Carichi termici (UNI ENV 1991-2-5, Sezione 6)

Il ponte è esposto ad effetti climatici giornalieri e stagionali e per tanto le azioni termiche andranno considerate.Tali azioni sono modellate con una componente di temperatura uniforme e una componente di temperatura variabile linearmente.A sua volta la componente variabile linearmente si suddivide in una componente verticale ed in una orizzontale.

Componente uniforme della temperatura

La componente di temperatura uniforme dipende dalla massima e dalla minima temperatura effettiva alla quale il ponte è sottoposto.Le temperature effettive sono derivate dalle isoterme della minima e della massima temperatura dell’aria all’ombra di seguito graficate:

Dalla localizzazione geografica del sito di costruzione si ricavano i seguenti valori di temperatura dell’aria all’ombra:

Tmax = 28 °C Tmin = -8 °C

La temperatura effettiva probabile T0 (che coincide con la temperatura alla quale si trova il ponte al momento in cui viene vincolato) è presa pari a 10 °C, in assenza di valori specifici forniti dalla norma (UNI ENV 1991-2-5, Appendice A).Il ponte in questione rientra nelle sovrastrutture facenti parte del Gruppo 2, che coincide con la categoria degli impalcati di calcestruzzo su profili di acciaio scatolari (cfr. Par. 6.1.1 della norma).Tale classificazione è giustificata nonostante la sezione non sia, in corrispondenza dei marciapiedi, strutturalmente composita (elementi in acciaio a piastra ortotropa), in quanto i diversi materiali presentano il medesimo coefficiente di dilatazione lineare (αT = 12x10-6 °C-1).Le massime e minime temperature effettive sono ricavate dalla Tabella al Par. 6.1.3.1 della norma, che viene qui riportata per completezza.

Si ricavano i valori delle temperature effettive:

Te,max = 33 °C Te,min = -3,3 °C

La variazione della componente uniforme di temperatura sarà quindi:

TΔ u = Te,max – Te,min = TΔ N,exp + TΔ N,con= 36,3 °C

dove:

TΔ N,exp = Te,max – T0 = 33 °C – 10 °C= 23 °C , è il valore caratteristico dell’intervallo massimo della temperatura effettiva impiegato per analizzare le dilatazioni del ponte;

TΔ N,con= T0 – Te,min = 10 °C – (– 3,3 °C) = 13,3 °C, è il valore caratteristico dell’intervallo massimo della temperatura effettiva impiegato per analizzare le contrazioni del ponte.

Componente lineare della temperatura (verticale)

Con riferimento alla Prospetto 6.1 si ricavano i valori caratteristici delle differenze lineari di temperatura (Gruppo 2, ponti ferroviari con spessore della superficie di 50 mm):

TΔ M,heat = 15 °C (superficie superiore più calda di quella inferiore)

TΔ M,cool = 18 °C (superficie inferiore più calda di quella superiore)

Poiché lo spessore della superficie differisce da quello a cui corrispondono i valori di differenze di temperatura sopra indicati , questi dovranno essere moltiplicati per i coefficienti ksur,heat e ksur,cool ,

rispettivamente se la superficie superiore della sovrastruttura è più o meno calda di quella all’intradosso. Lo spessore di superficie a cui ci si riferisce è di 400 mm.Dal Prospetto 6.2 (colonna relativa ai ponti in acciaio), mediante interpolazione lineare, si ricavano i seguenti valori:

ksur,heat = 0,917 ksur,cool = 1,083

Le differenze lineari di temperatura definitive saranno dunque:

TΔ M,heat = 0,917 x (15 °C) = 13,8 °C

TΔ M,cool = 1,083 x (18 °C) = 19,5 °C

Componente uniforme della temperatura da applicare per il progetto dei giunti di espansione

TΔ N,exp = Te,max – T0 + 20°C = 43 °C , massimo intervallo della temperatura effettiva positiva;

TΔ N,con= T0 – Te,min + 20°C = 33,3 °C, massimo intervallo della temperatura effettiva negativa

L’intervallo completo della temperatura effettiva del ponte è, dunque, di 76,3° C.