LRE.3.1 - Relazione Tecnica Illustrativa...PROGETTISTA PROF. ING. RAFFAELE POLUZZI CODIFICA...

PROGETTISTA PROF. ING. RAFFAELE POLUZZI

COMMITTENTE PROVINCIA DI RAVENNA

Via Cristoni 14, 40033 Casalecchio di Reno (Bologna) Tel. 051.572737 – Fax. 051.6137420 – Email [email protected]

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LRE.3.1 - RELAZIONE TECNICA ILLUSTRATIVA.DOC

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1

0 19/11/2010 EMISSIONE FRABBI POLUZZI POLUZZI

REV. DATA DESCRIZIONE REDATTO CONTROLLATO APPROVATO

RAZIONALIZZAZIONE E MESSA IN SICUREZZA CON

ELIMINAZIONE PUNTI CRITICI LUNGO LA

EX S.S. 253 SAN VITALE, TRATTO RUSSI - LUGO

1° LOTTO

Assessore ai LL.PP. - Viabilità

Secondo ValgimigliPresidente della Provincia

Claudio Casadio

Tavola/Elaborato

QUESTA TAVOLA E' DI PROPRIETA' ESCLUSIVA DELLA PROVINCIA DI RAVENNA ED E' POSTA SOTTO LA TUTELA DELLA LEGGE; E' PROIBITA LA RIPRODUZIONE ANCHE PARZIALE E LA CESSIONE A TERZI SENZA L'AUTORIZZAZIONE SCRITTA.

PROVINCIA DI

RAVENNA

Data

Scala

OGGETTO TAVOLA:

SETTORE LAVORI PUBBLICI

PROGETTO ESECUTIVO

Dirigente del Settore Lavori Pubblici: Dott. Ing. Valentino Natali .............................................

Responsabile Unico del Procedimento: Dott. Ing. Chiara Bentini . ......................................... .

Progettista: Prof. Ing. Raffaele Poluzzi .............................................

LRE.3.1

PONTE ALBERGONE SUL FIUME LAMONE Relazione tecnico illustrativa

23/10/2012


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INDICE

1 INTRODUZIONE 4

1.1 ASPETTI GENERALI 4

1.2 METODO DI CALCOLO 10

1.2.1 CRITERI E DEFINIZIONE DELL’AZIONE SISMICA 10

1.2.2 COMBINAZIONI DI CARICO 14

1.2.3 SISTEMA DI VINCOLAMENTO 18

1.2.4 VALUTAZIONE DELLE SPINTE DEL TERRENO 19

1.2.5 VERIFICHE DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI 19

2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO 22

2.1 OPERE IN C.A. E ACCIAIO 22

2.2 PRINCIAPLI NORME UNI 22

2.3 PRINCIPALI ISTRUZIONI CNR 23

3 CARATTERISTICHE DEI MATERIALI 24

3.1 TABELLA RIASSUNTIVA CLASSI DI ESPOSIZIONE SECONDO

NORMATIVA UNI EN 206-1 24

3.2 PARAMETRI DI IDENTIFICAZIONE PER LA VERIFICA A

FESSURAZIONE 25

3.3 CALCESTRUZZO PER OPERE ESISTENTI 25

3.4 CALCESTRUZZO PER OPERE DI NUOVA COSTRUZIONE 26

3.4.1 FONDAZIONE ED ELEVAZIONE SPALLE 26

3.4.2 ELEVAZIONE IMPALCATO - SOLETTA 26

3.4.3 ELEVAZIONE IMPALCATO – TRAVERSI 26

3.5 ACCIAIO PER CEMENTO ARMATO 27

3.5.1 ACCIAIO IN BARRE TONDE LISCE - ESISTENTE 27

3.5.2 ACCIAIO IN BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA – STRUTTURE NUOVE 27

3.1 ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA 27

3.2 ACCIAIO PER TIRANTI 28

3.3 ACCIAIO PER BARRE DYWIDAG 28

3.4 MATERIALI FIBRORINFORZATI (CARBONIO) 28


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3.5 COPRIFERRI 29

4 CODICI DI CALCOLO 30

4.1 SAP 2000 30

4.2 ENG - SIGMAC 32

4.3 VCASLU (PROF. GELFI) 33

5 GEOMETRIA DELLA STRUTTURA 34

6 CALCOLO DELLA STRUTTURA 36

7 FASI REALIZZATIVE 37


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1 INTRODUZIONE

1.1 ASPETTI GENERALI

Il ponte si colloca ad un paio di chilometri dal centro di Bagnacavallo, in direzione Ravenna e

successivamente allo scavalco della Superstrada, ex raccordo Autostradale di Ravenna.

E’ un ponte a tre campate di luci: m 19,00+23,00+19,00 per un totale di 61 metri (fra gli appoggi sulla

spalla). Lo schema strutturale è di tipo Gerber con travata centrale lunga ciascuna m 14, essa appoggia sugli

sbalzi che le travate laterali prolungano dalle pile. L’impalcato è largo m 9,00 (f.t.) di cui m 8,40 disponibile

per il traffico compresi fra i guard rail applicati assai prossimi ai bordi dagli sbalzi di soletta. Il ponte

presenta una forte obliquità pari a 39°.

Dal punto di vista strutturale, (il ponte è stato costruito o ricostruito intorno al 1950) presenta un impalcato

composto da cinque travi di cemento armato normale di altezza leggermente variabile pari a cm 135 presso le

mezzerie, comprensiva dello spessore di 17 cm della soletta; l’altezza si incrementa fino a cm 180 sugli

appoggi intermedi (pile) ove è presente anche una parziale “controsoletta”. Gli sbalzi delle travi laterali verso

il centro ove si colloca la “trave tampone” sono di m 4,50; il giunto “Gerber” è un normale giunto a seggiola

che ovviamente (come nella generalità delle analoghe situazioni) manifesta problemi di degrado.

Le pile sono di cemento armato, costituite da cinque pilastri verticali in corrispondenza delle sovrastanti

travi; presentano raccordi semicircolari a monte e a valle, inoltre gli spazi compresi fra le pilastrate sono

“chiusi” da solettine di C.A. di spessore approssimativo cm 10 come è stato possibile rilevare con saggio

effettuato sulla pila in destra, saggio finalizzato ad una migliore conoscenza della struttura della pila.

Similmente le spalle sono del tipo a “costoloni”; presentano in sommità solette di collegamento dei

costoloni: soletta verticale a svolgere il ruolo di paraghiaia, orizzontale come elemento di collegamento alla

quota degli appoggi, ancora soletta verticale a parare il terreno di riempimento; al di sotto di una quota

prudenziale la spalla comunque risulta “passante”.

Pile e spalle sono fondate su pali ottagonali inscritti in un cerchi di diametro cm 35 (e lunghezza m 10), come

risulta dai disegni di epoca e da documentazione tecnica sulla infissione dei pali per battitura.

La documentazione grafica in possesso alla Provincia di Ravenna riporta le geometrie delle strutture e le

armature dell’impalcato, non sono invece note le armature di pile e spalle.

Il manufatto richiede manutenzione straordinaria in particolare presso i “giunti Gerber” e in alcune altre

posizioni è manifesto un certo degrado; si richiede altresì un adeguamento nel sistema di vincoli in ordine

alle più recenti disposizioni in materia sismica e di schemi di carico da traffico.

Gli interventi previsti nel presente progetto seguono lo spirito delle recenti “Norme tecniche sulle

Costruzioni” (D.M. 14/01/2008): ponte stradale di I^ categoria- classe d’uso III (ponti e reti ferroviarie la

cui interruzione provochi situazioni d’emergenza) - vita nominale Vn ≥50 anni.

Non è stato possibile ottenere un “adeguamento” sismico delle strutture esistenti sia per via della carenza di

portanza dei pali battuti esistenti che per l’impossibilità di modificare staffature o addirittura armature lisce

che la normativa richiederebbe invece “ad aderenza migliorata”. In riferimento agli interventi in progetto


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sulla spalla e sull’impalcato quindi si è optato per un adeguamento strutturale relativamente ai carichi mobili

e accidentali per ponti, come previsto dalla normativa vigente, mentre per la condizione sismica si è valutata

la massima accelerazione sopportata dalla struttura così migliorata calcolandone anche il corrispondente

periodo di ritorno.

Infine il ponte è stato adeguato relativamente alla normativa sulle barriere di sicurezza (classe H2 b.p.).

L’obiettivo di miglioramento sismico della struttura è stato perseguito unitamente a quello di risolvere ed

eliminare i problemi di degrado delle zone dei giunti Gerber: si prevede di rendere continue le travate presso

tali giunti con applicazione di armature integrative, di acciaio in estradosso e di carbonio in intradosso per gli

aspetti flessionali, oltre a benefici localizzati per gli sforzi di taglio.

Nello specifico si osserva che attualmente sulla soletta di cemento armato (spessore cm 17) appoggia una

massicciata inerte di spessore variabile per la configurazione a “schiena d’asino”, spessore che raggiunge i

cm 30 al centro. Senza modificare la livelletta stradale è possibile ingrossare la soletta e con tale ringrosso si

ottiene inoltre di incrementare le armature metalliche “al negativo” maggiorando anche il “braccio della

coppia interna” delle travi. Quanto ai rinforzi in intradosso e per la chiusura delle cerniere Gerber e per

modesti incrementi di armatura corrente specie nelle zone prossime alla mezzeria, si prevede di intervenire

con l’applicazione di fibre di carbonio solidarizzate tramite resine epossidiche; con tale tecnica è possibile

anche migliorare l’armatura a taglio in genere carente come staffatura, ma cospicuamente presente come ferri

sagomati.

Particolare attenzione sarà rivolta all’attuale funzionamento della doppia seggiola Gerber che, pure in un

instaurato regime di continuità per la flessione deve continuare a riportare il taglio della trave “portata” alla

mensola portante: l’esame dei disegni d’epoca mostrano una buona quantità di armature presenti specie come

ferri sagomati nella “seggiola” e nella “controseggiola”, tuttavia è prudente prevedere un ulteriore contributo

ottenibile con un sistema di appensione tramite barre “Dywidag” e rinforzi traversi della campata appoggita

per il contrasto delle barre stesse.

Il sopra descritto allargamento dell’impalcato del ponte rende necessaria la realizzazione di modesti raccordi

delle rampe di accesso al ponte stesso all’attuale sede stradale corrente che si concretizzano in una minima

modifica dell’esistente raccordo alle sommità arginali del fiume Lamone nonché il rinforzo e l’allargamento

delle strutture delle spalle.

In particolare l’intervento sulle spalle consiste nella realizzazione di un “ringrosso” verticale (di altezza

2.00m e spessore 0.60m) ubicato in aderenza alla veletta anteriore dell’attuale spalla, che si contrasta sugli

allargamenti spalla in progetto e localmente fissato ai 5 “rostri” esistenti: la trave in progetto ha lo scopo di

far collaborare le porzioni di spalla in progetto, fondate su micropali di lunghezza 17.0m e contrastate da

n.3+3 tiranti a 3 trefoli (0.6”) e lunghezza 20.0m. La disposizione in pianta dei tiranti, obliqua o parallela

all’asse tracciamento, consenti di assorbire il contributo sismico longitudinale e trasversale, oltre che la

spinta della terra.

Per quanto riguarda la struttura delle pile non si prevede alcun intervento se non l’eventuale ripristino delle

porzioni ammalorate.


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Il sistema di vincolamento esistente sarà parzialmente sostituito: nello specifico gli appoggi in

corrispondenza delle pile rimarranno gli stessi, mentre quelli in corrispondenza della spalle saranno sostituiti

con n.5 appoggi multidirezionali. Le spalle vengono inoltre predisposte anche per essere sede di una coppia

di Shock Trasmitter (per spalla) aventi lo scopo di assorbire la sollecitazione sismica longitudinale

dell’impalcato, contrastati ad esso mediante un apposito telaio ubicato tra la prima coppia di travi in esterno.

Il sisma trasversale sarà invece assorbito da un apposito elemento in c.a. (spessore 0.80m) che spiccando

dalla spalla in progetto (sia a monte, sia a valle) contrasta sul “prolungamento” di traverso di spalla mediante

l’interposiszione di una lamina in neoprene fra i due elementi.

Si precisa infine che gli interventi sopra descritti, in conformità a quanto illustrato nell’elaborato grafico

“Corografia e planimetria su mappa catastale”, si sviluppano interamente in aree demaniali.

Riassumendo, si interverrà procedendo all’allargamento della soletta d’impalcato al fine di ottenere una

larghezza dell’impalcato di m 10.00 e una carreggiata di m 8.80 netti. Saranno ripristinate e rinforzate le

strutture ammalorate, si installeranno nuove barriere di sicurezza, e guard rail, nuovi giunti ed appoggi, si

realizzeranno nuove pavimentazioni e segnaletica.

Figura 1.1 Vista planimetrica dell’esistente


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Figura 1.2 Vista d’insieme dell’esistente da monte

Figura 1.3 Vista d’insieme dell’esistente lato Bagnacavallo


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Figura 1.4 Dettaglio pila esistente da valle

Figura 1.5 Dettaglio spalla esistente lato Bagnacavallo


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Figura 1.6 Dettaglio cerniera Gerber


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1.2 METODO DI CALCOLO

La sicurezza strutturale è verificata tramite il metodo semiprobabilistico agli stati limite, applicando il

DM14/01/2008 “Norme Tecniche per le costruzioni” e relative Istruzioni.

In particolare viene verificata la sicurezza sia nei confronti degli stati limite ultimi (SLU) sia nei confronti

degli stati limite di esercizio (SLE).

1.2.1 CRITERI E DEFINIZIONE DELL’AZIONE SISMICA

L’effetto dell’azione sismica di progetto sull’opera nel suo complesso, includendo il volume significativo di

terreno, la struttura di fondazione, gli elementi strutturali e non, nonché gli impianti, deve rispettare gli stati

limite ultimi e di esercizio definiti al § 3.2.1, i cui requisiti di sicurezza sono indicati nel § 7.1 della norma.

Il rispetto degli stati limite si considera conseguito quando:

• nei confronti degli stati limite di esercizio siano rispettate le verifiche relative al solo Stato Limite di

Danno;

• nei confronti degli stati limite ultimi siano rispettate le indicazioni progettuali e costruttive riportate

nel § 7 e siano soddisfatte le verifiche relative al solo Stato Limite di Salvaguardia della Vita.

Per Stato Limite di Danno (SLD) s’intende che l’opera, nel suo complesso, a seguito del terremoto,

includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione,

subisce danni tali da non provocare rischi agli utenti e non compromette significativamente la capacità di

resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali e orizzontali. Lo stato limite di esercizio comporta

la verifica delle tensioni di lavoro, come riportato al § 4.1.2.2.5.

Per Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV) si intende che l’opera a seguito del terremoto subisce

rotture e crolli dei componenti non strutturali e impiantistici e significativi danni di componenti strutturali,

cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali (creazione di

cerniere plastiche secondo il criterio della gerarchia delle resistenze), mantenendo ancora un margine di

sicurezza (resistenza e rigidezza) nei confronti delle azioni verticali.

Gli stati limite, sia di esercizio sia ultimi, sono individuati riferendosi alle prestazioni che l’opera a

realizzarsi deve assolvere durante un evento sismico; nel caso di specie per la funzione che l’opera deve

espletare nella sua vita utile, è significativo calcolare lo Stato Limite di Danno (SLD) per l’esercizio e lo

Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV) per lo stato limite ultimo.

IMPALCATO

Data la geometria del ponte (rettilineo) si può trascurare l’analisi sismica in direzione longitudinale, mentre

per la direzione trasversale si applica il criterio di gerarchia delle resistenze; in particolare, in sommità della

generica pila i si ha una sollecitazione di taglio data da:

nella quale VE,i è il valore dello sforzo di taglio ottenuto dall’analisi, ME,i il corrispondente momento flettente

alla base della pila, ed MRd,i l’effettivo momento resistente alla base della pila.


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Il ponte in oggetto ricade in zona sismica 2, da cui bisogna considerare la componente sismica verticale con

fattore di struttura q=1.0 (vedasi § 7.9.5.3)

Per quanto riguarda l’azione sismica, i suoi effetti sull’impalcato vanno valutati a ponte “scarico” (per i

carichi dovuti al transito dei mezzi ψ2 = 0, come si desume dal punto 3.2.4 e Tab.5.1.VI delle NTC, data la

scarsa probabilità di avere la contemporaneità dei due eventi).

I risultati relativi alla combinazione sismica non vengono riportati, essendo per l’impalcato più severa la

condizione sotto l’azione dei carichi da traffico.

Saranno quindi svolte le verifiche allo stato limite ultimo per le condizioni di esercizio, nonché le verifiche a

fessurazione per lo stato limite di esercizio.

I limiti tensionali massimi assunti sono riportati nel paragrafo specifico relativo alle caratteristiche dei

materiali.

APPOGGI

Il sistema di vincolamento essitente sarà parzialmente sostituito: in specifico gli appoggi in corrispondenza

delle pile rimarranno gli stessi, mentre quelli in corrispondenza della spalle saranno sostituiti con n.5 appoggi

multidirezionali. Le spalle vengono predisposte anche per essere sede di una coppia di Shock Trasmitter

bidirezionali (per spalla) aventi lo scopo di assorbire la sollecitazione sismica longitudinale dell’impalcato, e

le altre azioni veloci quali la frenatura.

Secondo quanto prescritto da normativa attuale (il paragrafo § 7.9.5.6.2)

“L’interazione terreno-spalla può in molti casi essere trascurata (a favore di stabilità) quando l’azione

sismica agisce in direzione trasversale al ponte, ossia nel piano della spalla. In questi casi l’azione sismica

può essere assunta pari all’accelerazione di progetto ag .

Nel senso longitudinale il modello deve comprendere, in generale, la deformabilità del terreno retrostante e

quella del terreno di fondazione. L’analisi deve essere eseguita adottando un fattore di struttura q = 1,5.

Nel caso in cui la spalla sostenga un terreno rigido naturale per più dell’80% dell’altezza, si può

considerare che essa si muova con il suolo. In questo caso si deve assumere q=1 e le forze d’inerzia di

progetto possono essere determinate considerando un’accelerazione pari ad ag·S.”

PILE

Data la tipologia di vincolamento esistente, e non essendo essa modificata dal presente progetto, alle pile non

compete alcuna azione sismica. Poiché l’incremento dei carichi mobili dovuti all’aggiornamento normativo

(NTC 2008) non comporta aggravi significativi delle azioni verticali trasmesse alle pile, per gli elementi

strutturali costituenti le pile non verrano riportate le verifiche.

SPALLE

Nel paragrafo § 7.9 della NTC2008, specifico per i ponti, si legge: “La struttura del ponte deve essere

concepita e dimensionata in modo tale che sotto l’azione sismica di progetto per lo SLV essa dia luogo alla

formazione di un meccanismo dissipativo stabile, nel quale la dissipazione sia limitata alle pile o ad appositi

apparecchi dissipativi”….”Gli elementi ai quali non viene richiesta capacità dissipativa e devono, quindi,


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mantenere un comportamento sostanzialmente elastico sono: l’impalcato, gli apparecchi di appoggio, le

strutture di fondazione ed il terreno da esse interessato, le spalle se sostengono l’impalcato attraverso

appoggi mobili o deformabili. A tal fine si adotta il criterio della “gerarchia delle resistenze”…”.

A riguardo delle spalle quindi, nel calcolo allo SLV, dovendo la struttura mantenere durante l’evento sismico

un comportamento elastico, vengono eseguite le verifiche alle tensioni di esercizio (§ 4.1.2.2.5), assumendo

come limite delle tensioni di esercizio quelle adottate per la combinazione caratteristica (rara).

Il coefficiente di struttura adottato per le spalle in progetto è stato assunto pari all’unità e le forze d’inerzia di

progetto sono state determinate considerando un’accelerazione pari ad ag·S in senso longitudinale e ag in

senso trasversale: infatti, in accordo con il § 7.9.5.6.2., “L’interazione terreno-spalla può in molti casi essere

trascurata (a favore di stabilità) quando l’azione sismica agisce in direzione trasversale al ponte, ossia nel

piano della spalla. In questi casi l’azione sismica può essere assunta pari all’accelerazione di progetto ag”.

Inoltre è stato possibile considerare il disaccoppiamento del sisma nelle sue componenti: longitudinale,

trasversale e verticale cosi come previsto dalla normativa al punto § 7.9.5.6.

Si precisa che, trattandosi di un intervento di miglioramento sismico, poiché la struttura non risulta

verificabile relativamente al sisma SLV previsto dalle NTC2008, si forniranno in realtà le verifiche

relativamente alla massima azione sismica per la quale la struttura risulta verificata.

DEFINIZIONE DELL’AZIONE SISMICA

Per la definizione dell’azione sismica, occorre definire il periodo di riferimento PVR in funzione dello stato

limite considerato.

La vita nominale (VN) dell’opera è stata assunta pari a 50 anni.

La classe d’uso assunta è la III, da cui cu = 1.5.

Il periodo di riferimento (VR) per l’azione sismica, data la vita nominale e la classe d’uso vale:

VR= VN⋅Cu= 75 anni

I valori di probabilità di superamento del periodo di riferimento PVR, cui riferirsi per individuare l’azione

sismica agente è:

PVR(SLV) = 10%

Il periodo di ritorno dell’azione sismica TR espresso in anni, vale:

TR (SLV) = -)1ln( Pvr

Vr

− = 712 anni

Dato il valore del periodo di ritorno suddetto, tramite le tabelle riportate nell’Allegato B della norma, è

possibile definire i valori di ag, F0, T*c.

ag → accelerazione orizzontale massima del terreno su suolo di categoria C, espressa come frazione

dell’accelerazione di gravità;

F0 → valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;

T*c → periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale;

S → coefficiente che comprende l’effetto dell’amplificazione stratigrafica (Ss) e

dell’amplificazione topografica (St);


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L’opera ricade all’incirca alla Latitudine di 44.40472 N e Longitudine 12.02472 E, ad una quota di circa 30

m.s.m..

I valori delle caratteristiche sismiche (ag, F0, T*c) per lo Stato Limite di salvaguardia della Vita sono riportati

di seguito:

Figura 1.7 Tratto Intervento

Figura 1.8 Individuazione coordinate

Valori dei parametri ag, Fo, TC* per i periodi di ritorno TR associati a ciascuno SL sono:

SLATO LIMITE TR [anni] ag [g] Fo [-] TC* [s]


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SLO 45 0.065 2.450 0.272

SLD 75 0.080 2.454 0.282

SLV 712 0.207 2.432 0.298

SLC 1462 0.267 2.416 0.308

Per le spalle il calcolo viene eseguito con il metodo dell’analisi statica equivalente, applicando come

prescritto da normativa un’accelerazione pari ad agS.

Il sottosuolo su cui insiste l’opera può essere inserito nella categoria “D”.

Il valore del coefficiente di amplificazione stratigrafico risulta:

SS (SLV) ⇒ 1.646

ST (SLV) ⇒ 1.000

L’accelerazione massima al suolo è valutata con la relazione:

longitudinale

amax,l(SLV)= S⋅ag = Ss * ST *⋅ ag = 0.341g

trasversale

amax,t(SLV)= ag = 0.207g

Come si è già detto, il sisma di progetto così calcolato secondo le NTC2008, non risulta verificabile sia per le

strutture esistenti (portanza pali esistenti) che per quelle di nuova realizzazione. Successivamente

all’ottenimento di tale dato si è quindi proceduto per tentativi alla riduzione di ag fino a individuare il valore

minimo per il quale è stato possibile verificare la portanza dei pali esistenti e le nuove strutture in progetto.

In pratica si è utilizzata la seguente combinazione sismica:

α∙E + G1 + G2 + P + ψ21⋅Qk1 + ψ22⋅Qk2 + … (2.5.5)

Dove α, che è risultato pari a 0.5, è stato ottenuto per tentativi.

Si segnala infine che il tempo di ritorno, corrispondente all’ag,rid=0.207/2=0.1035g di progetto, è pari a

TR,rid=88anni invece di TR=712anni.

1.2.2 COMBINAZIONI DI CARICO

Le combinazioni di carico, considerate ai fini delle verifiche, sono stabilite in modo da garantire la sicurezza

in conformità a quanto prescritto al . 5.1.3.12 e 2.5.3 del D.M. 14/01/2008.

I carichi variabili sono stati suddivisi in carichi da traffico, vento e resistenza passiva dei vincoli; di

conseguenza, le combinazioni sono state generate assumendo alternativamente ciascuno dei tre suddetti

carichi come azione variabile di base.

Fra i carichi variabili si distinguono:

Q carichi da traffico

QT azioni termiche

Qw azione del vento


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Inoltre, come indicato nella tabella 5.1.IV, sono stati identificati tre gruppi di azioni caratteristiche,

corrispondenti rispettivamente ai carichi verticali, alla forza di frenamento e alla forza centrifuga.

Ai fini delle verifiche degli stati limite si definiscono le seguenti combinazioni delle azioni:

1) − 1) − 1) − 1) − Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

γG1⋅G1 + γG2⋅G2 + γP⋅P + γQ1⋅Qk1 + γQ2⋅ψ02⋅Qk2 + γQ3⋅ψ03⋅Qk3 + … (2.5.1)

2) − 2) − 2) − 2) − Combinazione caratteristica (rara), generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE)

irreversibili, da utilizzarsi nelle verifiche alle tensioni ammissibili di cui al § 2.7:

G1 + G2 + P + Qk1 + ψ02⋅Qk2 + ψ03⋅Qk3 + … (2.5.2)

3) − 3) − 3) − 3) − Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:

G1 + G2 + P + ψ11⋅Qk1 + ψ22⋅Qk2 + ψ23⋅Qk3 + … (2.5.3)

4) − 4) − 4) − 4) − Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:

G1 + G2 + P + ψ21⋅Qk1 + ψ22⋅Qk2 + ψ23⋅Qk3 + … (2.5.4)

5) − 5) − 5) − 5) − Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E

(v. § 3.2):

E + G1 + G2 + P + ψ21⋅Qk1 + ψ22⋅Qk2 + … (2.5.5)

Nelle combinazioni per SLE, si intende che vengono omessi i carichi Qkj che danno un contributo favorevole

ai fini delle verifiche e, se del caso, i carichi G2.

Gli stati limite ultimi delle opere interrate si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di collasso, determinati

dalla mobilitazione della resistenza del terreno, e al raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali

che compongono l’opera. Le verifiche agli stati limite ultimi devono essere eseguiti in riferimento ai seguenti

stati limite:

- SLU di tipo geotecnico (GEO): collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terreno;

- SLU di tipo strutturale (STR): raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali.

Data la caratteristica delle fondazioni delle spalle esistenti le verifiche saranno condotte secondo l’approccio

progettuale “Approccio 2”, utilizzando i coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I e 5.1.V per i

parametri geotecnici e le azioni, Tabella 6.2.II per i parametri del terreno, e Tabella 6.4.II e 6.6.I per i

parametri di resistenza per le opere di sostegno su pali e tiranti.

OPERE DI FONDAZIONE – FONDAZIONI MISTE (CAP.6.2.1)

Approccio 2

(A1+M1+R3) (Se verifica struttura γr non si considera)


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Tabella 6.2.I/5.1.V - Coefficienti parziali di sicurezza per le combinazioni di carico agli SLU

Coefficiente EQU(1)

A1

STR

A2

GEO

Carichi permanenti favorevoli

γG1 0.90 1.00 1.00

sfavorevoli 1.10 1.35 1.00

Carichi permanenti non strutturali(2)

favorevoli

γG2 0.00 0.00 0.00


Carichi variabili da traffico favorevoli

γQ 0.00 0.00 0.00


Carichi variabili favorevoli

γQi 0.00 0.00 0.00


Distorsioni e presollecitazioni di progetto favorevoli

γε1 0.90 1.00 1.00

sfavorevoli 1.00(3)

1.00(4)

1.00

Ritiro e viscosità, Variazioni termiche,

Cedimenti vincolari

favorevoli γε2, γe3, γe4

0.00 0.00 0.00

sfavorevoli 1.20 1.20 1.00 (1)

Equilibrio che non coinvolga i parametri di deformabilità e resistenza del terreno: altrimenti si applicano i valori GEO. (2)

Nel caso in cui i carichi permanenti non strutturali (ad es. carichi permanenti portati) siano compiutamente definiti si

potranno adottare coefficienti validi per le azioni permanenti. (3)

1.30 per instabilità in strutture con precompressione esterna. (4)

1.20 per effetti locali

Tabella 6.2.II - Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno

PARAMETRO

GRANDEZZA ALLA

QUALE APPLICARE IL

COEFFICIENTE PARZIALE

COEFFICIENTE

PARZIALE

γM

(M1) (M2)

Tangente dell'angolo di

resistenza al taglio tan φ'k γφ' 1.00 1.25

Coesione efficace c'k γc' 1.00 1.25

Resistenza non drenata cuk γcu 1.00 1.40

Peso dell'unità di volume γ γγ 1.00 1.00

Per la verifica di portanza dei pali si fà riferimento a quanto indicato nelle tabelle seguenti


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Per la verifica di portanza delle fondazioni superficiali si fa riferimento a quanto indicato nelle tabelle

seguenti:

Per la verifica di portanza dei tiranti si fa riferimento a quanto indicato nelle tabelle seguenti

Ai fini delle verifiche degli stati limite ultimi si definiscono le seguenti combinazioni:

1A) STR) ⇒ γG1⋅G1+ γG2⋅G2 + γQ1⋅Qk1+∑iψ0i⋅Qki

⇒ (terreno non defattorizzato e spinta a riposo)

Ai fini delle verifiche degli stati limite di esercizio si definiscono le seguenti combinazioni:

2) Rara) ⇒ G1+ G2 + P + Qk1+∑iψ0i⋅Qki

Ai fini delle verifiche degli stati limite di esercizio (fessurazione) si definiscono le seguenti combinazioni:

3) Frequente) ⇒ G1+ G2 + ψ11 ⋅Qk1+∑iψ2i⋅Qki

4) Quasi permanente) ⇒ G1+ G2 + ψ21 ⋅Qk1+∑iψ2i⋅Qki

Per la condizione sismica, le combinazioni per gli stati limite ultimi da prendere in considerazione sono le

seguenti:

5A) STR) ⇒ E+G1+G2+∑iψ2i⋅Qki


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⇒ (terreno non defattorizzato e spinta attiva)

Gli effetti dell’azione sismica saranno valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi

gravitazionali:

G1+G2+∑iψ2i⋅Qki

I valori del coefficiente ψ2i sono quelli riportati nella tabella 2.5.I della norma; la stessa propone nel caso di

ponti, e più in generale per opere stradali, di assumere per i carichi dovuti al transito dei mezzi ψ2i= 0.2

(condizione cautelativa). Data la natura dell’opera in progetto, cosi come previsto dalla norma, si assume

ψ2i= 0.00.

1.2.3 SISTEMA DI VINCOLAMENTO

Il calcolo svolto nella condizione sismica è un’analisi statica equivalente, secondo quanto previsto dalla

normativa di riferimento. Tale analisi è dipendente dalle caratteristiche dei dispositivi di isolamento. Per il

ponte Albergone non è in progetto alcuna modifica dei vincoli sulle pile mentre sulle spalle si prevede la

sostituzione degli appoggi esistenti con appoggi multi direzionali e l’inserimento, in senso longitudinale al

ponte, di una coppia di connettori idraulici STU (Shock Trasmitter Unit): si tratta di sistemi costituiti da un

cilindro nel quale scorre un pistone che, mediante un opportuno circuito idraulico permette il passaggio di un

fluido da una camera all’altra del cilindro; il circuito idraulico e il fluido sono tali per cui nel caso di azioni

lente, quali variazioni termiche, ritiro e fluage, il sistema non offre una resistenza apprezzabile consentendo

quindi il movimento relativo tra gli snodi; per azioni dinamiche invece, quali frenature o eventi sismici, il

sistema si blocca a causa dell’elevata viscosità del fluido impedendo il movimento e rendendo quindi rigido

il dispositivo. L’azione di trasmissione delle forze dinamiche si manifesta in modo bilaterale: sia per carichi

di compressione che per carichi di trazione.

In senso trasversale al ponte l’onere sismico si affida a due ritegni in c.a. di spessore 0.80m e collegati alle

nuove strutture in progetto (si rimanda agli elaborati grafici di riferimento): i ritegni si localizzano in

corrispondenza della testa del primo traverso d’impalcato che in caso di sisma impatta a mezzo di un

appoggio verticale in neoprene. Si riassume quindi di seguito il vincolamento adottato:

Longitudinale

Spalla A: 5 appoggi mobili + coppia di STU

Pila 1: 5 appoggi fissi*

Pila 2: 5 appoggi fissi*

Spalla B: 5 appoggi mobili + coppia di STU

Trasversale

Spalla A: 5 appoggi mobili + coppia di appoggi verticali con interposizione di neoprene tra ritegni in

c.a. e traverso.

Pila 1: 5 appoggi mobili

Pila 2: 5 appoggi mobili

Spalla B: 5 appoggi mobili + coppia di appoggi verticali con interposizione di neoprene tra ritegni in

c.a. e traverso.


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*Si precisa che, considerando che gli attuali appoggi sulle pile non saranno sostituiti, essi verranno

verosimilmente considerati nelle analisi che si andranno a svolgere, nel modo seguente:

• per il comportamento in senso longitudinale come appoggi fissi per i carichi di esercizio

(permanenti, termici, coattivi e accidentali) mentre nella condizione sismica come appoggi mobili

poiché entreranno in funzione i dispositivi STU sulle spalle;

• trasversalmente invece gli appoggi esistenti delle pile saranno considerati come mobili attribuendo

tutti i carichi trasversali ai due ritegni sismici delle spalle.

1.2.4 VALUTAZIONE DELLE SPINTE DEL TERRENO

Il calcolo delle spinte del terreno (per le strutture di sostegno – spalle) verrà svolto considerando uno schema

di “spinta a riposo” in condizioni di esercizio. In condizioni sismiche, invece, si considererà lo schema di

spinta attiva con incremento dinamico secondo l’approccio di Mononobe-Okabe.

Ed = 1/2 γ * (1 ± kv) K H2 + Ews

H : altezza del muro

Ews : spinta idrostatica

γ* : peso specifico del terreno

K : coefficiente di spinta del terreno (statico+dinamico)

ψ = arctan (kh/(1±kv)) =

kAE = [cos2 (φ−θ−ψ)]

[cosψ*cos2θ * cos(δ+θ+ψ)*(1+((sen(δ+φ)*sen(φ−β−ψ)/cos(δ+θ+ψ)/cos(β−θ))

1/2)

2]

∆ed = PAE (kv) – Sa

1.2.5 VERIFICHE DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI

Le verifiche degli elementi strutturali verranno svolte secondo quanto prescritto dalla normative in vigore

(DM 14/01/2008); i limiti tensionali massimi assunti sono riportati nel paragrafo specifico relativo alle

caratteristiche dei materiali.


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IMPALCATO

Per le parti strutturali costituenti l’impalcato (soletta, travi, traversi, cordoli) saranno svolte le verifiche allo

stato limite ultimo per le condizioni di esercizio, nonché le verifiche a fessurazione per lo stato limite di

esercizio.

Per quanto riguarda l’azione sismica, i suoi effetti sull’impalcato vanno valutati a ponte “scarico” (per i

carichi dovuti al transito dei mezzi ψ2 = 0, come si desume dal punto 3.2.4 e Tab.5.1.VI delle NTC, data la

scarsa probabilità di avere la contemporaneità dei due eventi). I risultati relativi alla combinazione sismica

non vengono riportati, essendo per l’impalcato più severa la condizione sotto l’azione dei carichi da traffico.

APPOGGI

Il sistema di vincolamento in progetto prevede di affidare la sollecitazione sismica trasmessa dall’impalcato

interamente alle spalle sia in senso longitudinale all’asse di tracciamento del ponte che in senso trasversale.

Longitudinalmente ciò avviene grazie alla presenza su ciascuna spalla di Shock Trasmitter, trasversamente

invece il sisma viene trasmesso alle spalle mediante i ritegni trasversali in esterno.

Per quanto riguarda la trattazione degli appoggi si prevedono le seguenti verifiche:

1. Gli appoggi fissi (nel caso specifico per la sismica i ritegni fluidodinamici) sono trattati secondo

quanto previsto dal § 7.9.5.4.1. del DM2008: devono essere dimensionati secondo il criterio di

gerarchia delle resistenze e comunque con valori non superiori a quelli derivanti dall’analisi ponendo

q=1.

2. Gli apparecchi di appoggio mobili devono consentire, mantenendo la piena funzionalità, gli

spostamenti massimi in presenza dell’azione sismica di progetto calcolati come indicato nel § 7.3 (§

7.9.5.4.1. del DM2008).

Si precisa che la presenza longitudinale degli Shock Trasmitter comporta semplicemente la differenziazione

del comportamento degli appoggi delle spalle e delle pile a seconda che essi siano sottoposti ad azioni di

esercizio statiche o assimilabili a tali (permanenti, termiche, coattive e accidentali) oppure ad azioni

dinamiche (sisma e frenatura): nel primo caso i vincoli sono da considerarsi come fissi quelli delle pile e

mobili quelli delle spalle poiché i dispositivi non entreranno in funzione, nel secondo caso invece l’effetto

viscoso degli STU comporterà lo scarico dell’azione dinamica sulle sole spalle mentre le pile saranno da

considerarsi come su appoggi mobili. Trasversalmente siamo in prsenza di soli appoggi mobili, mentre la

sismica è dimensionante per i ritegni strutturali (montante in esterno spalla e traverso di testata impalcato).

PILE

Per gli elementi di sostegno (pile) del ponte in oggetto non verranno riportate le verifiche poiché

l’incremento dei carichi mobili dovuti all’aggiornamento normativo (NTC 2008) non comporta aggravi

significativi delle azioni verticali trasmesse alle pile.


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SPALLE

Gli elementi di sostegno (spalle) sono progettati affinché, come richiesto dalla norma stessa al paragrafo

7.9.2., si mantengano in campo elastico sotto l’azione sismica allo stato limite ultimo: in questo modo si

ottiene la garanzia che, anche a seguito di un evento sismico di eccezionale intensità, gli unici elementi che

ne possono rimanere danneggiati sono i dispositivi di vincolamento, più facilmente sostituibili alla fine

dell’evento sismico, mentre gli elementi strutturali costituenti l’opera mantengono integre le proprie capacità

di resistenza (criterio della gerarchia delle resistenze). A tal fine le verifiche in condizioni sismiche vengono

svolte controllando che i materiali si mantengano al di sotto di limiti tensionali che possono ritenersi i

massimi, valori entro i quali il loro comportamento si mantiene sostanzialmente lineare elastico. Tali limiti

tensionali massimi assunti sono riportati nel paragrafo specifico relativo alle caratteristiche dei materiali.

Per gli elementi strutturali costituenti le spalle saranno quindi svolti due tipi di verifiche: allo stato limite

ultimo per le condizioni di esercizio e di controllo del mantenimento del comportamento elastico dei

materiali per le condizioni sismiche, nonché le verifiche a fessurazione per lo stato limite di esercizio.


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2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

I calcoli sviluppati nel seguito sono svolti secondo il Metodo degli Stati Limite e nel rispetto della normativa

vigente; in particolare si sono osservate le prescrizioni contenute nei seguenti documenti:

2.1 OPERE IN C.A. E ACCIAIO

D. M. Min. II. TT. del 14 gennaio 2008 – Norme tecniche per le costruzioni;

Circolare 2 febbraio 2009, n. 617 – Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche per le

costruzioni” di cui al D.M. 14 gennaio 2008;

Linee guida sul calcestruzzo strutturale - Presidenza del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici -

Servizio Tecnico Centrale.

2.2 PRINCIAPLI NORME UNI

UNI EN 1990 (Eurocodice 0) – Aprile 2006: “Criteri generali di progettazione strutturale”;

UNI EN 1991-2-4 (Eurocodice 1) – Agosto 2004 – Azioni in generale: “Pesi per unità di volume, pesi

propri e sovraccarichi per gli edifici”;

UNI EN 1991-1-1 (Eurocodice 1) – Agosto 2004 – Azioni in generale- Parte 1-1: “Pesi per unità di

volume, pesi propri e sovraccarichi per gli edifici”;

UNI EN 1991-2 (Eurocodice 1) – Marzo 2005 – Azioni sulle strutture- Parte 2: “Carico da traffico sui

ponti”;

UNI EN 1992-1-1 (Eurocodice 2) – Novembre 2005: “Progettazione delle strutture di calcestruzzo – Parte

1-1: “Regole generali e regole per gli edifici”;

UNI EN 1992-2 (Eurocodice 2) – Gennaio 2006: “Progettazione delle strutture di calcestruzzo – Parte 2:

“Ponti in calcestruzzo - progettazione e dettagli costruttivi”;

UNI EN 1993-1-1 (Eurocodice 3) – Ottobre 1993: “Progettazione delle strutture in acciaio – Parte 1-1:

Regole generali e regole per gli edifici”;

UNI EN 1997-1 (Eurocodice 7) – Febbraio 2005: “Progettazione geotecnica – Parte 1: Regole generali”;

UNI EN 1998-1 (Eurocodice 8) – Marzo 2005: “Progettazione delle strutture per la resistenza sismica –

Parte 1: Regole generali – Azioni sismiche e regole per gli edifici”;

UNI EN 1998-2 (Eurocodice 8) – Febbraio 2006: “Progettazione delle strutture per la resistenza sismica –

Parte 2: Ponti”;

UNI ENV 1998-5 (Eurocodice 8) – Gennaio 2005: “Progettazione delle strutture per la resistenza sismica –

Parte 2: Fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici”.

UNI EN 197-1 giugno 2001 – “Cemento: composizione, specificazioni e criteri di conformità per cementi

comuni;

UNI EN 11104 marzo 2004 – “Calcestruzzo: specificazione, prestazione, produzione e conformità”,

Istruzioni complementari per l’applicazione delle EN 206-1;

UNI EN 206-1 ottobre 2006 – “Calcestruzzo: specificazione, prestazione, produzione e conformità”.

UNI 7548 – Calcestruzzo leggero con argilla o scisti espansi”.


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UNI 7549 – Aggregati leggeri (per calcestruzzi).

2.3 PRINCIPALI ISTRUZIONI CNR

CNR 10018/99 – Apparecchi di appoggio per le costruzioni. Istruzioni per l'impiego;

CNR 10024/86 – Analisi mediante elaboratore: impostazione e redazione delle relazioni di calcolo;

CNR-DT 200/2004 (rev.7 ottobre 2008) – Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione ed il controllo di

interventi di consolidamento statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati;


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3 CARATTERISTICHE DEI MATERIALI

Per le parti strutturali di nuova costruzione (testa spalle, soletta impalcato) si prevede l’impiego di materiali

come prescritti dal Decreto Ministeriale 14.01.2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni”: le parti esistenti

fanno riferimento a materiali con proprietà relative all’epoca di realizzazione.

3.1 TABELLA RIASSUNTIVA CLASSI DI ESPOSIZIONE SECONDO NORMATIVA

UNI EN 206-1


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Conglomerato cementizio per elementi strutturali:

ELEMENTO CLASSE DI

ESPOSIZIONE

CLASSE DI

RESISTENZA

MINIMA (Mpa)

CLASSE DI

CONSISTENZA

RAPPORTO

ACQUA/CEMENTO

(+Aria %)

DIMENSIONE

MASSIMA NOMINALE

DEGLI AGGREGATI

(mm)

ELEVAZIONE

SPALLE XC4+XF2 C30/37 S4 0.50 (+4%) 25

IMPALCATI

(soletta, cordoli) XC4+XF4

LC40/44

(alleggerito) S4/S5 0.45 (+4%) 25

IMPALCATI

(traversi) XC4+XF4 C35/45 S4/S5 0.45 (+4%) 25

BAGGIOLI XC4+XF4 C30/37 S4/S5 0.45 (+4%) 25

3.2 PARAMETRI DI IDENTIFICAZIONE PER LA VERIFICA A FESSURAZIONE

Nel capitolo 4 del DM 14.01.2008 si identificano i parametri a cui fare riferimento per la verifica a

fessurazione.

ELEMENTO Classe di esposizione Gruppo di esigenza Combinazione wd

ELEVAZIONE SPALLE XC4+XF2 b frequente 0.3

quasi permanente 0.2

SOLETTA IMPALCATO XC4+XF4 b frequente 0.3

quasi permanente 0.2

3.3 CALCESTRUZZO PER OPERE ESISTENTI

Per le strutture esistenti si è fatto riferimento ad un calcestruzzo in classe Rck ≥ 30 N/mm2, che presenta le

seguenti caratteristiche:

Resistenza a compressione (cilindrica) → fck = 0.83*Rck = 24.90 N/mm2


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Resistenza di calcolo a compressione → fcd = αcc* fck/γc=0.85* fck/1.5 = 14.16 N/mm2

Resistenza di calcolo a compressione

elastica

→ σc = 0.60* fck = 15.00 N/mm2

Resistenza a trazione media → fctm = 0.30* fck2/3

= 2.56 N/mm2

Resistenza a trazione → fctk = 0.7* fctm = 1.795 N/mm2

Resistenza a trazione di calcolo → fctd = fctk / γc = 1.197 N/mm2

Resistenza di calcolo a trazione → τc = 0.50* fctk = 0.900 N/mm2

3.4 CALCESTRUZZO PER OPERE DI NUOVA COSTRUZIONE

3.4.1 FONDAZIONE ED ELEVAZIONE SPALLE

Per la realizzazione delle opere in cemento armato delle spalle, si prevede l’utilizzo di calcestruzzo in classe

Rck ≥ 37 N/mm2, che presenta le seguenti caratteristiche:



Resistenza di calcolo a compressione elastica → σc = 0.60* fck = 18.43 N/mm2


= 2.94 N/mm2



3.4.2 ELEVAZIONE IMPALCATO - SOLETTA

Per la realizzazione della soletta in cemento armato e degli sbalzi si prevede l’utilizzo di calcestruzzo

alleggerito di classe Rlck ≥ 45 N/mm2 e massa per unità di volume γ = 1800 kg/m

3, che presenta le seguenti

caratteristiche:

Resistenza a compressione (cilindrica) → flck = 0.83*Rlck = 37.35 N/mm2

Resistenza di calcolo a compressione → flcd = αcc* flck /γc=0.85* fck/1.5 = 21.17 N/mm2

Resistenza di calcolo a compressione elastica → σc = 0.60* flck = 22.41 N/mm2

Resistenza a trazione media → flctm = 0.30* flck 2/3

η1 =3.35*0.89= 2.98 N/mm2

Resistenza a trazione → flctk = 0.7* flctm = 2.09 N/mm2

Resistenza a trazione di calcolo → flctd = 0.85*flctk / γc = 1.18 N/mm2

3.4.3 ELEVAZIONE IMPALCATO – TRAVERSI

Per la realizzazione dei ringrossi di traversi d’impalcato in cemento armato, si prevede l’utilizzo di

calcestruzzo in classe Rck ≥ 45 N/mm2, che presenta le seguenti caratteristiche:




= 3.35 N/mm2


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Modulo elastico → Ecm = 22000 * [fcm/10]0.3

= 34625 N/mm2

3.5 ACCIAIO PER CEMENTO ARMATO

3.5.1 ACCIAIO IN BARRE TONDE LISCE - ESISTENTE

Per la barre di sospensione delle centine si adotta acciaio FeB22 K (controllato in stabilimento) per tondi di

diametro ≤ 30 mm, avente caratteristiche:

Tensione di snervamento caratteristica → fyk ≥ 215.00 N/mm2

Tensione caratteristica a rottura → ftk ≥ 335.00 N/mm2

Tensione di calcolo elastica → σc =0.60* fyk = 130.00 N/mm2

Fattore di sicurezza acciaio → γs = 1.15

Resistenza a trazione di calcolo → fyd = fyk / γs = 186.96 N/mm2

3.5.2 ACCIAIO IN BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA – STRUTTURE NUOVE

Per le armature metalliche si adottano tondini in acciaio del tipo B450C controllato in stabilimento, che

presentano le seguenti caratteristiche:

Proprietà Requisito

Limite di snervamento fy ≥ 450 MPa

Limite di rottura ft ≥ 540 MPa

Allungamento totale al carico massimo Agt ≥ 7%

Rapporto ft/fy 1,13 ≤ Rm/Re ≤ 1,35

Rapporto fy misurato/ fy nom ≤ 1,25



Tensione di calcolo elastica → σc =0.80* fyk = 360.00 N/mm2

Fattore di sicurezza acciaio → γs = 1.15


3.1 ACCIAIO PER CARPENTERIA METALLICA

Per l’armatura dei micropali si adotta un profilato tubolare S 355 H che presenta le seguenti caratteristiche

meccaniche:


Limite di snervamento fy ≥355 MPa


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Limite di rottura ft ≥510 MPa

Allungamento % a rottura (longitudinale) ≥26%

Allungamento % a rottura (trasversale) ≥24%

Resilienza KV ≥27 J



Fattore di sicurezza acciaio → γM0 = 1.05


3.2 ACCIAIO PER TIRANTI

Per l’esecuzione dei tiranti di ancoraggio vengono impiegati cavi costituiti da trefoli in acciaio armonico

stabilizzato da 0.6" (area 139mm2) avente caratteristiche:

Tensione caratteristica a rottura → fptk ≥ 1860.00 N/mm2

Tensione caratteristica all’1% di

deformazione totale

→ fp(0.1) k ≥ 1670.00 N/mm2

Allungamento sotto carico massimo → Agt ≥ 3.5

Tensione iniziale all’atto della tesatura

(vale la condizione più restrittiva)

→ σspi < 0.85 fp(0.1)k

σspi < 0.75 fptk

1420.00 N/mm2

1395.00 N/mm2

Modulo elastico → Esp = 195000 N/mm2

3.3 ACCIAIO PER BARRE DYWIDAG

Le barre di contrasto, utilizzate durante le fasi realizzative dell’impalcato e poste alle estremità degli sbalzi

terminali delle campate che successivamente vengono gettate, hanno le seguenti caratteristiche meccaniche:

Tipologia barre Threadbar ® 32D

Tensione caratteristica a rottura → fptk ≥ 1230.00 N/mm2

Tensione caratteristica all’1% di deformazione totale → fp(0.1) k ≥ 1080.00 N/mm2

3.4 MATERIALI FIBRORINFORZATI (CARBONIO)

Per il rinforzo delle strutture esistenti si prevede l’impiego di materiale fibrorinforzato (nastri di carbonio

tipo Betontex) che presenta le seguenti caratteristiche:


Modulo elastico a trazione E ≥ 240 GPa

Limite di rottura ft ≥ 4800 MPa


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Allungamento totale al carico massimo Agt ≥ 2%

Densità 1.8 g/cm3

Tipo di tessuto FTS GV 330 U-HT

n. fili/cm 4

Peso di carbonio nel nastro 320 g/m2

Larghezza del nastro 20-100 cm

Spessore di calcolo per il carbonio 0.177 mm

Carico di rottura 860 Kg/cm

3.5 COPRIFERRI

Si adottano copriferri pari a:

Copriferro - cmin [mm]

Spalla ( paraghiaia, fondazioni, risvolti, ritegni sismici, cordoli e baggioli) 40

Spalla ( rifacimento cordolo su paraghiaia) 30

Soletta Impalcato (intradosso, a contatto con l’esistente) 20

Soletta Impalcato (estradosso) 40


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4 CODICI DI CALCOLO

4.1 SAP 2000

Nome software N° revisione Data revisione Estensore Data d’acquisto Data validazione

SAP 2000 14.1.0 29 Luglio 2008 CSI 10.09.2009 (fare riferimento al produttore)

Il calcolo della struttura in esame viene condotto con il programma SAP 2000 (prodotto dalla CSI Computers

and Structures, Inc. Berkeley, California, USA).

L'analisi strutturale e' condotta con il metodo degli spostamenti per la valutazione dello stato

tensodeformativo indotto da carichi statici.

L'analisi strutturale viene effettuata con il metodo degli elementi finiti.

Gli elementi utilizzati per la modellazione dello schema statico della struttura sono i seguenti:

- Elemento tipo FRAME (trave)

- Elemento tipo SHELL (membrana o piastra quadrilatere)

- Elemento tipo PLANE (membrana o piastra da tre a nove nodi)

- Elemento tipo SOLID (solidi simmetrici)

- Elemento tipo ASOLID (solidi asimmetrici)

- Elemento tipo NLLINK (elementi con proprietà non lineari) che si dividono in :

- Elemento DAMPER (smorzatore)

Elemento GAP (elemento resistente alla sola compressione)

Elemento HOOK (elemento resistente alla sola trazione)

Elemento ISOLATOR 1 (isolatore isteretico biassiale)

Elemento ISOLATOR 2 (comportamento di gap nella direzione verticale e isolatore a frizione nelle due

direzioni del taglio)

Il programma SAP 2000 applica il metodo degli elementi finiti a strutture di forma qualunque, comunque

caricate e vincolate, nell' ambito del comportamento lineare delle stesse. Oltre all’analisi statica e dinamica

delle strutture, il programma può svolgere l’analisi P-Delta e l’analisi delle strutture da ponte sottoposte

all’azione di carichi mobili, costruendo le linee d’influenza ad essi relative. L‘analisi sismica lineare o non

lineare, infine, può essere svolta sottoponendo la struttura all’azione di uno spettro di risposta o a quella di

un’accelerogramma reale (time history analysis).


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Figura 4.1 Elementi Frame – Convenzione sui segni

Figura 4.2 Elementi Shell – Convenzione sui segni


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4.2 ENG - SIGMAC

Nome software N° revisione Data revisione Estensore Data validazione

Eng 8.15 Dicembre 2009 SIGMAc Soft (fare riferimento al produttore)

Il programma ENG (prodotto dalla SIGMAc Soft snc, Corso del Popolo n.46 30170 Venezia-Mestre) è uno

strumento di semplice utilizzo, perché permette di risolvere le problematiche più ricorrenti del calcolo

strutturale, senza dover eseguire sofisticate analisi agli elementi finiti per le quali il tempo per realizzare il

modello, l'attenzione e l'impegno dell'utilizzatore devono essere adeguati; studia le seguenti tipologie

strutturali:

TRSP: calcolo di telai

GRAT: calcolo di grigliati

TCONT: calcolo di travi continue

PREFLE: verifica sezioni in c.a. (livelli tensionali - rotture)

MURO: calcolo muri di sostegno

DIAF: calcolo di diaframmi - berlinesi – palanco late

TCAD: post-processore di verifica automatica delle aste in c.a.

STEEL: post-processore di verifica automatica delle aste in acciaio.

I moduli di calcolo del presente programma utilizzati per il dimensionamento delle strutture facenti parte

della presente relazione, sono i seguenti:

VERIFICA SEZ IN C.A.

La verifica delle sezioni facenti parte della presente relazione, viene condotta col modulo di verifica a

pressoflessione deviata di sezioni in cemento armato di forma qualsiasi e comunque armate.

Il programma esegue le verifiche sia tensionali, sia agli stati limite ultimi, individuando il dominio di

resistenza della sezione.

La sezione è descritta da una poligonale individuata attraverso le coordinate dei vertici; le armature sono

puntiformi e vengono individuate dalla posizione del baricentro e dall’area dell’acciaio. La verifica prevede

tutti i tipi di sollecitazione longitudinale: compressione e trazione semplice, flessione retta e deviata, presso e

tenso flessione retta, presso e tenso flessione deviata.


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4.3 VCASLU (PROF. GELFI)

Il programma VcaSlu consente la verifica di sezioni in cemento armato normale e precompresso, soggette a

presso-flessione o tenso-flessione retta o deviata sia allo stato limite ultimo che con il metodo n.


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5 GEOMETRIA DELLA STRUTTURA

La geometria dell’intervento in progetto è quella riportata nelle figure di seguito riportate.

Figura 5.1 Pianta generale fondazioni in progetto

Figura 5.2 Pianta impalcato in progetto

Figura 5.3 Profilo longitudinale progetto


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Figura 5.4 Sezione trasversale impalcato di progetto

Figura 5.5 Prospetto ponte in progetto


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6 CALCOLO DELLA STRUTTURA

Il calcolo della varie parti costituenti il ponte oggetto della presente relazione sarà sviluppato nelle relazioni

specifiche di dattaglio, e qui di seguito elencate:

LRE.3.2 – Relazione di calcolo impalcato

LRE.3.3 – Relazione di calcolo appoggi

LRE.3.4 – Relazione di calcolo spalle e fondazioni


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7 FASI REALIZZATIVE

La fasistica ipotizzata è stata esplicitata nella tavola grafica LDD.3.01.04, sarà da definire in maniera più

dettagliata concordemente alle esigenze manifestate dall’impresa stessa.

Si tiportano di seguito i punti ritenuti più significativi

Fase 1

a. Sistemazione dei rilevati a ridosso delle spalle per consentire l'accesso al cantiere e la realizzazione

delle palancole e delle fondazioni presso le spalle SA e SB.

b. Infissione di palancole per la realizzazione di un piano di lavoro e l'esecuzione delle fondazioni

spalle.

c. realizzazione di ringrosso traversi (spalle SA e SB) posti all'esterno delle travi di bordo.

Fase 2

a. Realizzazione dei pali di fondazione, sia a monte che a valle (spalla SA e SB) sotto i muri di risvolto.

(qualora fosse necessario, demolire parte del cordolo soprastante alternando il passaggio pedonale).

b. Esecuzione delle fondazioni e delle elevazioni dei muri andatori fino a quota intradosso marciapiede.

c. Esecuzione di una trave longitudinale anteriore di rinforzo, annegando in essa i ritegni sismici

longitudinali.

d. Esecuzione di tiranti per l'ancoraggio delle spalle.

Fase 3

a. Reinterro parziale ai lati dei muri di risvolto.

b. Sollevamento impalcato e sostituzione degli appoggi (spalla SA e SB). per tali operazioni sara'

necessario interrompere il traffico per 7gg sulla spalla SA e 7gg sulla spalla SB.

Fase 4

a. deviazione del traffico sulla corsia lato monte con andamento a senso unico alternato per consentire

la realizzazione delle strutture lato valle.

b. esecuzione di ponteggio per consentire le ristrutturazioni in progetto.

c. demolizione cordolo esistente.

d. completamento ringrosso traversi impalcato sulle spalle. per il getto degli stessi e' necessaria la

predisposizione di fori sulla soletta esistente.

e. rinforzo con tiranti sulle selle gerber.

f. rinforzo impalcato con fibre di carbonio.

g. esecuzione soletta e sbalzi impalcato.

h. posizionamento di struttura metallica agganciata alle travi per il sostegno di ritegni sismici

longitudinali.


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Fase 5

a. deviazione del traffico sulla corsia lato valle con andamento a senso unico alternato per consentire la

realizzazione delle strutture lato monte.

b. esecuzione di ponteggio smontando una parte di quello lato valle e rimontandolo sul lato monte.

c. rimozione interferenze e sottoservizi presso impalcato. temporanea appensione di cavi elettrici al

ponteggio dell'impalcato per garantire l'illuminazione presso le spalle installando dei pali provvisori.

d. demolizione cordolo esistente.

e. completamento ringrosso traversi sulle spalle. per il getto degli stessi e' necessaria la predisposizione

di fori sulla soletta esistente.

f. rinforzo con tiranti sulle selle gerber.

g. rinforzo impalcato con fibre di carbonio.

h. esecuzione soletta e sbalzi impalcato

i. posizionamento di struttura metallica agganciata alle travi per il sostegno di ritegni sismici

longitudinali.

j. smobilitazione cantiere.

LRE.3.1 - Relazione Tecnica Illustrativa...PROGETTISTA PROF. ING. RAFFAELE POLUZZI CODIFICA...

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