COMUNE DI OLBIA Provincia di OLBIA TEMPIO

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2 Relazione di Calcolo Ponte n. 10 Elab. P via Rio Seligheddu (B2.15P) COMUNE DI OLBIA Provincia di OLBIA TEMPIO STUDIO DI VARIANTE AL PIANO STRALCIO PER L'ASSETTO IDROGEOLOGICO (PAI) E DEL QUADRO DELLE OPERE DI MITIGAZIONE DEL RISCHIO IDRAULICO NEL TERRITORIO COMUNALE DI OLBIA BACINO DEL RIO SELIGHEDDU ATTRAVERSAMENTI STRADALI Elaborato P RELAZIONE CALCOLO STRUTTURALE PONTE N. 10 VIA RIO SELIGHEDDU (B2.15P) Olbia, li Pag. 1 26

3 Relazione di Calcolo Ponte n. 10 Elab. P VIA RIO SELIGHEDDU Sommario 1. Introduzione Normativa di riferimento Descrizione Generale Descrizione interventi Caratteristiche geometriche e strutturali Travi e traverse in acciaio Soletta d impalcato getta in opera Sottostrutture: spalle Fondazioni: platea Appoggi 7 4. Caratteristiche dei principali materiali previsti in progetto Calcestruzzo Calcestruzzo classe C 25/ Calcestruzzo classe C 32/ Calcestruzzo classe C 45/ Acciaio Aciaio per armature strutture in c.a Acciaio per carpenteria metallica Modello di calolo f.e.m Analisi dei carichi Peso proprio Carichi permanenti Distorsioni Azioni variabili - Azioni variabili da traffico Schemi di carico Incremento dinamico dei carichi mobili dovuto ad azioni dinamiche (q2) Azioni longitudinale di frenamento Azioni centrifuga Azioni vento Azioni sismiche Resistenza parassite dei vincoli Urto dei veicoli in svio Combinazione dei carichi Valutazione delle condizioni di carico più gravose Output modello di calcolo. 21 Pag. 2 26

4 1. Introduzione. La seguente relazione riguarda i calcoli statici e le verifiche di resistenza del ponte posto in via Rio Seligheddu, funzionali al progetto degli attraversamenti stradali del Bacino del Rio Seligheddu. Opere ricomprese nello Studio di Variante al Piano Stralcio per l'assetto idrogeologico (PAI) e del quadro delle opere di mitigazione del rischio idraulico nel territorio comunale di Olbia. Il manufatto è costituito da un impalcato a struttura principale tipo bitrave in acciaio, con le travi principali a sezione variabile collegate da traversi sormontati da una soletta in c.a. gettata in opera. La luce netta dell opera è di 41,00 m (interasse tra i paramenti interni delle spalle), mentre la larghezza complessiva della carreggiata è di 10,60 m. Sono previste 2 travi principali, con lunghezza effettiva di (luce di calcolo m pari all interasse tra gli apparecchi di appoggio), con sezione a I, e trasversi disposte ad interasse di 2.20 cm, con sezione ad I. 2. Normativa di riferimento. Principali Norme di riferimento: Legge 05/11/1971 n 1086: Norme tecniche per il calcolo, l esecuzione e il collaudo delle strutture in conglomerato cementizio armato normale e precompresso ed a struttura metallica ; Legge n.64 del 2 febbraio 1974: Norme sulla sicurezza e sui carichi D.M. 11/03/1988: Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l esecuzione, l esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione ; Decreto Ministeriale del 14/01/2008 NTC Norme tecniche per le costruzioni, a seguire riportato semplicemente con la sigla NTC08; Circolare n febbraio 2009 Istruzioni per l applicazione delle Norme tecniche delle costruzioni -Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici. Delib. G.R. 30 marzo 2004, n. 15/31: Disposizioni preliminari in attuazione dell'o.p.c.m. 20 marzo 2003, n recante "Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica". Per le parti non coperte dalla norma italiana di cui sopra, verranno utilizzati i seguenti Eurocodici pertinenti: UNI EN :2005: Eurocodice 3 Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-1: Regole generali e regole per gli edifici; Pag. 3 26

5 Ponte n. 10 UNI ENV :2000: Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-3: Regole generali - Regole supplementari per l'impiego dei profilati e delle lamiere sottili piegati a freddo; UNI ENV :2001: Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-5: Regole generali - Regole supplementari per lastre ortotrope in assenza di carichi trasversali; UNI ENV :2002: Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-7: Regole generali - Regole supplementari per lastre ortotrope caricate al di fuori del loro piano; UNI EN :2005: Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-8: Progettazione dei collegamenti. Pag. 4 26

6 3. Descrizione Generale. 3.1 Descrizione interventi. Gli interventi delle opere strutturali riguardano la demolizione e il rifacimento del ponte stradale esistente a valle della Circonvallazione in Comune di Olbia. L impalcato del ponte, ad unica campata di m di luce di calcolo e 41,00 m di lunghezza complessiva, sarà realizzato prevedendo due travi principali ad estradosso curvilinea e travi secondarie poste ad interase di 2,20 m, a sostegno di un impalcato completato da una soletta collaborante in conglomerato cementizio armato. Si rimanda agli allegati grafici progettuali per la definizione delle geometrie e delle ipotesi progettuali sviluppate. Fig. 1 Schema Sezione Trasversale Impalcato 3.2 Caratteristiche geometriche e strutturali Il ponte in oggetto, che si inserisce in un tracciato stradale in rettifilo, sarà caratterizzato da una carreggiata di 10,60 m in cui trovano sede 2 corsie di marcia a sensi opposti oltre 0,50 m di banchina. La sezione è completata su entrambi i lati da un marciapiede da adibire sia al passaggio dei pedoni che come pista ciclabile di larghezza netta 1,50. Ai margini della pista ciclabile, sul bordo interno è prevista una barriera di sicurezza tipo bordo ponte, mentre la sezione trasversale è completata sul bordo esterno da opportuna barriera anti-proiezione posta in sormonto alle travi principali. L arretramento sul ciglio interno delle barriere si rende necessario per distanziarle dalle travi principali estradossate rispeto al piano viabile. In caso di urto dei veicoli in marcia sulle barriere questo consente che le stesse abbiano una distanza dalle travi principali che ne consenta la necessaria deformazione (dei sicurvia) per l assorbimento dell energia dovuta al contatto veicolo-bariera, senza l interessamento diretto delle strutture portanti. I marciapiede hanno un altezza di 0,15 m dal piano carrabile finito. Pag. 5 26

7 La struttura nel suo complesso sarà resa percorribile per carichi di prima categoria, coerentemente con le prescrizioni di cui alle NTC08. Nel seguito, si riportano le principali caratteristiche geometriche, costruttive e statiche. 3.3 Travi e traverse in acciaio L impalcato è costituito come anticipato da du travi longitudinali tipo IPE d ali parallele con larghezza di 800 mm ed altezza variabile da 1800 a 2800 mm e sono rese tra loro solidali dai collegamenti (saldature) con travi UNI HEB 800 standard rinforzate con un piatto saldato in intradosso dello spessore di 40 mm. Lo schema di calcolo è quello di impalcato a graticcio bitrave, mentre i voncoli rendono la struttura isostatica. Le singole travi principali sono collegate alle spalle con vincolo cerniera appoggio, con interasse tra gli stessi appoggi valutata in 40,00 m. Le traverse hanno ivece una luce di 10,60 m e verranno calcolate in fase di esercizio considerando la sezione mista acciaio calcestruzzo data dalla presenza del getto in opera di completamento che costituisce il solaio d impalcato, quest ultimo con spessore in progeto pari a 25 cm. 3.4 Soletta d impalcato getta in opera La soletta in c.a. ordinario, di spessore costante pari a 25 cm, ha pendenza trasversale nulla. Il getto della soletta d impalcato avviene a completamento all estradosso delle traverse in acciaio. Lo spessore medio della soletta sommato a quello delle traverse in acciaio e considerando che le stesse sono solidarizzate alle travi principali ad un altezza variabile dall intradosso delle ali inferiori delle travi principali (per garantire una corretta pendenza in senso longitudinale dell impalcato atta a smaltire le acque meteoriche data l importanza della luce) conduce quindi ad una altezza strutturale complessiva dell impalcato valutato dall estradosso della soletta in acciaio, variabile da 0,25 + 0,74 + 0,06 (distanza tra gli intradossi di traversa e trave nella sezione di appoggio) = 1,05 m (sezione di appoggio) a 0,25 + 0,74 + 0,31 (distanza tra gli intradossi di traversa e trave nella sezione di mezzeria) = 1,30 m (sezione di mezzeria). Complessivamente la larghezza dell impalcato è pari a 11,40 m, per la sporgenza delle ali delle travi principali, mentre la soletta in c.a. ha una larghezza effettiva di 10,60 m su cui insistono i corrispondenti 6,00 m di carreggiata. La piattaforma è completata su entrambi i lati da un marciapiede di larghezza netta 180 cm, oltre un cordolo da 50 cm sul ciglio interno lato banchine per l innesto delle barriere. La soletta sarà resa collaborante alle sottostanti traverse mediante l uso di connettori a pioli in acciaio. Per quanto riguarda il regime statico della soletta in c.a., si individuano due distinti schemi statici: - Prima fase: sono attive soltanto le traverse in acciaio, di luce netta pari a 10,60 m. Il carico di progetto, in questa fase, è il peso proprio della struttura in carpenteria metallica eoltre quello del getto integrativo. Lo spessore complessivo della soletta è pari a 25 cm. - Seconda fase: la soletta è interamente reagentee collaborante con le traverse in acciaio definendo una sezione mista acciaio calcestruzzo. I carichi agenti sono i permanenti portati e i carichi mobili. 3.5 Sottostrutture: spalle Le sottostrutture del ponte sono costituite da spalle in c.a. ordinario. Pag. 6 26

8 Le spalle presentano una sede di appoggio larga 140 cm in cui alloggiare le travi in acciaio. A tergo è previsto un muro paraghiaia di spessore 25 cm che delimita la zona di appoggio. 3.6 Fondazioni: platea Omissis. 3.7 Appoggi Gli apparecchi d appoggio sono ubicati sulle spalle. 4. Caratteristiche dei principali materiali previsti in progetto. Si riportano, di seguito, le indicazioni sui materiali e sulle loro caratteristiche utilizzati nell ambito della progettazione strutturale. 4.1 Calcestruzzo Per tutte le classi di calcestruzzo di seguito riportate si assume: Coefficiente di Poisson ν = 0,15 (non fessurato) ν = 0 (fessurato) Coefficiente di espansione termica lineare α = C Calcestruzzo classe C 25/30 Il calcestruzzo strutturale di classe C25/30 viene adottato per le strutture di fondazione ed elevazione tipo platea e spalle. Vengono assunti a base del calcolo i seguenti parametri relativi alle caratteristiche meccaniche del materiale: Resistenza cubica caratteristica Rck = 30,0 N/mm² Resistenza cilindrica caratteristica fck = 24,9 N/mm² Coefficiente parziale di sicurezza sul materiale γc = 1,5 Coefficiente di lunga durata αcc = 0,85 Resistenza di calcolo a compressione fcd = 14,11 N/mm² Resistenza media a compressione fcm = 32,90 N/mm² Resistenza media a trazione fctm = 2,56 N/mm² Resistenza caratteristica a trazione fctk = 1,79 N/mm² Resistenza di calcolo a trazione fctd = 1,19 N/mm² Modulo elastico istantaneo Ecm = ,0 N/mm² Tensione a compressione SLE R σc = 14,94 N/mm² Tensione a compressione SLE QP σc = 11,21 N/mm² Pag. 7 26

9 4.1.2 Calcestruzzo classe C 32/40 Il calcestruzzo strutturale di classe C32/40 viene adottato per parte delle strutture in elevazione tipo: getto di completamento per soletta. Vengono assunti a base del calcolo i seguenti parametri relativi alle caratteristiche meccaniche del materiale: Resistenza cubica caratteristica Rck = 40,0 N/mm² Resistenza cilindrica caratteristica fck = 33,2 N/mm² Coefficiente parziale di sicurezza sul materiale γc = 1,5 Coefficiente di lunga durata αcc = 0,85 Resistenza di calcolo a compressione fcd = 18,81 N/mm² Resistenza media a compressione fcm = 41,20 N/mm² Resistenza media a trazione fctm = 3,10 N/mm² Resistenza caratteristica a trazione fctk = 2,20 N/mm² Resistenza di calcolo a trazione fctd = 1,45 N/mm² Modulo elastico istantaneo Ecm = ,0 N/mm² Tensione a compressione SLE R σc = 19,92 N/mm² Tensione a compressione SLEQP σc = 14,94 N/mm² Calcestruzzo classe C 45/55 Il calcestruzzo strutturale di classe C40/55 viene adottato per parte delle strutture in elevazione tipo: travi prefabbricate, cls per c.a.p. Vengono assunti a base del calcolo i seguenti parametri relativi alle caratteristiche meccaniche del materiale: Resistenza cubica caratteristica Rck = 55,0 N/mm² Resistenza cilindrica caratteristica fck = 45,65 N/mm² Coefficiente parziale di sicurezza sul materiale γc = 1,5 Coefficiente di lunga durata αcc = 0,85 Resistenza di calcolo a compressione fcd = 27,72 N/mm² Resistenza media a compressione fcm = 53,65 N/mm² Resistenza media a trazione fctm = 3,83 N/mm² Resistenza caratteristica a trazione fctk = 2,68 N/mm² Resistenza di calcolo a trazione fctd = 1,79 N/mm² Modulo elastico istantaneo Ecm = ,0 N/mm² Resistenza di calcolo a compressione al tiro fckj = N/mm² Tensione a compressione t0 = 15gg σc0 = N/mm² Tensione a compressione SLE R σc = 27,39 N/mm² Tensione a compressione SLE QP σc = 20,54 N/mm² Pag. 8 26

10 4.2 Acciaio Aciaio per armature strutture in c.a. Barre ad aderenza migliorata in acciaio tipo B450C bonificato saldabile avente: Resistenza caratteristica di rottura ftk 540 N/mm² Tensione di snervamento fyk 450 N/mm² Resistenza di calcolo fsd = 390 N/mm² Caratteristiche di duttilità 1.15 (f t / fy )k < 1.35 (ft / fynom )k 1.25 Allungamento (Agt )k 7.5% Modulo elastico Es = ,0 N/mm2 Coefficiente parziale di sicurezza sul materiale γs = 1.15 Tensione a trazione SLE R 0.80 fyk = 360 N/mm² Acciaio per carpenteria metallica. Per i profili Tipo IPE a sezione variabile, per gli HEB 800 ed in generale per gli elementi in carpenteria metallica componenti la struttura principale è stato previsto l impiego dei seguenti materiali con certificazione di qualità secondo normativa EN10204 modello 3.1 : Acciaio Fe510B /S355J0 J2G3 K2G3: UNI EN 10025/5 e /2; Tensione caratteristica di snervamento: fyk = 355,00 N/mm 2 (*) Tensione caratteristica di rottura: ftk = 510,00 N/mm 2 Allungamento minimo 28% Piegamento KV, min. 180 deg a 0 C Resilienza KV, min. 27 J a 0 C Modulo elastico Es = N/mm² Coefficiente parziale di sicurezza sul materiale γs = 1.15 (*) per spessori fino a 40 mm e comunque secondo quanto previsto dalle NTC08 (Tabella 11.3.IX). La composizione chimica degli acciai risponde anche al punto delle CNR Per le tolleranze geometriche dei profili valgono le norme UNI Saldature Devono essere di prima classe; devono essere realizzate da operai qualificati. Pag. 9 26

11 5. Modello di calolo f.e.m. E stata condotta una modellazione agli elementi finiti (F.E.M.) su struttura resa isostatica seguendo la geometria reale degli elementi; non sono stati considerati, a vantaggio di sicurezza, gli irrigidimenti locali. Le travi principali e le traverse sono state scematizzate con l utilizzo di elementi beam, elementi monodimensionali, considerando nel caso della trave una suddivisione in elemeni lunghi 40 cm per tener conto dell altezza variabile della sezione lungo lo sviluppo longitudinale dell elemento. I carichi sono stati applicati sui traversi, sia per quanto riguarda le azioni permanenti che i carichi da traffico assegnando al modello una funzione principale di dimensionamento delle travi principali che come nel caso reale ricevono le solecitazioni come ripartite appunto dall ordito secondario costituito dalle traverse. Il modello consente di teterminare lo stato di solecitazione e tensionale coerente con quello di fatto per quanto attiene le travi principali. Nel caso delle traverse il modello determina coerentemente le azioni di progetto agenti sulle traverse ma non tiene conto dell effetto della soletta collaborante essendo la stessa introdotta in termini di carico permanente. Fig. 2 Modello F.E.M. Pag

12 6. Analisi dei carichi. Le azioni principali da considerare nel calcolo del ponte stradale sono: azioni permanenti: peso proprio degli elementi strutturali e non (g1) e carichi permanenti portati (g2) (pavimentazione stradale, marciapiedi sicurvia, parapetti, attrezzature stradali etc..); distorsioni: ritiro (e2),variazioni termiche (e3) e viscosità (e4); azioni variabili: i carichi variabili da traffico (q1) sono definiti sono definiti dagli schemi di carico convenzionali e disposti su corsie convenzionali; incremento dinamico dei carichi mobili dovuto ad azioni dinamiche (q2); azioni longitudinali di frenamento o di accelerazione (q3); azione centrifuga (q4); azioni di vento e neve (q5); azioni sismiche (q6); resistenze parassite dei vincoli (q7). urto dei veicoli in svio (q8). Nella redazione della relazione di calcolo afferente il progetto preliminare si prenderanno in esame le condizioni di carico principali e le relative combinazioni con particolare riferimento alle condizioni associate agli schemi di carico da traffico secondo quanto previsto dalla NTC08, cap. 5 Ponti. 6.1 Peso proprio. Il peso proprio è stato calcolato considerando l effettiva incidenza delle travi in acciaio come da modello di calcolo. A partire dal peso specifico dell acciaio e del cemento armato si è determinato il peso per unità di lunghezza dei singoli elementi strutturali. I carichi vengono ripartiti come nella realtà in termini di azioni agenti sulle traverse, fatta eccezione per i carichi direttamente agenti sulle travi principali. Peso proprio degli elementi strutturali e non strutturali: g1 G1trave = 58320,00 dan I pesi propri di travi e traverse vengono computaticon il loro effettivo valode dal modello di calcolo avendo impostato per ogni elemento l effettiva sezione trasversale. G1traverse = (0,0306 m 2 + 0,0104 m 2 ) x 10,60 m x 7850,00 dan/m 3 = 3.411,60 dan g1soletta = 0,25 m x 2500 dan/m 3 = 625 dan/m 2 considerando i cariquest ultimo pari ad un carico uniformemente distribuito lungo l asse longitudinale della singole traverse, tenuto conto del relativo interasse di 1,60 m, per cui si ha: G1soletta = 6.25,00 dan/m 2 x int-traverse = 1.000,00 dan/m Pag

13 6.2 Carichi permanenti. Per i carichi permanenti portati (pavimentazione stradale, marciapiedi, sicurvia, parapetti, attrezzature stradali, rinfianchi e simili) si considerano i carichi equivalenti distribuiti sulle singole traverse. Per la pavimentazione stradale si considera un pacchetto della sovrastruttura composto da strato di usura (spessore medio 3 cm), uno strato di collegamento tipo binder chiuso (spessore medio 7 cm) con il quale verrà sagomata la pendenza trasversale delle corsie, ed uno strato impermeabile tra i bitumi e la soletta in c.a.. Carichi permanenti portati (pavimentazione stradale, marciapiedi, sicurvia, parapetti): g2 g2marciapiede = 1 x (1,60 m x 0,25 m) x 2500 dan/m 3 = 1.000,00 dan/m g2permanenti su marciapiedi = 1 x 1,60 m x 100 dan/m 2 = 160,0 dan/m questi due carichi sommati e ripartiti sulla singola traversa equivalgono ad un carico uniformemente distribuito lungo l asse longitudinale di: G2marciapiede = (1.000,0 dan/m + 160,0 dan/m) / ntravi = 1.160,00 dan/m g2pavimentazione = (0,03 m + 0,07 m) x 1800 dan/m dan/m 2 = 210,0 dan/m 2 dovendo considerare successive stratificazioni della sovrastruttura si approssima quest ultimo valore a 300,0 dan/m 2 e si considera che insiste su una larghezza pari alla somma delle due corsie di 6,00 m. Lo stesso carico come per i marciapiedi, viene equamente distribuito su tutte le travi dell impalcato G2pavimentazione = (1,60 m x 300,0 dan/m 2 ) / ntravi = 480,00 dan/m consideriamo gli ulteriori carichi lato bordo impalcato rappresentati dalle barriere di sicurezza, dalle barriere antiproiezione. Questi vengono applicati come carichi concentrati sulle traverse nel caso delle barriere e come carichi distribuiti in auqnro agenti direttamente sull estradosso dell ala superiore della trave principale g2sicurvia = 1,60 m x 200 dan/m = 320 dan g2antiproiezione = 150 dan/m (barriera di sicurezza bordo impalcato) (barriera antiproiezione bordo impalcato) 6.3 Distorsioni Gli effetti del ritiro del calcestruzzo, delle variazioni termiche e della viscosità non producono azioni sulla struttura isostatica. 6.4 Azioni variabili - Azioni variabili da traffico. I carichi accidentali agenti sull impalcato sono definiti dal D.M secondo gli schemi di carico convenzionali disposti su corsie convenzionali posizionati in modo da produrre gli effetti più sfavorevoli ai fini della stabilità degli elementi dell impalcato (travi, soletta, traversi). Pag

14 Il numero delle colonne di carichi mobili da considerare nel calcolo dei ponti di 1 e 2 Categoria è quello massimo compatibile con la larghezza della carreggiata, comprese le eventuali banchine di rispetto e per sosta di emergenza, nonché gli eventuali marciapiedi non protetti e di altezza inferiore a 20 cm, tenuto conto che la larghezza di ingombro convenzionale è stabilita per ciascuna colonna in 3,00 m. In ogni caso il numero delle colonne non deve essere inferiore a 2, a meno che la larghezza della sede stradale sia inferiore a 5,40 m. 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, membratura o 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 NTC 2008): corsia n. 1 Carico asse Q ik : 300 kn Carico distribuito qik: 9,0 kn/m 2 corsia n. 2 Carico asse Qik : 200 kn Carico distribuito qik: 2,5 kn/m 2 corsia n. 3 Carico asse Qik : 100 kn Carico distribuito qik: 2,5 kn/m 2 Nel caso in esame, data la larghezza netta della sede stradale di W = 6,0 m, si considera una larghezza delle corsie convenzionali sulla carreggiata pari a 3,0 m ed il massimo numero intero possibile di tali corsie sulla stessa risulta pari a 2. Le corsie convenzionali dato il caso specifico sono disposte in modo da essere attigue l une alle altre, senza la possibilità che venga lasciato un margine tra loro come invece mostrato in figura (Figura NTC 08). Fig. 3 Estratto NTC08 p.to Esempio di numerazione delle corsie I carichi variabili da traffico sono definiti da 6 schemi di carico disposti su corsie convenzionali in funzione della larghezza della geometria del ponte Schemi di carico. Le azioni variabili da 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. 3 Pag

15 Estratto NTC08 p.to Schemi di carico. 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. Fig. 4 Estratto NTC08 p.to Schemi di carico - 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. 6.V. 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. Fig. 5 Estratto NTC08 p.to Schemi di carico Pag

16 - 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. - Schema di Carico 4: È costituito da un carico isolato da 10 kn con impronta quadrata di lato 10m. Si utilizza per verifiche locali su marciapiedi protetti da sicurvia e sulle passerelle pedonali. - Schema di Carico 5: È costituito dalla folla compatta, agente con intensità nominale, comprensiva degli effetti dinamici, di 5,0 kn/m 2. Il valore di combinazione è invece di 2,5 kn/m 2. Il carico folla deve essere applicato su tutte le zone significative della superficie di influenza, inclusa l area dello spartitraffico centrale, ove rilevante. Fig. 6 Modello F.E.M. Schama di carico n. 1: colonna di carico n Incremento dinamico dei carichi mobili dovuto ad azioni dinamiche (q2). L entità dei carichi mobili non deve essere maggiorata per tener conto degli effetti dinamici in quanto come ribadito dalla NTC08, i carichi mobili degli schemi precedenti includono gli effetti dinamici. Ove fosse ritenuto necessario, in corrispondenza di interruzioni della continuità strutturale della soletta, può essere necessario considerare un coefficiente dinamico addizionale q Azioni longitudinale di frenamento. La forza di frenamento q3 è funzione del carico verticale totale agente sulla corsia convenzionale n. 1 ed è uguale a: q3 = 0,6 x (2 x Qik) +0,1 x qik x w1 x L = Pag

17 q3 = 0,6 x (2 x 300,0 kn) +0,1 x 9,0 kn/m x 3,00 m x 39,40 m = 360 kn + 106,38 kn = 466,38 kn Questa è l azione longitudinale di frenamento o di accelerazione di competenza dell intero impalcato, utile al dimensionamento anche degli apparecchi di appoggio, ovvero nel caso della singola traversa corrispondono ad un azione orizzontale pari a: q3 traversa = (466,38 kn / n traverse) / 10,60 m = 176,85 dan/m 6.7 Azioni centrifuga. Gli effetti dell azione centrifuga non producono azioni sulla struttura in quanto priva di un raggio di curvatura significativo, ovvero R > 1500 m (NTC08 p.to ). 6.8 Azioni vento L azione del vento può essere convenzionalmente assimilata ad un carico orizzontale statico, diretto ortogonalmente all asse del ponte e/o diretto nelle direzioni più sfavorevoli per alcuni dei suoi elementi (ad es. le pile). Tale azione si considera agente sulla proiezione nel piano verticale delle superfici direttamente investite. L azione del vento può essere valutata come azione dinamica mediante una analisi dell interazione vento-struttura. La superficie dei carichi transitanti sul ponte esposta al vento si assimila ad una parete rettangolare continua dell altezza di 3 m a partire dal piano stradale. L azione del vento si può valutare come sopra specificato nei casi in cui essa non possa destare fenomeni dinamici nelle strutture del ponte o quando l orografia non possa dar luogo ad azioni anomale del vento. Il carico neve si considera non concomitante con i carichi da traffico, salvo che per ponti coperti. Si è assunta una pressione orizzontale pv = 1000 N/m 2 agente sulla superficie dei carichi transitanti sul ponte esposta al vento La superficie dei carichi transitanti sul ponte esposta al vento si assimila a parete rettangolare alta 3,00 m A = (1,30 +3,00) = 4,30 m q5 = N/m 2 x 4,30 m = 4,30 kn/m 6.9 Azioni sismiche. Per le azioni sismiche si devono rispettare le prescrizioni di cui al p.to 3.2 delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC08). Sempre il D.M. del 14 gennaio 2008 prescrive per la determinazione degli effetti di tali azioni si farà di regola riferimento alle sole masse corrispondenti ai pesi propri ed ai sovraccarichi permanenti, considerando nullo il valore quasi permanente delle masse corrispondenti ai carichi da traffico. Pag

18 In fase di relazione preliminare si esclude la verifica sismica dell impalcato essendo comunque le condizioni più gravose per le travi e per la soletta collaborante legate alla presenza dei carichi da traffico Resistenza parassite dei vincoli. Assumono significato nel calcolo delle pile, delle spalle, delle fondazioni, degli stessi apparecchi di appoggio e, se del caso, dell impalcato, si devono considerare le forze che derivano dalle resistenze parassite dei vincoli. Non risulta questa la fattispecie ricorrente per l impalcato in esame. Nel caso di appoggi in gomma dette forze andranno valutate sulla base delle caratteristiche dell appoggio e degli spostamenti previsti Urto dei veicoli in svio. Si riporta quanto previsto al p.to del NTC08: l altezza dei parapetti non potrà essere inferiore a 1,10 m. I parapetti devono essere calcolati in base ad un azione orizzontale di 1,5 kn/m applicata al corrimano. I sicurvia e gli elementi strutturali ai quali sono collegati devono essere dimensionati in funzione della classe di contenimento richiesta per l impiego specifico (vedi D.M n.2367). Se non diversamente indicato, la forza deve essere considerata distribuita su 0,50 m ed applicata ad una quota h, misurata dal piano viario, pari alla minore delle dimensioni h1, h2, dove h1 = (altezza della barriera - 0,10m), h2 = 1,00m. Nel progetto dell impalcato deve essere considerata una condizione di carico eccezionale nella quale alla forza orizzontale d urto su sicurvia si associa un carico verticale isolato sulla sede stradale costituito dal Secondo Schema di Carico, posizionato in adiacenza al sicurvia stesso e disposto nella posizione più gravosa. 7. Combinazione dei carichi. Le combinazioni di carico da considerare ai fini delle verifiche devono essere stabilite in modo da garantire la sicurezza in conformità a quanto prescritto al capitolo 2 delle nuove norme tecniche per le costruzioni (NTC08). Per quanto riguarda gli stati limite ultimi dovremo effettuare le seguenti verifiche: Combinazione fondamentale γ G1 G 1 + γ G 2 G 2 + γ P P + γ Q1 Q K1 + γ Q2 ψ 02 Q K 2 + γ Q3 ψ 03 Q K Ai fini della determinazione dei valori caratteristici delle azioni dovute al traffico, si dovranno considerare le seguenti combinazioni: Pag

19 Fig. 7 Estratto NTC08 p.to Valori caratteristici delle azioni dovute al traffico. Si arriva quindi a determinare le seguenti combinazioni di carico, con i coefficienti parziali di sicurezza γ e i coefficienti ψ ricavati rispettivamente dalle tabelle 5.1.V e 5.1.VI estratte dalle NTC08 al p.to , di seguito riportate. Combinazione 1 1,35 G 1 + 1,50 G 2 +1 P + 1,35 Q K1 (q 1_schema1) +1,35 0,40 Q K 2 (q 1_schema5) + 1,5 0,6 Q K 3 (q 5_vento) Combinazione 2a 1,35 G 1 +1,50 G 2 +1 P + 1,35 0,75 Q K1 (q 1_tandem)+1,35 0,40 Q K 2 (q 1_distribuito)+ 1,35 q 3 +1,5 0,40 Q K 3 (q 5_vento) Pag

20 Combinazione 2b 1,35 G +1,50 G +1 P + 1,35 0,75 Q (q 1 2 K1 1_tandem)+1,35 0,40 Q (q K 2 1_distribuito) +1,5 0,40 Q (q K 3 5_vento) Combinazione vento 1,35 G +1,50 G +1 P + 1,5 Q (q 1 2 K 3 5_vento) Fig. 8 Estratto NTC08 p.to Coeff. parziali di sicurezza per combinazioni agli SLU. Pag

21 Fig. 9 Estratto NTC08 p.to Coeff. per azioni variabili per ponti stradali e pedonali. Pag

22 8. Valutazione delle condizioni di carico più gravose. 8.1 Output modello di calcolo. Fig. 10 Modello F.E.M. Comb.SLU 1 Mmax Stress Total Fibre = Fig. 11 Modello F.E.M. Comb.SLU 1 Mmax M e T travi principali. Pag

23 Fig. 12 Modello F.E.M. Comb.SLU 2a Mmax Stress Total Fibre. Fig. 13 Modello F.E.M. Comb.SLU 2a Mmax M e T travi principali. Pag

24 Fig. 14 Modello F.E.M. Comb.SLU 2b Mmax Stress Total Fibre Fig. 15 Modello F.E.M. Comb.SLU 2b Mmax M e T travi principali. Pag

25 Risultati combinazioni di carico SLU più gravose per le sollecitazioni a momento flettente delle travi principali: 1. Combinazione SLU 1 Mmax: momenti crescenti lungo la trave principale (trave SX) più sollecitata dall appoggio alla sezione di mezzaria: Bending Moment 2 (N.m) Beam 161: End 1 0,0000 Sezione Appoggio Trave SX (H = 1800 mm) Beam 161: End ,6320 Beam 162: End ,7748 Beam 162: End ,5022 Beam 163: End ,6784 Beam 163: End ,1890 Beam 164: End ,0712 Beam 164: End ,0777 Beam 165: End ,2538 Beam 165: End ,4689 Beam 166: End ,1206 Beam 166: End ,5199 Beam 167: End ,3473 Beam 167: End ,7267 Beam 168: End ,3473 Beam 168: End ,4196 Beam 169: End ,0401 Beam 169: End ,8446 Beam 170: End ,7090 Beam 170: End ,2237 Beam 171: End ,9324 Beam 171: End ,6046 Beam 172: End ,3132 Beam 172: End ,1823 Beam 173: End ,8910 Beam 173: End ,9963 Beam 174: End ,2422 Beam 174: End ,4693 Beam 175: End ,1446 Beam 175: End ,6867 Beam 176: End ,3620 Beam 176: End ,2587 Beam 177: End ,9340 Beam 177: End ,2244 Beam 178: End ,8257 Beam 178: End ,5318 Beam 179: End ,4326 Beam 179: End ,2649 Beam 180: End ,1659 Beam 180: End ,1637 Beam 181: End ,0977 Beam 181: End ,6274 Beam 182: End ,4845 Beam 182: End ,7835 Beam 183: End ,2522 Beam 183: End ,1419 Beam 184: End ,4544 Beam 184: End ,3011 Beam 185: End ,6137 Beam 185: End ,1103 Pag

26 Beam 186: End ,7853 Beam 186: End ,2130 Beam 187: End ,5767 Beam 187: End ,0402 Beam 188: End ,4038 Beam 188: End ,5960 Beam 189: End ,9595 Beam 189: End ,5735 Beam 190: End ,4571 Beam 190: End ,4280 Beam 191: End ,2848 Beam 191: End ,7169 Beam 192: End ,5736 Beam 192: End ,1598 Beam 193: End ,0882 Beam 193: End ,8480 Beam 194: End ,2262 Beam 194: End ,6303 Beam 195: End ,0485 Beam 195: End ,3192 Beam 196: End ,1559 Beam 196: End ,3130 Beam 197: End ,7313 Beam 197: End ,7945 Beam 198: End ,1467 Beam 198: End ,9090 Beam 199: End ,7011 Beam 199: End ,0625 Beam 200: End ,8546 Beam 200: End ,1614 Beam 201: End ,9534 Beam 201: End ,5521 Beam 202: End ,9567 Beam 202: End ,1377 Beam 203: End ,9306 Beam 203: End ,7500 Beam 204: End ,7500 Beam 204: End ,8809 Beam 205: End ,6739 Beam 205: End ,7896 Beam 206: End ,5551 Max Momento Positivo Trave SX (H = 2800 mm) Beam 206: End ,3634 Beam 207: End ,6188 Beam 207: End ,7585 Beam 208: End ,7585 Beam 208: End ,9026 Beam 209: End ,9026 Beam 209: End ,0510 Sezione Di Mezzeria Trave SX (H = 2800 mm) Momento resistente sezioni più sollecitate: La sezione soggetta al massimo momento sollecitante nella combinazione di calcolo più gravosa per le sollecitazioni flessionali lungo la trave di bordo ha u altezza di 2800 mm, e presenta le caratteristiche riportate nella tabella a seguire. Di fatto rispetto alle sollecitazioni flessionali la classe della sezione è la classe n. 2 per cui il Momento resistente di Calcolo a flessione retta viene calcolato come da p.to delle NTC08. Pag

27 MM cc,rrrr = MM pppp,rrrr = WW pppp ff yykk γγ MM0 Nel caso specifico Mc.Rd = mm 3 x 335 N/mm 2 /1,05 x 1/1000 = ,00 Nm Doveno essere MEd < MRd la verifica preliminare è soddisfatta. Pag