Azioni variabili dovute al traffico e alla presenza di persone

La normativa italiana in accordo con gli Eurocodici prevedono per i ponti stradali i seguenti schemi di carico:

- Schema di Carico 1: è costituito da carichi concentrati su due assi tandem, applicati su impronte di pneumatico di forma quadrata e lato 0,4 m, e da carichi uniformemente distribuiti, come riportato in figura:

Questo schema è da assumere come riferimento sia per le verifiche globali che per quelle locali, considerando un solo carico tandem per corsia, disposto in asse alla corsia stessa. Il carico tandem, se presente, va considerato per intero.

- Schema di carico 2: è costituito da un singolo asse applicato su specifiche impronte di pneumatico di forma rettangolare di larghezza 0,60 m e altezza 0,35 m, come mostrato in figura:

Figura 22: Rappresentazione dello schema di carico 2.

Questo schema va considerato autonomamente con asse longitudinale nella posizione più gravosa ed è da assumere a riferimento solo per verifiche locali. Qualora sia più gravoso si considererà il peso di una singola ruota di 200 kN.

- Schema di carico 3: è costituito da un carico isolato di 150 kN con impronta quadrata di lato 0,40 m. si utilizza per verifiche locali su marciapiede non protetti da sicurvia.

Figura 23: Rappresentazione dello schema di carico 3.

- Schema di carico 4: è costituito da un carico isolato di 10 kN con impronta quadrata di lato 0,1 m. si utilizza per verifiche locali su marciapiedi protetti da sicurvia e sulle passerelle pedonali;

- Schema di carico 5: costituito da folla compatta , agente con intensità nominale, comprensiva degli effetti dinamici, di 5,0 kN/m2 . Il valore di combinazione è invece di 2,5 kN/m2. Il carico deve essere applicato su tutte le zone significative della superficie di influenza, inclusa l'area dello spartitraffico centrale , ove rilevante.;

- Schemi di carico 6a, 6b e 6c: in assenza di studi specifici ed in alternativa al modello di carico principale, generalmente cautelativo, per opere di luce maggiore di 300 m, ai fini della statica complessiva del ponte , si può far riferimento ai seguenti carichi

(4.13) (4.14) (4.15)

Dove L è la lunghezza della zona caricata espressa in m.

Tali schemi di carico vanno opportunamente combinati nelle varie combinazioni secondo i criteri riportati nel seguente prospetto delle attuali norme tecniche:

Prima di applicare tali carichi è utile definire le corsie convenzionali, che non corrispondono alle corsie effettive della carreggiata stradale. La normativa italiana detta i criteri principali per la loro definizione , di seguito si riporta uno schema tipico di suddivisione in corsie convenzionali di una piattaforma stradale e la tabella riassuntiva dei criteri di suddivisione della stessa in corsie di carico:

Tabella 14: Criteri di definizione delle corsie convenzionali di carico

Figura 25: Schema disposizione corsie convenzionali di carico.

La suddivisione in corsie convenzionali deve avvenire in modo da creare le condizioni di carico più sfavorevoli possibile. per ciascuna singola corsia si applicano gli schemi di carico sopra riportati per una lunghezza tale da ottenere l'effetto più sfavorevole. In ogni caso il numero delle colonne non deve essere inferiore a 2, a meno che la larghezza della sede stradale non risulti inferiore a 5,40 m. Inoltre per i ponti di I° categoria (ponti per i quali i valori dei carichi da traffico da applicare si considerano per il loro intero valore) si devono considerare le seguenti intensità dei carichi per asse:

Azioni da traffico da considerare sulle strutture secondarie di impalcato

Per le verifiche di tipo locale si adottano gli schemi di carico 1,2,3 e 4,e i carichi si considerano uniformemente distribuiti sulla loro impronta . La diffusione del carico attraverso la pavimentazione si considera avvenire secondo una inclinazione di 45°, fino al piano medio della struttura della soletta sottostante. Di seguito si riporta una immagine illustrativa della diffusione dei carichi all'interno dello strato della pavimentazione:

Figura 26: Esempio di diffusione dei carichi all'interno del pacchetto di pavimentazione stradale.

Carico da traffico dovuto all'azione di frenatura dei veicoli

Il carico dovuto all'azione di frenatura esercitata dai vari veicoli che percorrono il ponte secondo la normativa si valuta come combinazione di due forzanti, una diretta verticalmente di intensità pari all'intensità del carico dovuto all'asse considerato transitante in quel momento, e un'altra orizzontale pari al 60% della forzante verticale dell'asse, come riportato i figura:

Tali forze nel nostro modello sono state impostate nel programma che le ha calcolate in maniera automatica in funzione dei vari schemi di carico via via agenti per ogni singola corsia. Il programma ha restituito quindi valori massimi e minimi delle sollecitazioni dovuti al transito all'applicazione dei vari schemi di carico e dei carichi dovuti alla frenatura dei veicoli. La forza di frenamento o accelerazione è funzione quindi del carico verticale totale agente sulla corsia convenzionale 1, per i ponti di categoria I è uguale a:

(4.16)

Essendo w1 la larghezza della corsi e L la lunghezza della zona caricata. Nel nostro caso tale valore viene

valutato in maniera del tutto automatica dal software di calcolo CSIbridge. Carico da traffico dovuto all'azione centrifuga

Tale tipologia di carico è presente nei ponti che presentano l'asse con una certa curvatura. Nel nostro caso la struttura risulta avere asse completamente rettilineo, pertanto tale tipologia di carico non è da considerarsi nei calcoli.

Resistenze passive dei vincoli

Tale tipologia di carico viene considerata nella progettazione delle sottostrutture quali spalle e pile e per progettare i vincoli stessi, e nascono dalle resistenze passive dei vari vincoli. Tale carico in genere losi deve considerare in caso di:

- appoggi scorrevoli multidirezionali o unidirezionali (lungo la direzione libera); - appoggi in gomma.

La nostra struttura non presenta appoggi ingomma ma presenta una coppia di appoggi unidirezionali che lasciano libera la traslazione in direzione parallela all'asse dl ponte, e pertanto per tali vincoli è stata considerata la resistenza parassita come aliquota del carico verticale (pari al 3% dello stesso) e agente orizzontalmente in direzione opposta alla ipotetica traslazione.

Urto dei veicoli in svio

Gli elementi di sicurezza quali i sicurvia e i parapetti devono essere progettati in funzione della classe di sicurezza richiesta e per il relativo impiego. In caso di mancanza di particolari indicazioni rispetto a tale tipologia di dispositivo, si potrà proseguire alla verifica ugualmente considerando un carico di intensità 1,5 kN distribuito uniformemente su una lunghezza di 0,50 m, e applicato ad una quota h pari alla minore fra le due dimensioni h1 e h2, dove:

- h1 = hbarriera - 0,10 m;

- h2 = 1,00 m.

L'altezza dei parapetti dovrà essere maggiore di 1,10 m e tali elementi dovranno essere verificati per un'azione orizzontale agente sul corrimano e di intensità pari a 1,5 kN.