Il Ponte Di San Mango. Un Esempio Di Applicativo Di Lastre Tralicciate Autoportanti

7/24/2019 Il Ponte Di San Mango. Un Esempio Di Applicativo Di Lastre Tralicciate Autoportanti

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IL PONTE DI SAN MANGO

UN ESEMPIO DI APPLICATIVO DI LASTRE TRALICCIATE AUTOPORTANTI

Ufficio Tecnico Ferriere Nord (Gruppo Pittini)

Un'applicazione rilevante di lastre autoportanti si ha nella realizzazione degli impalcati da

ponte, laddove sia le dimensioni che le altezze dell'impalcato renderebbero piuttosto difficile

la messa in opera di sostegni nella fase di costruzione.

Generalmente si tratta di sistemi composti con le travi in acciaio o in c.a.p. e l'impalcato in

cemento armato. La soletta viene fatta collaborare in fase di esercizio con le travi tramite dei

connettori (pioli nel caso di travi in acciaio o staffe emergenti nel caso di travi in c.a.p.).

L'impalcato di solito ha uno sbalzo laterale, a destra e sinistra delle travi del ponte, che

solitamente varia da 1,5 a 2,5m. Sia la soletta a sbalzo che le parti interasse delle travi delponte sono realizzate con l'impiego di lastre tralicciate caratterizzate da tralicci autoportanti

tipo "Baustrada" i cui correnti longitudinali hanno diametri di 8-10-12-14 -16 mm. e le staffe

diametri di 6-7.2-8-10 mm. Il rapporto tra il diametro delle staffe e quello dei correnti, come

stabilito dal D.M. del 1996 sulle costruzioni in c.a., non deve essere inferiore a 0,6, per

garantire una buona saldatura, altrimenti a livello del diametro minore si crea una struttura

cristallina a grana grossa con una inaccettabile riduzione delle caratteristiche meccaniche. La

staffatura, in questo modo, trasferisce meglio gli sforzi tra biella compressa e biella tesa, con

pi rigidezza dell'intera struttura e meno deformazione nella fase di autoportanza.

Prima di realizzare le lastre tralicciate necessario eseguire un calcolo strutturale per

identificare il numero di tralicci necessari per sostenere la fase di getto prima della

maturazione del calcestruzzo (autoportanza).

Ai procedimenti teorici di calcolo bene che il produttore associ delle prove di laboratorio sulastre tralicciate con luci e carichi il pi possibile rappresentativi. Tali prove permettono di

conoscere il reale comportamento del traliccio e quindi di eseguire un calcolo in autoportanza

corretto e pi vicino alla realt.

Dai diagrammi ricavati dalle prove di laboratorio, si rileva che la capacit portante di un

traliccio a parit di altre condizioni aumenta con l'aumentare della dimensione delle staffe e

del corrente superiore o con l'aumentare della sua altezza, mentre meno prevedibile

l'indicazione sul carico di collasso a taglio che rimane costante all'aumentare dell'altezza del

traliccio.

Nella fase transitoria di autoportanza le lastre tralicciate presentano nella zona di campata il

corrente superiore compresso i correnti inferiori tesi e le staffe alternativamente tese e

compresse, mentre nello sbalzo i correnti superiori sono tesi e quelli inferiori compressi e

quindi soggetti ad instabilit elastica per la mancanza di calcestruzzo nella fascia deiconnettori; qualora necessario questi possono essere integrati da barre opportunamente

posizionate nella soletta.

E' importante verificare che il taglio in corrispondenza degli appoggi sia assorbito dalle staffe;

perch questo avvenga oltre ad una progettazione opportuna necessario assicurarsi che le

saldature fra correnti inferiori e staffe siano integre in corrispondenza dell'appoggio. Accade

spesso infatti che, erroneamente, il traliccio, le cui staffe presentano un passo definito,

vengano tagliate per raggiungere le luce desiderata.

Se l'impalcato presenta gli sbalzi laterali spesso necessario che il getto dell'impalcato

avvenga in due fasi, dapprima gettando le campate (zona di soletta tra le travi del ponte) e

una parte dello sbalzo opportunamente dimensionata; in un secondo tempo, quando la

resistenza sufficiente (almeno Rck 250 Kg/cm2) viene gettata la restante parte dello

sbalzo, previo posizionamento della veletta laterale.Questo permette di ridurre le sollecitazioni e quindi il numero di tralicci che prosegue dalla

campata all'estremit dello sbalzo, nel rispetto dei vincoli esistenti, come ad esempio la

distribuzione dei connettori.

Di seguito si illustra come viene eseguito il calcolo in autoportanza in due fasi (coincidenti

con le fasi getto) in corrispondenza di uno sbalzo:

1a Fase: serve per calcolare la massima lunghezza del getto lungo lo sbalzo:

- si parte dai dati dimensionali, dal peso proprio e dai sovraccarichi dovuti

ai mezzi;

- si calcola la tensione di trazione nei correnti superiori;

- si calcola la compressione nei correnti inferiori, i quali possono andare in

instabilit per carico di punta (quando la snellezza maggiore a 250 si

possono inserire dei ferri aggiuntivi opportunamente ancorati) nella parte della lastra dove stato interrotto il getto; per questo motivo si inserisce

in questa fase anche il dato della lunghezza libera di inflessione;

- si calcola la compressione nelle staffe;


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2a Fase: serve per calcolare la fase conclusiva del getto:

- ai dati dimensionali di cui sopra si inserisce il peso del carico concentrato

dovuto alla veletta che viene aggiunta a questo punto dell'opera;

- si calcola la tensione di trazione nei correnti superiori, tenendo conto che

la luce di sbalzo in questo caso inferiore e che il traliccio risulta essere

ora incastrato l dove finisce il getto di prima fase;

- si calcola la compressione nelle staffe; in questo caso i correnti inferiori

non sono soggetti ad instabilit in quanto sono completamente annegati

nella lastra.

Un'applicazione interessante quella relativa al Ponte di San Mango (in provincia di Avellino).

Fig.1 Ponte di S. Mango (Avellino)Si tratta di un ponte autostradale a cassone, continuo su pi campate, realizzato in struttura

mista acciaio-calcestruzzo, di superficie pari a 40.000m circa.

La struttura portante un unico cassone a sezione trapezia realizzato in acciaio COR-TEN (Fe

430), con una soletta di 30cm di spessore, costruita utilizzando lastre tralicciate autoportanti

aventi larghezza di 1,20m, una lunghezza pari a met larghezza dell'impalcato (~6,50m) ed

uno spessore pari a 5,0cm.

Le lastre in calcestruzzo presentano una interruzione della parte in calcestruzzo, in

corrispondenza degli appoggi con la trave principale per la presenza dei pioli "Nelson".

La posa in opera dell'armatura risultata facilitata in quanto tutta l'armatura necessaria per

assorbire i momenti positivi dell'impalcato contenuta nella lastra.

Sezione del Viadotto

Fig.2 Sezione trasversale dell'impalcato del ponte di S.Mango

Fasi costruttive

1. Posizionamento delle lastre tralicciate sulla struttura portante in acciaio COR-

TEN;2. Posizionamento dell'armatura secondaria di ripartizione e di quella al negativo;

3. Prima fase di getto del calcestruzzo: vengono gettate le campate e una parte

dello sbalzo opportunamente definita in fase di calcolo;

4. Seconda fase di getto del calcestruzzo: viene gettata la parte degli sbalzi


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restante dopo aver posizionato la veletta prefabbricata e dopo che il

calcestruzzo ha raggiunto una resistenza di almeno 250 daN/cm.

In tutte le fasi di getto bene evitare accumuli di calcestruzzo.

Per assorbire i forti momenti negativi dell'impalcato in fase di esercizio stata inoltre

realizzata una precompressione sia trasversale che longitudinale.

Fig.3 Posa delle lastre tralicciate

Di seguito si fornisce il calcolo in autoportanza realizzato per l'impalcato del ponte di San

Mango. Il calcolo viene eseuguito considerando il traliccio come una struttura reticolare in

acciaio soggetta al peso proprio del getto del calcestruzzo e ad un carico accidentale che

tiene conto dei mezzi d'opera.

Calcolo in fase di autoportanza

Caratteristiche geometriche dei materiali:

largh.lastra = 120cm

Altezza impalcato = 6+24cm

Tralicci tipo Baustrada HD Pittini 12 / 12 / 8 H = 24cm (a = 71, b = 6)

Fig.4 Traliccio elettrosaldato Baustrada HD Pittini

Si prevedono N=4 tralicci Baustrada HD Pittini 12/12/8 h=24 che corrono lungo tutta la

lastra in oggetto in continuit dallo sbalzo all'appoggio opposto della campata, senza

interrompersi in corrispondenza dei pioli emergenti.

Si prevede inoltre di inserire nella lastra una rete elettrosaldata di confezione Pittini di tipo HD

520L per una migliore ripartizione degli sforzi e antifessurativa.

Le reti ed i tralicci, oltre che tutte le armature aggiuntive, sono in acciaio FeB44k ad alta

duttilit in quanto rispettano i rapporti fy/fyk < 1,35 e (ft/fy)medio > 1,13

Fig.5 sezione A-A e B-B


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Analisi dei carichi:

Peso proprio impalcato: 2500daN/cm x 0,30m x 1,20m = 900 daN/m

Sovraccarichi mezzi d'opera: 100 daN/m x 1,20m = 120 daN/m

1020 daN/m

Campata

Luce di calcolo = 330 cm (Luce netta 325cm)

Si prevedono N.4 tralicci

Sollecitazioni:

Mcampata= 1389 daNm/120

T = 2104 daN/120

N = Mcampata/hut = 6200 daN/120

dove:hut = H-(0,4+fsup/2+finf/2) = 22,4cm

H = altezza totale traliccio = 24cm

finf = diametro barra inferiore traliccio = 12mm

fsup= diametro barra superiore traliccio = 12mm

Verifica a compressione correnti superiori:

s = w x N / Atot = 1,53 x 6200 / 1,13 x 4 = 2099 daN/cm < 2600 daN/cm

l = Lo / r = 20 / 0,3 = 67 (snellezza) w = 1,53 (il coeff. w viene ricavato

dalle norme DIN 4114 riferite ai tondi

realizzati con acciaio St52)

dove:

Lo = b x L = 20cm (lunghezza libera di inflessione)

b = 1 (coeff. di riduzione)

L = 20cm (luce passo delle staffe)

r = 0,3cm (raggio d'inerzia)

Verifica a trazione correnti inferiori:

s = N / Atot= 6200 / 1,13 x 4 = 685 daN/cm < 2600 daN/cm

Verifica a compressione staffe:

s = w x S / Atot= 3,12 x 1118 / 0,5 x 4 = 1744 daN/cm

S = T / ( 2 x senax cosb) = 1118 daN/120

l = Lo/ r = 22,36 / 0,2 = 111 (snellezza) w = 3,12

dove:

Lo= b x Lstaffe = 22,36cm (lunghezza libera di inflessione)

b = 0,9 (coeff. di riduzione)

Lstaffe= ((p/2) + b + hut)1/2 = 24,85cm (lunghezza staffa)

p = 20cm (passo)

b = B/2 - (finf+ fst/2) = 4cm

B = 10cm (larghezza totale della base del traliccio)


Sbalzo

Il getto di completamento dell'impalcato deve essere effettuato in due fasi distinte:

1a Fase: getto delle zone soprastanti le campate e dello sbalzo per un tratto pari a

50 cm. (da filo appoggio).

2a Fase: completamento del getto nello sbalzo dopo aver posizionato le velette.

Tra i correnti inferiori dei tralicci che proseguono nello sbalzo, in corrispondenza della fascia

senza calcestruzzo (asola max 100cm), andrebbe posta una barra almeno del diametro 18

mm, centrata sull'appoggio e ben ancorata nella lastra. Siccome in campata sono necessari

4f20, questi vengono fatti proseguire fino all'estramit opposta dello sbalzo, e quindi possono

essere utilizzati per assorbire la compressione della fase transitoria di getto.

1a Fase

Luce di calcolo = 60 cm (Luce netta 50cm)


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Sollecitazioni:

Msbalzo, 1fase = -411 daNm

Tsbalzo, 1fase = 810 daNm

N = Msbalzo/hut= 1836 daN/120

dove:

hut

= 22,4cm

Verifica a trazione correnti superiori:

s = N / Atot= 1836 / 1,13 x 4 = 406 daN/cm < 2600 daN/cm

Verifica a compressione nelle barre aggiunte inferiori:

(i correnti inferiori soggetti al carico di punta non sono in grado di sopportare lo sforzo di

compressione senza instabilizzarsi)

s = w x N / Atot= 10,13 x 1836 / 3,14 x 4 = 1480 daN/cm < 2600 daN/cm

l= Lo/ r = 100 / 0,5 = 200 (snellezza) w = 10,13

dove:

Lo= b x L = 100cm (lunghezza libera di inflessione)

b = 1 (coeff. di riduzione)

L = 100cm (luce porzione senza calcestruzzo)



s = w x S / Atot= 3,12 x 430 / 0,5 x 4 = 670 daN/cm


l = Lo/ r = 22,36 / 0,2 = 111 (snellezza) w = 3,12

dove:



Lstaffe = ((p/2) + b + hut)1/2 = 24,85cm (lunghezza staffa)

p = 20cm (passo delle staffe)

b = B/2 - (finf+ fst/2) = 4cm



2a Fase

Il getto della seconda fase deve essere effettuato dopo che il calcestruzzo della fase

precedente ha raggiunto una resistenza superiore a 250 kg/cm.

Oltre al peso proprio dell'impalcato e ai carichi accidentali dei mezzi d'opera necessario

considerare un carico concentrato in corrispondenza dell'estremit dello sbalzo che tiene

conto del peso della veletta prefabbricata di 150daN/120

Luce di calcolo = 120 cm (Luce netta 110cm) Si considera come incastro della parte restante

dello sbalzo la sezione in corrispondenza al getto maturato.

Sollecitazioni:

Msbalzo, 2fase = -914 daNm

Tsbalzo, 2fase= 1374 daNm

N = Msbalzo/hut = 4080 daN/120

dove:

hut = 22,4cm

Verifica a trazione correnti superiori:

s = N / Atot = 4080 / 1,13 x 4 = 902 daN/cm < 2600 daN/cm


s = w x S / Atot = 3,12 x 732 / 0,5 x 4 = 1140 daN/cm


l = Lo/ r = 22,36 / 0,2 = (snellezza) w= 3,12

dove:



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