Relazione calcolo barriera paramassi

All. 3 al Decreto Commissariale n. 001/2012 del 18 maggio 2012

PIANO STRAORDINARIO PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO

Art. 2, comma 240, Legge 23 dicembre 2009, n. 191

ACCORDO DI PROGRAMMA MATTM‐REGIONE MARCHE 25 NOVEMBRE 2010

COMMISSARIO STRAORDINARIO DELEGATO

DPCM 9 MARZO 2011

Ordinanza 21/12/2012 n. 28/2012

GRUPPO DI PROGETTAZIONE:

CORAZZA LUCA ingegnere CONTI ALBERTO geologo BRUNI UGO geometra MERCURI DANIELE geologo ROSMARINI FRANCESCO geologo CONTI CLAUDIA ingegnere

DIREZIONE DEI LAVORI: Ing. Luca Corazza COORDINATORE DELLA SICUREZZA: Geom. Bruni Ugo RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO: Geom. Domenico Procaccini

RELAZIONE DI CALCOLO DELLA BARRIERE PARAMASSI E CHIODATURE

Elab. N.

5 Prot.: Data:

Dicembre 2013 Scala: File: Aggiornamenti:

Intervento: FM026A/10 Comune di Montefalcone Appennino (FM) Loc. Capoluogo

PROGETTO ESECUTIVO: LAVORI DI “CONSOLIDAMENTO VERSANTE SUD, IN

LOCALITA’ CAPOLUOGO, COMUNE DI MONTEFALCONE APPENNINO.”

Amministrazione: Comune di Montefalcone Appennino

CUP F55D12000160003

All. 3 al Decreto Commissariale n°001/2012 del 18 Maggio 2012

PIANO STRAORDINARIO PER LA MITIGAZIONE DEL RISCHIO IDROGEOLOGICO

Art. 2, comma 240, legge 23 Dicembre 2009, n° 191

Accordo di programma MATTM‐Regione Marche ‐ 25 Novembre 2010

COMMISSARIO STRAORDINARIO DELEGATO DPCM 9 MARZO 2011

Intervento: FM026A/10 Comune di Montefalcone Appennino (FM) Loc. capoluogo Ordinanza n° 28/2012

AMMINISTRAZIONE: COMUNE MONTEFALCONE APPENNINO (FM)

PROGETTO: LAVORI DI “CONSOLIDAMENTO VERSANTE SUD, IN LOCALITA’ CAPOLUOGO, COMUNE DI

MONTEFALCONE APPENNINO (FM)”

PROGETTO DEFINITIVO

RELAZIONE DI CALCOLO DELLE BARRIERE PARAMASSI

1. Premessa

Il presente rapporto definisce la tipologia di interventi necessari alla messa in sicurezza del tratto stradale

individuato lungo la fascia territoriale posto al di sotto della rupe di Montefalcone Appennino. E’ stato

realizzato mediante l'utilizzo delle sezioni ricavate dal rilievo laser scanner di dettaglio (Tav. 4.a) tenendo

conto dell’andamento della sede stradale, che rappresenta l'infrastruttura di maggior importanza da

proteggere.

L’obiettivo è l’analisi e il dimensionamento, sulla base dei dati ricavati dalle indagini, degli interventi di

protezione da caduta massi.

Per la mitigazione del rischio da caduta massi si prevede la realizzazione di un intervento di difesa passivo

attraverso l’installazione di una barriera paramassi, testata su campo prove in accordo alla recente

normativa ETAG 027 (Linee Guida per l’ottenimento del Benestare Tecnico Europeo per kit di protezione

dalla caduta massi, 2008) e in possesso di Benestare tecnico Europeo (ETA) e di marcatura CE in conformità

2

alla normativa ETAG 027 e alla Direttiva 89/106/CEE del Consiglio della Comunità Europea del 21/12/1988

concernente i prodotti da Costruzione (Direttiva Prodotti da Costruzione ‐ CPD).

2. Dimensionamento della barriera paramassi

In accordo alle metodologie di calcolo ormai consolidate in tema di dimensionamento delle barriere

paramassi, il calcolo è fatto utilizzando coefficienti di sicurezza che tengono conto sia dei risultati di una

simulazione statistica di caduta massi, sia della capacità della barriera.

Tutte le analisi sono state effettuate con verifiche al massimo livello energetico che la barriera è in grado di

assorbibile (M.E.L. – Maximum Energy Level).

2.1 Analisi di caduta massi

Per esaminare la pericolosità della caduta massi, è stata adottata la seguente procedura:

− è stata individuata la sezione più gravosa da un punto di vista geomorfologico e in termini di

energia potenziale dei blocchi che potrebbero distaccarsi dall’ammasso roccioso, ovvero la sezione

H‐H’. In tale sezione infatti la scarpata rocciosa pseudo‐verticale presenta la maggiore altezza ed

inoltre la posizione ideale della barriera risulta essere più prossima al piede della scarpata, quindi si

evidenzia un maggiore rischio di scavalcamento.

− È stata definita la dimensione dei massi instabili sulla base delle indicazioni pervenute, si è quindi

deciso di considerare un valore prudenziale pari a 2,0 m3, il peso del blocco è quindi stato stimato

in circa 5600 kg, prendendo in considerazione un peso specifico della roccia pari a 2600 kg/m3.

− Sono state individuate le aree da cui i blocchi potrebbero cadere: tali aree, a favore di sicurezza,

rappresentano la porzione del versante immediatamente a valle dell’affioramento sub‐verticale

soggetto a interventi di rafforzamento corticale.

− Si è proceduto con l’esecuzione di una analisi numeriche di caduta massi che ha consentito di

determinare il probabile cinematismo degli scoscendimenti lungo le direttrici rappresentative del

pendio.

Il nuovo intervento prevederà l’inserimento di una barriera paramassi deformabile posizionata in modo tale

da permettere la libera deformazione della barriera (se impattata) senza avere interferenze con le

infrastrutture.

La progettazione, come precedentemente annunciato, è stata eseguita al MEL (Maximum Energy Level),

cioè considerando la massima energia cinetica che la barriera può assorbire in condizioni di esercizio.

3

2.2 Metodo di calcolo e sua taratura

L’analisi di caduta massi è stata eseguita con un programma di calcolo commerciale che consente di

analizzare in modo probabilistico le traiettorie e le energie prodotte dai massi (software Rocfall della

Rocscience Inc.).

Il programma adotta un metodo di calcolo ibrido dove la massa viene trattata come puntiforme (lumped

mass) nelle equazioni del moto, e come dotata di dimensione nel calcolo delle energie e dei coefficienti di

restituzione lungo il pendio

L’analisi è stata fatta su una sezione rappresentativa tracciata sulla base del disegno fornito. Le simulazioni

devono essere opportunamente tarate affinché la dinamica delle traiettorie di caduta sia descritta in modo

realistico.

I dati d’ingresso utilizzati nella simulazione di caduta sono riportati di seguito nel testo.

Algoritmo

I parametri di calcolo introdotti nel programma sono trattati in modo probabilistico vero, facendoli oscillare

con il metodo di Montecarlo entro l’intervallo. Il programma si basa sulle seguenti equazioni, che

stabiliscono la perdita di velocità a seguito degli impatti e rimbalzi sul pendio:

VNB = RN VNA

VTB = RT VTA

dove:

VNB, VTB, VNA, VTA = componenti della velocità normali (N) e tangenziali (T) prima dell’impatto (A) e dopo

l’impatto (B)

RN = coefficiente di restituzione normale

RT = coefficiente di restituzione tangenziale

Durante il salto, il masso assume una traiettoria di moto parabolica, determinata dalle velocità iniziali del

rimbalzo (corrispondenti a VNB, VTB dell’ultimo impatto) e dall’angolo d’uscita della traiettoria.

Qualora la massa avesse un moto radente alla superficie topografica, il moto sarebbe di rotolamento o

scivolamento secondo la seguente relazione:

VEXIT = ( V 02 + 2 sgk)^0.5

4

dove

VEXIT = velocità del blocco al termine del segmento di pendio considerato.

V0 = velocità iniziale del blocco all’inizio del segmento di pendio, tangenziale al segmento stesso

s = distanza dal punto iniziale di impatto a quello finale del pendio

g = accelerazione di gravità (‐9.81m/s/s)

k = ± sin(θ) − tan(θ) cos(φ)

θ= pendenza del segmento

φ = angolo d’attrito del segmento

± = (+) nel caso di moto secondo la pendenza del segmento, (‐) in caso contrario.

L’assunzione dell’angolo d’attrito comporta l’ipotesi che il movimento del blocco in caduta sia di

scivolamento; viceversa, assumere nullo l’angolo comporta un moto di puro rotolamento.

Poiché la sezione topografica utilizzata è piuttosto approssimativa e il pendio non è “liscio”, nel calcolo è

stata introdotta una “rugosità” imponendo delle variazioni con legge di distribuzione normale alle

coordinate topografiche.

L’energia cinetica totale acquisita a seguito della caduta, viene calcolata con la nota relazione generale:

Ek = ½ M V2 + ½ I ω2

dove

M = massa in caduta

V = velocità di caduta in traslazione

I = momento d’inerzia del masso

ω = velocità angolare del masso

Per riferimenti dettagliati sugli algoritmi di calcolo del moto si rinvia a quanto riportato nel manuale di

verifica del software utilizzato, mentre per gli algoritmi semi empirici relativi ai coefficienti di restituzione si

rinvia al manuale del software CRSP (rel. 3.0 e 4.0) realizzato da Pfeiffer e Bowen.

Coefficienti di restituzione

I coefficienti di restituzione normale e tangenziale derivano da dati di bibliografia e dall’interazione dei

seguenti fattori:

− Natura e spessore dei terreni di superficie

− copertura vegetale

− velocità di caduta

− dimensioni dei massi,

5

Nel caso in esame i coefficienti di restituzione che sono stati presi in considerazione sono di seguito

elencati:

‐ “Bedrock outcrops” (Hoek and Evert) per la porzione inferiore del versante interessata da un

rivestimento in spritz beton:

• Rn= coefficiente di restituzione normale = 0.35+/‐ 0.04;

• Rt= coefficiente di restituzione tangenziale = 0.85 +/‐ 0.04;

‐ “Soil with vegetation” (Hoek and Evert) per la porzione superiore del versante interessata da presenza

di vegetazione a basso e medio fusto:

• Rn= coefficiente di restituzione normale = 0.30+/‐ 0.04;

• Rt= coefficiente di restituzione tangenziale = 0.80 +/‐ 0.04;

2.3 Analisi statistica

Per effettuare delle simulazioni significative dal punto di vista statistico, nei profili di caduta sono stati

effettuati 1500 lanci. La zona di distacco è stata ubicata nelle zone critiche del versante al fine di

comprendere una buona casistica. Sulla profilo di caduta è stata inoltre posto un punto di analisi (“data

collector”) dove potrebbe essere collocata una barriera paramassi. Il data collector fa la “fotografia” di ciò

che statisticamente avviene in corrispondenza della barriera, consentendo di analizzare la frequenza delle

velocità e delle altezza di caduta. Le simulazioni hanno consentito di ricavare i grafici con:

• Frequenza dei punti d’arresto delle traiettorie di caduta lungo il pendio.

• Distribuzione dell’energia cinetica al data collector

• Distribuzione dell’altezza della traiettorie al passaggio sul data collector

Per poter essere utilizzati in modo sensato, i risultati del data collector sono stati epurati della dispersione

del tratto asintotico. A questo scopo è stato utilizzato il 95° percentile della distribuzione.

6

2.4 Criteri di progettazione e dimensionamento della barriera paramassi

La procedura di calcolo utilizza i coefficienti di sicurezza parziali incrementando le forze agenti (massa,

velocità e quindi energia) e riducendo le forze resistenti (le prestazioni della barriera), in accordo con i

suggerimenti della letteratura tecnica, Eurocodici e le linee guida di progettazione. I coefficienti dipendono

dalla qualità della simulazione della caduta massi e delle informazioni geomeccaniche. In particolare, la

progettazione delle barriere è stata effettuata secondo la nuova Norma Italiana UNI 11211‐4:2012 "Opere

di Difesa Dalla Caduta massi ‐ Parte 4: Progetto definitivo ed Esecutivo", la più aggiornata tra le poche

norme di progettazione disponibili emesse relative alla progettazione di barriere paramassi.

L’energia sollecitante di progetto è definita come:

ESd = 1/2 MdVd2

dove

Vd = VtγDp γtr=velocità del blocco di progetto

Md = Volbγ γVolF1γγ= massa del blocco di progetto

Vt = velocità in corrispondenza del punto di impatto con l’opera corrispondente al frattile del 95% delle

velocità calcolate nelle analisi delle traiettorie (m/s)

Volb= volume del blocco di progetto (m3)

γ = massa per unità di volume della roccia in posto (kg/m3)

e i coefficienti di sicurezza parziali sono i seguenti:

γDp= coefficiente che tiene conto della qualità della discretizzazione topografica del pendio ; il suo valore è

compreso tra 1,01 (pendii discretizzati con rilievo topografico di buona precisione in rapporto alle

caratteristiche del sito) e 1,10 (per pendii discretizzati con precisione medio‐bassa);

γtr= coefficiente di affidabilità di calcolo delle traiettorie; il suo valore è compreso tra 1,02 (per simulazioni

di caduta basate su coefficienti di restituzione ottenuti da analisi a ritroso) e 1,10 (per simulazioni di

caduta basate su coefficienti di restituzione derivate da sole informazioni bibliografiche);

γVolF1= coefficiente legato alla precisione del rilievo del volume del blocco; il suo valore è compreso tra 1,02

(per rilievi accurati della parete) e 1,10 (in assenza di rilievi finalizzati al progetto);

γγ = coefficiente legato alla valutazione della massa per unità di volume della roccia, che può essere

generalmente assunto pari a 1,00.

7

Nel caso di elevato rischio per la vita umana (per esempio nel caso di scuole, strade e ferrovie ad alta

percorrenza, ospedali, ecc.) all’energia sollecitante di progetto ESd può essere applicato un ulteriore

coefficiente amplificativo di protezione variabile da 1,00 a 1,20 in funzione del grado di rischio valutato in

base alle possibili conseguenze economiche, danni e perdite.

La capacità di progetto della barriera (ERdu o ERds se viene eseguito ripetitivamente un progetto allo stato

limite ultimo o allo stato limite di servizio) è definita come:

Ebarriera/γE

dove

Ebarriera= il valore energetico MEL o SEL (se viene eseguito ripetitivamente un progetto allo stato limite

ultimo o allo stato limite di servizio) che è in grado di assorbire la barriera.

γE = fattore di sicurezza parziale da applicare ai valori energetici MEL o SEL, che è uguale a 1,20 nel caso di

approccio al livello energetico MEL e uguale a 1,00 nel caso di approccio al livello energetico SEL

Per casi specifici di progetti al MEL, in cui per motivi morfologici sia necessario installare barriere paramassi

di sole 1 o 2 campate, è necessario adottare una delle due soluzioni seguenti:

‐ applicare comunque un fattore di sicurezza parziale γE = 1.2 e ricorrere a due stendimenti paralleli;

‐ applicare il fattore di sicurezza parziale γE = 2.0.

La verifica della capacità della barriera è soddisfatta se

(ESd ‐ Ebarriera/ γE) ≤ 0

La verifica dell’altezza della barriera (Htot) è soddisfatta se

(Hd+ fmin‐ Htot) ≤ 0

dove

Hd è l’altezza di progetto delle traiettorie, con

Hd = (Hv/ cosβ) + raggio del blocco di progetto

Hv = altezza delle traiettorie corrispondente al frattile del 95% delle traiettorie calcolate nelle simulazioni

numeriche, misurata sulla verticale

β = inclinazione della barriera rispetto alla verticale

fmin = franco libero superiore della barriera, che non deve essere minore di 0.5 m

Inoltre la posizione della barriera deve essere tale da soddisfare la seguente verifica

(Dbarriera γD –DA) ≤ 0

dove

8

Dbarriera = massimo allungamento (deformazione) della barriera, misurata durante il crash‐test MEL in scala

reale

γD =coefficiente di sicurezza parziale pari a

= 1,30 se il progetto è sviluppato in base all’approccio MEL; qualora le campate di estremità fossero

comprese nell’area delle possibili o la barriera avesse meno di 3 moduli funzionali si assume γD =

1,50;

= 1,00 se il progetto è sviluppato in base all’approccio SEL.

DA = distanza tra l’infrastruttura da proteggere e la barriera

9

2.5. Simulazioni numeriche

SEZIONE H‐H’

Di seguito vengono illustrati i risultati delle simulazioni numeriche effettuate con il software Rocfall

(RocScience).

Sezione indagata

Traiettorie di caduta massi lungo la sezione indagata. La retta verticale marrone indica la posizione della barriera

paramassi (ubicata ad alla quota di 655,5 m s.l.m., ovvero ad una distanza di circa 23 m dalla strada provinciale) e in corrispondenza della quale si estrapoleranno dal software i dati relativi ai blocchi in caduta (Data Collector)

Zona di distacco

Data collector

10

Distribuzione delle altezze di caduta lungo la sezione indagata in corrispondenza del data collector, da cui si rileva un’altezza massima di impatto pari a 9,03 m

Distribuzione delle velocità di caduta lungo la sezione indagata in corrispondenza del data collector, da cui si

rileva una velocità massima di impatto pari a 23,08 m/s

Dai dati ottenuti al Data Collector si ottengo i seguenti valori relativi al 95% della popolazione campionaria

in corrispondenza della barriera.

Concludendo al 95% (percentile) si ha per la Barriera:

‐ altezza di impatto: circa 4,19 m

‐ velocità di impatto: 17,89 m/sec

11

2.6. Dimensionamento della barriera paramassi

La barriera paramassi è stata dimensionata utilizzando dei coefficienti parziali di sicurezza per tenere conto

nel modo più opportuno delle reali incertezze del problema e della natura del rischio.

Per quanto attiene alle prestazioni delle barriere, si è fatto perciò riferimento ai crash test previsti dalla

norma ETAG 027 e agli standard commerciali diffusi. Le barriere sono state dimensionate tenendo conto

del Massimo Livello di Energia (MEL) che la barriera può trattenere, così come definito da ETAG 027.

Parametri di progetto

Le simulazioni di caduta massi hanno consentito di determinare in modo statistico i parametri dinamici

fondamentali delle traiettorie di caduta. Le simulazioni sono state collocate secondo le direttrici di massima

pendenza dei settori rappresentativi della zona di omogeneità geomeccanica. I dati delle simulazioni sono

stati campionati in un punto di analisi (“data collector”) collocato in aree morfologicamente idonee ad

accogliere una barriera paramassi.

I risultati delle analisi statistiche sono stati epurati al percentile 95% in modo da escludere i valori dispersi

nel tratto asintotico della distribuzione gaussiana e quindi scarsamente rappresentativi.

Di seguito si riporta il calcolo per il dimensionamento delle barriera paramassi in oggetto.

SEZIONE H‐H’

12

Modello Barriera RMC 300/A Massima energia nominale della barriera MEL 3000 [kJ] Massimo livello di energia effettivo della barriera 3136 [kJ] Dati Simulazione sviluppata con 1500 traiettorie Limite di confidenza dell'approccio statistico 95% della popolazione Inclinazione del data collector durante la simulazione di caduta massi [ε_datac] data collector perpendicolare al terrenoInclinazione media del pendio [α] 20.00 [°] Tolleranza per l'inclinazione della barriera [β] 5.00 [°] Altezza delle traiettorie sulla verticale per 95% dei casi [Hv] 4.19 [m] Altezza della traiettorie sul piano della barriera (Ipotesi: l'impatto avviene perpendicolare al piano della barriera) [Ht] 4.17 [m] Distanza minima tra la barriera e l'infrastruttura [Di] 23.00 [m] Velocita (traslazione) - limite di confidenza 95% [Vt] 17.89 [m/s] Volume del blocco [Volb] 2.00 [m3] Forma del blocco [shape] sfera Diametro medio del blocco [DN] 1.56 Per per unità di volume della roccia [γ] 2600 [kg/m3] Coefficienti di sicurezza parziale Qualità delle indagini Topografiche [γDp] 1.02 Qualità delle indagini Geomeccaniche - dimensione [γVolF1] 1.10 Qualità delle indagini Geomeccaniche - peso specifico [γγ] 1.00 Qualità della simulazione di caduta massi [γTr] 1.10 Traiettoria di progetto Velocità di progetto [Vt * γTr * γDp] [Vd] 20.07 [m/s] Massa di progetto [Volb *γVolF1 * γ * γγ] [Md] 5720.00 [kg] Altezza di progetto [Ht * gTr * γDp + DN/2] [Hd] 5.46 [m] Energia di progetto [0.5 * Md * Vd ^2] [Ed] 1152.32 [kJ] Caratteristiche della barriera Energia massima in accordo con ETAG 27 [MEL] 3136.00 [kJ] Livello energetico di servizio in accordo con ETAG 27 [SEL] 1073.00 [kJ] Deformazione dinamica massima MEL [Db] 6.05 [m] Altezza standard della barriera tra 5 m and 6 m Altezza nominale della barriera (Certificata) [Hb] 6.0 [m] Metodo di progettazione Progettazione finalizzata a livello energetico (MEL or MEL

13

SEL) Maximum Energy Level - livello energetico [EBARRIERA] 3136.00 [kJ] Fattore di amplificazione che considera il rischio esistente per : (3)_rilevanti conseguenze economiche e danni difficilmente riparabili [i] 1.10

Numero di campate costituenti la barriera: piu' di 3 Fattore di riduzione per la capacità della barriera [γE] 1.2 Fattore di amplificazione per la deformazione della barriera [ γDB] 1.3 Franco libero superiore della barriera (MIN 0.5 m) [Fmin] 0.5 [m] Prestazioni di progetto della barriera Energia di progetto [ Ed *i] [Esd] 1267.55 [kJ]

Deformazione di progetto [ Db * γDB] [Dd] 7.865 [m] Altezza di progetto della barriera [Hd + Fmin] [Htot] 6.0 [m] Prestazioni di progetto della barriera Verifica dell'energia [(Esd - Barriera/ γE) ≤ 0 ] -1345.8 Soddisfatta Verifica dell'allungamento [(Dd - Di) ≤ 0 ] -15.1 Soddisfatta Verifica dell'altezza [(Htot - Hb) ≤ 0 ] -0.04 Soddisfatta

La barriera sopra dimensionata avrà le seguenti caratteristiche:

- BARRIERA PARAMASSI TIPO RMC 300/A (3000 Kj) alta 6.0 m, che sarà installata alla quota di 655,5

m s.l.m., ad un a distanza di circa 23 m dalla strada provinciale al fine di permettere la libera

deformazione in caso di impatto senza interferire con le strutture ed infrastrutture da

proteggere.

La barriera è testata in accordo a quanto definito dalle Linee Guida ETAG 027.

e in particolare deve:

1. aver superato n°1 (una) prova di impatto con energia non inferiore a MEL (Maximum

Energy Level) della classe nominale di resistenza, con le condizioni previste nella ETAG 027

al punto 2.4.2.2;

2. aver superato n°2 (due) prove SEL (Service Energy Level) di impatto eseguite in

successione, senza effettuare riparazioni, con energia non inferiore ad 1/3 MEL, con le

condizioni previste nella ETAG 027 al punto 2.4.1.2 ed in particolare senza riparazioni

eccetto la rimozione del blocco inviluppato nella rete;

14

3. possedere un altezza residua in categoria A (>50%) relativamente a quanto previsto al

punto 2.4.2.2 della ETAG 027;

4. essere in possesso di certificato, rilasciato da organismo notificato ai sensi dell’art. 18 della

Direttiva 89/106/CEE, contenente le descrizioni dettagliate delle specifiche tecniche della

barriera paramassi oggetto delle prove in modo da consentire la verifica di conformità del

sistema nel suo complesso e dei singoli componenti costituenti il kit;

5. essere in possesso di certificato, rilasciato da organismo notificato ai sensi dell’art. 18 della

Direttiva 89/106/CEE, attestante l’avvenuto test in vera grandezza (crash‐test) nel rispetto

della ETAG 027 “Falling rock protection kits ‐ 2008”;

6. essere in possesso di certificato, rilasciato dallo stesso organismo notificato che ha

realizzato i test sulla barriera paramassi, ai sensi dell’art. 18 della Direttiva 89/106/CEE,

attestante l’avvenuta esecuzione delle prove di identificazione dei componenti del sistema,

quali: funi (2 campioni per ogni diametro), dispositivi di dissipazione, elementi della rete e

montanti nel caso questi ultimi non fossero conformi a EN 10025;

7. essere in possesso di certificato, rilasciato dallo stesso organismo notificato che ha

realizzato i test sulla barriera paramassi, ai sensi dell’art. 18 della Direttiva 89/106/CEE,

attestante la misura delle forze agenti (grafici forza‐tempo) durante l’impatto su almeno 6

distinti elementi di connessione della barriera paramassi con le fondazioni;

8. essere stata testata (crash‐test) in data successiva all’entrata in vigore della linea guida

stessa (1° Febbraio 2008); le attività di certificazione, ispezione e prova dei singoli

componenti e del sistema nel suo complesso, dovranno essere eseguite dai soggetti

previsti nei relativi sistemi di attestazione della conformità;

9. Saranno vincolati al piede con cerniera omnidirezionale. I pannelli saranno di rete in funi

di acciaio di tipo trefolo con sezione minima di 11 mm. È prescritto che le barriere

abbiano accorgimenti atti alla salvaguardia delle fondazioni del montante. È necessario

che il costruttore dell’impresa fornisca le massime forze agenti sui controventi (laterali e

di monte) misurate durante i crash test; il posatore fornirà una relazione per il

dimensionamento delle fondazioni come da relazione geologica allegata al progetto e

allegata di seguito. Le prescrizioni sopra indicate assicurano prestazioni ottimali e

consentono una più facile manutenzione delle barriere eventualmente lesionate da

impatti.

15

Tutti i materiali e/o componenti devono essere nuovi di fabbrica ed accompagnati da

certificazione di origine e dichiarazioni di conformità, secondo le normative applicabili, in

particolare EN 10025 (montanti in acciaio), EN12385‐4 (funi d’acciaio), EN 10264‐2 di classe B

(zincatura funi) , EN 10264‐2 di classe A (zincatura rete), EN 1461 (zincatura carpenteria metallica),

EN 13411‐5 (morsetti), nonché, ove previsto, dalla dichiarazione di conformità CE del singolo

componente ai sensi del DPR n.246/93. Tutti i grilli utilizzati devono essere di tipo ad alta

resistenza con coefficiente di sicurezza pari a 6. Tutte le certificazioni, i manuali di installazione e la

documentazione tecnica, devono essere preventivamente sottoposte per approvazione alla D.L.

Le barriere proposte potranno essere scelte tra le categorie commerciali standard previste dalla norma ETAG 027, come riportato in Tabella 2.

Tabella 2 - Categorie di barriere paramassi secondo ETAG. Sono evidenziate le categorie MEL adottate per il dimensionamento delle barriera paramassi.

Energy level classification

0 1 2 3 4 5 6 7 8

SEL ‐ 85 170 330 500 660 1000 1500 >1500 MEL≥ 100 250 500 1000 1500 2000 3000 4500 >4500

16

Stralcio relazione geologica sito per barriere paramassi:

"CARATERIZZAZIONE LITOLOGICA, GEOTECNICA E SISMICA DELL’AREA INTERESSATA

DALL’INSTALLAZIONE DELLE BARRIERE PARAMASSI (rif. Elab. 3 ‐ Relazione geologica‐geotecnica e

geostrutturale)

La campagna di indagine effettuata ha consentito la definizione delle caratteristiche

stratigrafiche e dei principali parametri fisico‐meccanici dei terreni di sedime interessati dalle

opere di fondazione necessarie per la posa in opera delle barriere paramassi.

I sondaggi sono stati effettuati a monte della strada provinciale n.933 (S1 e S2 ‐ profondità

8,50 ml circa dal p.c.), dove si prevede la posa in opera delle barriere paramassi; sono stati

realizzati mediante una trivella tipo Rotary (rotazione meccanica con carotiere del diametro di 101

mm) I dati raccolti nel corso delle indagini hanno messo in evidenza una serie litostratigrafica

locale caratterizzata dalla presenza dei terreni appartenenti alla coltre detritico‐colluviale (in

superficie) e dalla sottostante formazione marina del substrato costituita da argille siltose e argille

marnose grigio‐azzurre omogenee o finemente laminate cui si intercalano sottilissimi livelli

sabbioso‐siltosi (Formazione della Laga – Associazione Pelitica).

In sintesi la locale successione litostratigrafia è costituita, a partire dall’alto, dalle seguenti

litotipi:

Depositi continentali

TERRENO VEGETALE E/O MASSICCIATA STRADALE [LITOTIPO A] di spessore pari a

circa 0,2 m in corrispondenza del sondaggio n.1 e di circa 0,6 in corrispondenza del sondaggio n.2.

COLTRE DETRITICO-COLLUVIALE [LITOTIPO B] depositi costituiti da limi‐argillosi e limi–

sabbiosi mediamente consistenti. Il sondaggio n°2 ha evidenziato la presenza di clasti arenacei

derivanti da distacchi sulla parete rocciosa sovrastante. La fascia detritica ha una distribuzione

spaziale tipicamente cuneiforme, con uno spessore che tende a diminuire da monte verso valle. Lo

spessore rinvenuto è pari a 1,50 – 1,90 ml

Ai fini dei calcoli geotecnici possono essere assunti i seguenti parametri*:

γ [t/mc]: peso di volume = 1,90

Cu [t/mq]: coesione non drenata = 9 - 11

Cuk [t/mq]: coesione non drenata – parametro caratteristico1 = 8

φ [gradi]: angolo di attrito interno = 25°

17

φk [gradi]: angolo di attrito interno – parametro caratteristico1 = 22°

* Parametri dedotti da dati reperiti.

Depositi marini del substrato

UNITA’ PELITICA [LITOTIPO C] costituita da argille marnose grigio – nocciola e/o azzurre molto

consistenti alternate a strati sabbiosi giallastri compatti. La parte a contatto con la coltre si presenta

alterata per uno spessore variabile da 1,00 ml (S2) a 2,10 ml (S1). Lo spessore complessivo di tale

litotipo è pari a diversi ml.

Ai fini dei calcoli geotecnici si individuano due litotipi ai quali possono essere assunti i

seguenti parametri:

γ [t/mc]: peso di volume = 2,10

Cu [t/mq]: coesione non drenata = 22,6

Cuk [t/mq]: coesione non drenata – parametro caratteristico1 = 18

c [t/mq]: coesione drenata = 3,2

ck [t/mq]: coesione drenata – parametro caratteristico1 = 2

φ [gradi]: angolo di attrito interno = 26°

φk [gradi]: angolo di attrito interno – parametro caratteristico1 = 24°

Ed [Kg/cmq]: modulo edometrico = 120

Edk [Kg/cmq]: modulo edometrico– parametro caratteristico1 = 96

Durante le indagini effettuate non sono state riscontrate manifestazioni idriche fino alle profondità

investigate.

18

SISMICITA’

Con l'Ordinanza del Consiglio dei Ministri n°3274 del 20 Marzo 2003, l'intero territorio nazionale è

stato oggetto di un aggiornamento e revisione della classificazione sismica. Esso è stato suddiviso in quattro

zone a livello decrescente di pericolosità sismica di base. Il territorio del comune di Montefalcone

Appennino è interamente incluso nella zona 2.

Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008, infatti, la stima della pericolosità sismica viene

definita mediante un approccio “sito dipendente” e non più tramite un criterio “zona dipendente”.

‐_Categoria di sottosuolo

Facendo riferimento al Testo Unico – Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14 gennaio 2008 – §

7.11.3) ed alla nuova normativa sismica Ord. P.C.M. n° 3274 del 20.3.03, ai fini della definizione dell’azione

sismica di progetto, si può fare riferimento ad un approccio semplificato, che si basa sull’individuazione di

categorie di sottosuolo di riferimento (Tabella 3.2.II e Tabella 3.2.III) sulla base della misura diretta della

Vs30 (velocità media di propagazione delle onde di taglio entro 30 metri di profondità) o, nei casi in cui tale

misura non sia disponibile, sulla base dei valori del numero equivalente di colpi della prova penetrometrica

dinamica Nspt,30 nei terreni a grana grossa e/o tenendo conto della resistenza non drenata equivalente Cu,30

nei terreni a grana fine.

Nel presente lavoro per la definizione della categoria di sottosuolo si è fatto riferimento alla stazione di

acquisizione TR2, posta nell’area interessata dalle nuove barriere paramassi, mediante un tromografo

digitale che consente la determinazione delle velocità delle onde di taglio (Vs) utilizzando un codice di

calcolo appositamente creato per interpretare i rapporti spettrali (HVSR) basati sulla simulazione del campo

d’onde di superficie (Rayleigh e Love) secondo la teoria descritta in AKI (1964) Ben‐Menahem e Singh

(1981)‐ (Indagini geofisiche allegate).

Nel sito in esame la 30Vs , è risultata pari a 294 m/sec e quindi secondo la tab. 3.2.II della normativa,

il sottosuolo appartiene alla categoria C.

CATEGORIA C

Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o

terreni a grana fine mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m,

caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche

con la profondità e da valori di Vs30 compresi tra 180 e 360 m/s, ovvero

15< NSPT30 <50 nei terreni a grana grossa e 70< Cu < 250 kPa nei terreni a

grana fine.

19

‐ Coefficiente di amplificazione topografica

Il coefficiente di amplificazione topografica è stato determinato tenendo conto delle indicazioni contenute

nel D.M. del 14.01.2008 (punto 3.2.1. – Tab. 3.2.IV e Tab. 3.2.VI). Essendo l’opera da realizzare ubicata in

quasi in cresta ad un versante con inclinazione pari a circa 14° si ricava una Categoria Topografica T1 (Tab.

3.2.IV). A tale categoria corrisponde un Coefficiente di amplificazione topografica ST pari a 1 (Tab. 3.2.VI).

‐Determinazione della frequenza caratteristica di risonanza

L’interpretazione della prova sismica effettuata con il tromografo digitale permette, come già

accennato, di determinare la frequenza caratteristica di risonanza del sito. Tale dato rappresenta un

parametro importante per il corretto dimensionamento delle strutture in termini di risposta sismica locale

evitando di realizzare strutture aventi la stessa frequenza di vibrazione del terreno e che in caso di sisma

possono essere soggette all’effetto di “doppia risonanza” che potrebbe comprometterne la stabilità stessa.

L’analisi della curva H/V relativa alla registrazione effettuata nel sito in esame ha evidenziato una

frequenza significativa di risonanza pari a 12,81 Hz.

‐Determinazione parametri sismici dell’area

Con l’entrata in vigore delle “Norme tecniche per le Costruzioni” – D.M. del 14.01.2008 la stima

della pericolosità sismica locale viene determinata mediante la definizione dell’azione sismica di riferimento

dedotta sulla base dei valori di pericolosità recentemente prodotti e messi in rete dall’Istituto Nazionale di

Geofisica e Vulcanologia (INGV).

In questa sede per la definizione dei principali parametri che caratterizzano lo spettro per la località

investigata, ed eventualmente i periodi di ritorno non coincidenti con i parametri contenuti nell’allegato A

delle norme, è stata utilizzata un’applicazione software on line messa a disposizione dalla Geostru

software® denominata “GeoStru PS®” (link: http://www.geostru.com/geoapp/ParametriSismici.aspx).

La definizione dei parametri sismici dei siti in esame avviene utilizzando i dati provenienti da

quattro siti di riferimento (nodi della rete INGV) mediante alcuni processi di interpolazione. Le coordinate

geografiche utilizzate per il posizionamento del sito all’interno della griglia elaborata dalla INGV sono state

ricavate direttamente dalla mappa geografica presente sul sito e sono:

Coordinate geografiche

(WGS84)

Latitudine ϕ Longitudine λ

42,988618° 13,458830°

Le principali caratteristiche delle opere da realizzare sono:

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1 Tipo di costruzione (1 – 2 – 3) 2

2 Vita Nominale VN (≤10 ‐ ≥50 ‐ ≥100) 50 anni

3 Classi d’uso in presenza di azioni sismiche (I – II – III – IV) II

4 Coefficiente d’uso Cu (0.7 – 1.0 – 1.5 – 2.0) 1

5 Periodo di riferimento per l’azione sismica VR = VN*Cu 50 anni

6 Categoria sottosuolo C

7 Categoria topografica T1 [β<15°]

Le elaborazioni effettuate hanno fornito i seguenti parametri sismici:

STATO LIMITE TR ag (g) F0 T*C SS CC ST amax

SLO 30 0.057 2.485 0.278 1.50 1.600 1.0 0.845

SLD 50 0.072 2.461 0.292 1.50 1.580 1.0 1.060

SLV 475 0.176 2.464 0.343 1.44 1.500 1.0 2.511

SLC 975 0.230 2,504 0.348 1.35 1.490 1.0 3.043

[anni] [g] [‐] [s] [‐] [‐] [‐] [m/s2]

STATO LIMITE

TR ag (g) amax βS Kh Kv

SLO 30 0.057 0.845 0.200 0.017 0.009

SLD 50 0.072 1.060 0.200 0.022 0.011

SLV 475 0.176 2.511 0.240 0.061 0.031

SLC 975 0.230 3.043 0.280 0.087 0.043

[anni] [g] [m/s2] [‐] [‐] [‐]

Il progettista

Ing. Luca Corazza

1

RELAZIONE DI CALCOLO TIRANTI La presente relazione riporta i risultati dei calcoli di natura geotecnica e strutturali inerenti ai tiranti di consolidamento dei blocchi lapidei. I calcoli di carattere geotecnico hanno riguardato la determinazione :

- della forza sismica in base alla normativa vigente; - della forza dei tiranti - della lunghezza dei tiranti

La normativa di riferimento è:

- DM. 14/01/2008 " Norme tecniche per le costruzioni" - Circolare 02/02/2009 "Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme tecniche per le

costruzioni "DM Infrastrutture Materiali: tirante Φnom = 26.50 mm acciaio tipo 950/1050 N/mmq carico snervamento = 525 KN = 52500 Kg carico ultimo = 580 KN = 58000 Kg Valutazione delle azioni sismiche: Coordinate geografiche del sito: 13.458028 42.958374 Analisi con metodo pseudostatico (NTC 7.11.3.5.2).

WkF hh ×= WkF vv ×=

ga

k shmax×= β

hv kk ×±= 50.0

gTSg aSSaSa ××=×=max = [7.11.5 NTC] = 1.43718 x 1.40 x 1.744 = 3.51 pertanto si ha:

ga

K shmax×= β = 0.24 x 3.51/9.81 = 0.086

Kv = 0.50 x Kh = 0.043

2

Calcolo 1. La verifica viene eseguita al ribaltamento sullo spigolo di valle Si ipotizza che sul retro del masso non vi siano spinte delle acque e terreni. W = 23400 Kg = 234KN blocco ipotizzato = 3x3x1 bw = braccio = -0. bF = braccio tirante = 1.00 bwk = altezza mezzo blocco = 1.5 Ms = W bw + F bF = 234 x 0 + F x 1.0 = F M rib = Kh W bwk= 0.086 x 234 x 1.5 = 30.2 KN γr = Ms/Mrib ≥ 1.0 a NTC. In via cautelativa si ritiene di dover indicare un valore minimo pari a 1.40 per tener conto delle numerose variabili non conosciute dell'intero sistema. Pertanto Fmin = 30.2 x 1.4 = 42.28KN F snerv = 525 kN F yd = Fyk/γs = 525/1.15 = 456.5 kN pertanto risulta soddisfatta la condizione di progetto. Verifica bulbo del tirante Si considera un bulbo pari a L=10.0m Slim = bLD ××× τπ = la τ = dalla letteratura per le rocce analoghe è pari a 1.20N/mmq S lim = 3.14 x 60 x 1.20 x 10000 = 2261kN Verificato Il progettista: Ing. Luca Corazza

Relazione calcolo barriera paramassi

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