in pietra , travi esistenti , p.p solaio esistente , sottofondo , autobloccanti/lastrico h 5 cm carico pedonale (folla) TOTALE sezione 7 di progetto (pedonale) carico peso s l kg/ml muro in pietra ,9 2, muro in c.a ,5 0,6 750 solaio alveolare h , sottofondo , autobloccanti/lastrico h 5 cm carico pedonale (folla) TOTALE

19 sezione 8 esistente (pedonale) carico peso s l kg/ml muro in pietra , travi esistenti p.p solaio esistente ,3 4, sottofondo ,1 4,7 752 autobloccanti/lastrico h 5 cm 100-4,7 470 carico pedonale (folla) 500-4, TOTALE sezione 8 di progetto (stradale) carico peso s l kg/ml muro in c.a , solaio alveolare h , sottofondo ,05 5,1 408 asfalto ,1 0,85 127,5 carico stradale I cat , TOTALE 11360,5 18

20 sezione 9. esistente (stradale) carico peso s l kg/ml muro in pietra , travi esistenti , p.p solaio esistente ,3 4, sottofondo ,1 4,8 768 autobloccanti/lastrico h 5 cm 100-4,8 480 TOTALE sezione 9. di progetto (stradale) carico peso s l kg/ml muro in pietra ,2 2, muro in c.a , solaio alveolare h , sottofondo ,05 4,8 384 asfalto ,1 4,8 720 TOTALE

21 La trave in c.a. sulla quale verrà posizionato il solaio alveolare sarà armata con dei 20 sia longitudinalmente sia verticalmente e anche in questo caso sarà previsto un inghisaggio nella muratura esistente. Lo spessore della parete sarà sempre di 50 cm e come altezza variabile a seconda della sezione considerata. Verifica strutturale della sezione tipo In ottemperanza con le prescrizioni contenute nel parere della Provincia di Imperia con lettera del 18 dicembre 2012 si riporta il seguente calcolo di verifica delle strutture ubicate tra le sezioni Per valutare la stabilità della struttura di progetto viene calcolata la spinta che i carichi andranno a trasmettere alle fondazioni della tombinatura, verificando che tale valore sia compatibile con la portanza dei terreni di fondazione. La situazione più sfavorevole si avrà tra la sezione 8 e la sezione 9 sul lato ovest. Ciò è dato principalmente da due fattori: - in quella porzione di opera non si viene a ricostruire interamente la tombinatura ma solo il solaio di copertura e le spalle d appoggio sulla muratura esistente. - Sul lato ovest vanno considerati i carichi stradali in quanto in progetto sopra alla tombinatura passerà parzialmente la strada. Dalle analisi eseguite non è possibile stabilire quali siano le dimensioni delle fondazioni della muratura esistente perciò si ipotizza cautelativamente la situazione più sfavorevole e cioè che lo spessore della muratura coincida con la larghezza delle fondazioni anche se un minimo di piede è plausibile che sia presente. La muratura lato ovest è spessa almeno 120 cm ( come da sondaggio H4 v. relazione geologica). 20

22 La spinta dei carichi stradali è la componente maggiore tra le spinte verticali presenti sul muro e viene desunto dall applicazione della Normativa di cui all NTC 2008 per carichi stradali di 1 categoria.. Viene ipotizzato che sia presente un carico di 60 t (30 x 2) che gravi sulla parete ovest; questo carico andrà a distribuirsi a livello delle fondazioni su una lunghezza di 10.6 m in quanto l altezza tra il piano stradale e la fondazione è di 4.4 m ( v. sez 9). Si avrà quindi un valore in fondazione pari a 5.66 t/m pari a 5660 kg/m. Considerando una porzione di muratura di 1 m x 1.2 m di larghezza si otterrà una spinta verticale data dai carichi stradali pari a 0.47 kg/cm 2. A questo vanno sommati i pesi propri del solaio ( v. tabelle precedenti), del cordolo in c.a. e della stessa muratura per un valore totale pari a 0.11 kg/cm 2 La spinta verticale totale si può quindi ipotizzare inferiore a 0.6 kg/cm 2, valore compatibile con la portanza del terreno come desumibile dalla relazione geologica-geotecnica. 21

23 VIA ROMA (sezioni ) Il quinto tratto oggetto di intervento sarà la parte sottostante via Roma, in questo caso la demolizione sarà totale e verrà ricostruito uno scatolare in c.a. avente come dimensioni le seguenti: Altezza lastra solaio prefabbricato alveolare tipo RAP: 50 cm Spessore Cappa: 8 cm Lunghezza solaio prefabbricato alveolare: cm Classe d esposizione: XC4 luce: cm setti laterali: 40 cm A livello esecutivo per evitare di bloccare il traffico veicolare di via Roma in maniera totale si procederà in due fasi, sbancando parallelamente alla via e creando due paratie verticali di contenimento del terreno sottostante la sede stradale che viene tenuta per la circolazione. Sul lato sinistro il nuovo tombino appoggerà sulla parete esistente mentre sul lato destro si realizzerà una palificata provvisoria di sostegno delle pareti di scavo in fase di realizzazione dell opera e dimensionata per reggere carichi veicolari di I cat. con le seguenti caratteristiche : micropali DN300 di altezza pari a 9 m, armatura con trave hea140, pali posti ad interasse 0,5m,cordolo testa pali in c.a. 50x70 cm, puntellamento con travi in acciaio HEA

24 VIA ASQUASCIATI (sezioni 13 15) STRALCIO 2 L ultimo tratto oggetto di intervento sarà la parte sottostante via Asquasciati, in questo caso la demolizione sarà solo del solaio che verrà appoggiato esternamente alle pareti esistenti tramite una serie di micropali. Altezza lastra solaio prefabbricato alveolare tipo RAP: 50 cm Spessore Cappa: 8 cm Lunghezza solaio prefabbricato alveolare: cm Classe d esposizione: XC4 Luce: cm Berlinese: a quinconce con pali H= 2500 cm i= 0.7 m DN armatura 159 mm Si 10 mm 23