Analisi dei carichi 1 Carichi permanent

I carichi permanenti sono relativi ai pesi delle solette strutturali, del terreno e delle opere tramviarie che vengono realizzate nelle zone dei sottopassi. I carichi in questione valgono:

- Impalcato prefabbricato tipo “PAIL 60/120” e soletta di 20 cm.:

10,0 kN/m2

- Terreno (s = 0,65 m): 0,65·19 = 12,3 kN/m2

- Terreno (s = 2,90 m): 2,90·19 = 55,0 kN/m2

- Pacchetto stradale e sovrastruttura tramvia: 0,5·22 = 11,0 kN/m2

Il carico composto dei vari contributi viene introdotto nei modelli ad elementi finiti attraverso differenti procedimenti. Per quel che attiene al peso proprio delle strutture, questo è assegnato attraverso l’indicazione della direzione di azione della gravità. Per quel che riguarda il terreno di copertura delle solette, anch’esso è introdotto mediante masse non strutturali alle quali è applicata l’accelerazione di gravità. Ciò consente di assegnare tali masse anche nel caso di azioni sismiche orizzontali definite mediante un’accelerazione orizzontale equivalente.

Per quel che riguarda infine i carichi delle sovrastrutture, essi sono assegnati con carichi uniformemente distribuiti sulle solette in questione.

8.5.2 Sovraccarichi variabili  Carico tramvia

I carichi accidentali dovuti al peso della tramvia a pieno carico è stato calcolato considerando una carrozza avente le caratteristiche riportate nella seguente immagine.

Le principali caratteristiche del treno rappresentato nella successiva immagine sono le seguenti:

- lunghezza: 31,90 m

- numero assi: 6

Una carrozza a pieno carico ha un peso complessivo pari a 630,0 kN. Considerando un carico distribuito equivalente, Il sovraccarico accidentale per ciascuna linea tranviaria risulta quindi pari a:

q1,t = 630/31,90 = 19,75 kN/m

La composizione dei treni può essere realizzata mediante un accoppiamento di massimo due carrozze per un lunghezza totale di 63,8 m.

 Incremento dinamico carico tramvia

Per tenere conto degli effetti dinamici l’entità dei carichi mobili viene maggiorata moltiplicandola per il coefficiente di incremento dinamico calcolato impiegando la normativa ferroviaria attualmente vigente (Norme FF.SS.: “Sovraccarichi per il calcolo dei ponti ferroviari”).

Viene applicata la seguente formula approssimata. 4 , 1 31 , 1 73 , 0 2 , 0 16 , 2        L

Dove L 15, m5 . _{Si ricava quindi il seguente}

carico tramviario amplificato con il coefficiente dinamico.

Q1,t = ·q1,t = 1,4 ·19,75 = 27,65 kN/m

Carico stradale

Sono stati considerati i seguenti carichi mobili stradali, in contemporaneo passaggio insieme al tram sulle due linee parallele:

q1,a → mezzo convenzionale da 600 kN a tre assi aventi le caratteristiche

indicate nel seguente schema.

q1,b → carico ripartito pari a 30 kN/m disposto ai fini del calcolo delle

strutture principali lungo l’asse di una corsia di ingombro.

Figura 6: Schema della colonna di carichi per la verifica di ponti stradali

Tali carichi mobili vengono applicati all’impalcato secondo lo schema riportato nel seguente capitolo.

 Incremento dinamico carico stradale

Per tenere conto degli effetti dinamici l’entità dei carichi mobili viene maggiorata moltiplicandola per il coefficiente di incremento dinamico calcolato impiegando la normativa stradali attualmente vigente (DM 04.05.1990: “Aggiornamento delle norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo di ponti stradali”). Viene applicata la seguente formula, con la luce teorica L 15, m5 .





Si ricava quindi il seguente carico stradale amplificato con il coefficiente dinamico.

8.5.3 Spinta del terreno

La spinta del terreno viene calcolata in automatico dal programma PARATIE in funzione delle caratteristiche dei terreni inserite nei modelli di calcolo. La spinta attiva e passiva sono calcolate con le formule di Coulomb dell’equilibrio limite, aggiungendo o sottraendo la pressione neutra dell’acqua.

Per quel che riguarda il modello tridimensionale, si è assegnata la spinta attiva del terreno assumendo una pressione dipendente dalla quota verticale Z secondo la relazione di Coulomb assumendo un coefficiente di spinta attiva pari a 0,4 e un peso di terreno pari a 19 kN/m3. Nel caso di presenza di acqua si è assunto un peso di terreno immerso pari al 60% di tale valore e la spinta idrostatica dell’acqua fino alla quota di -6,0 dal piano di campagna, corrispondente al tappo argilloso individuato dalla relazione geotecnica.

8.5.4 Azioni del sisma

Con riferimento al DM 14/01/2008 NTC si calcolano le azioni sismiche sulle opere di sostegno con azioni statiche equivalenti applicate alle masse delle parti in calcestruzzo e alle quote di terreno che si considerano attive rispetto al movimento orizzontale.

In accordo alla relazione geotecnica si è assunta una accelerazione sismica di picco pari a 0,20g a livello dello strato di bedrock, con distribuzione linearmente crescente da una profondità di -15 m dal piano di campagna fino in superficie. Per quanto attiene alle masse strutturali, esse sono state integralmente considerate nelle forze sismiche. Per quel che riguarda il terreno, esso è invece stato considerato attraverso le masse non strutturali per una quota del 50% rispetto al totale. In tal modo si è introdotta in forma semplificata l’interazione dei sottopassi con il terreno adiacente contenuto nelle zone di partecipazione alla spinta attiva. In particolare le accelerazioni orizzontali saranno calcolate a partire dal valore base previsto dalla relazione geotecnica, applicando i fattori α e β che introducono l’effetto di riduzione del tipo del terreno nella trasmissione del movimento a partire dal bedrock, e l’azione efficace sulle strutture di sostegno in funzione dello spostamento che si verifica in testa.

Al fine di ottenere uno stato di sicurezza compatibile con il tipo di struttura e la sua classe di importanza, si fissa uno spostamento in testa alle strutture di sostegno non superiore al 5‰ dell’altezza libera della paratia stessa.

In accordo a tale determinazione, entrando nei diagrammi di figura 8 e 9, fissata una profondità di imposta di 15 m, un terreno di tipo B, e uno spostamento di circa 0,035 m, si ottiene un valore di α pari a 1,0 e un valore di β uguale a 0,5.

Figura 7 – Fattore di smorzamento del terreno