Carichi variabili Azione del vento

L'azione vento è stata nel modello modellata come incarico orizzontale distribuito di tipo statico agente ortogonalmente all'asse del ponte e la superficie da esso investita è stata considerata pari ad un rettangolo di base pari alla lunghezza totale dell'impalcato e di altezza pari all'altezza dell'impalcato stesso più ulteriori tre metri (utili a simulare l'azione che il vento esercita sulla superficie offerta dai carichi transitanti). Per quanto riguarda invece gli elementi costituenti le arcate il carico vento è stato opportunamente considerato attraverso la funzione automatica "Auto lateral load pattern" che il programma offre e che fa riferimento alle caratteristiche richieste dall'attuale normativa italiana per quanto riguarda la sua definizione relativamente al sito dove l'opera è collocata. La pressione del vento è data dall'espressione:

(4.1)

Dove:

-qb è la pressione cinetica di riferimento espressa in N/m2 e data dall'espressione:

(4.2)

- vb è la velocità di riferimento del vento espressa in m/s (valore caratteristico della velocità del vento a 10

metri dal suolo su un terreno di categoria di esposizione II mediata su 10 minuti e riferita a un periodo di ritorno di 50 anni). Nel nostro caso il valore dell'altitudine sul livello del mare as risulta essere pari a 210

metri, e quindi inferiore ad a0 = 1000m , pertanto il valore adottato per la velocità di riferimento sarà pari a

vb,0 = 27 [m/s] relativo alla zona 3. Tale valore però è stato riferito ad un tempo di ritorno pari a 100 anni

(vita utile dell'opera), attraverso il coefficiente moltiplicativo αR:

(4.3)

Pertanto il valore adottato per la definizione di vb è pari a:

(4.4)

- ρ è la densità dell'aria assunta convenzionalmente costante e pari a 1,25 kg/m3.

- ce è il coefficiente di esposizione funzione dell'altezza z sul suolo del punto considerato,dalla topografia

del terreno e dalla categoria di esposizione del sito dove sorge l'opera. Nel nostro caso la z risulta maggiore della zmin relativa alla categoria di esposizione III pari a 5 metri, pertanto il coefficiente di esposizione sarà

da ritenersi costante per quanto riguarda le quote inferiori a zmin delle parti della struttura investite dal

vento, mentre per le parti poste a quote maggiori varierà in funzione dell'altezza z secondo la seguente legge:

- cp è il coefficiente di forma (o areodinamico), funzione della tipologia della costruzione e

dell'orientamento di questa rispetto alla direzione del vento. Nel nostro caso è stato considerato l'impalcato come una trave isolata ed è stato per esso assunto il valore di cp pari a:

(4.5)

dove:

- ϕ è pari al rapporto fra Sp (superficie della parete piena della trave) e S (superficie delimitata dal contorno

della trave, e nel nostro caso pari a ϕ = 0,27.

- cd è il coefficiente dinamico con cui si tiene conto degli effetti riduttivi associati alla non contemporaneità

delle massime pressioni locali e degli effetti amplificativi dovuti alle vibrazioni della struttura in via del tutto cautelativa e in assenza di analisi specifiche può essere assunto pari ad 1.

Azione tangenziale del vento

Tale carico è stato considerato agente in direzione ortogonale all'impalcato e modellato come carico uniformemente distribuito dove il valore per unità di superficie è stato ricavato dalla seguente relazione:

(4.6) Dove:

- cf è il coefficiente di attrito assunto pari a 0,02 (relativo a superfici scabre quali cemento a faccia scabra e

catrame).

I valori dei coefficienti di esposizione sono stati valutati sia per la condizione sopravento che per la condizione sottovento per quanto riguarda l'impalcato del ponte e per le pile. Per l'impalcato e le pile il carico è stato modellato e inserito nelle condizioni di carico mentre per le sezioni tubolari delle arcate (arco, traversi e puntoni) è stata adottata la funzione automatica di generazione del carico vento. Per le pile è stata considerata per il carico vento la condizione più gravosa, ovvero quella che prevede il vento agente in direzione parallela all'asse dell'impalcato del ponte

Azione dovuta alla presenza della neve

Il carico neve è stato modellato come carico uniformemente distribuito e applicato sulla superficie superiore dell'impalcato e per tutta la sua larghezza e lunghezza. Nelle combinazioni di carico il carico neve è stato fatto agire in assenza di carichi dovuti al traffico. Il valore di carico neve è stato valutato secondo la seguente espressione:

(4.7)

dove:

- qs è il carico neve per unità di superficie espresso in [kN/m2];

- μi è il coefficiente di forma, assunto pari a 0,8 (neve su superficie piana):

- qsk è il valore caratteristico di riferimento del carico neve al suolo espresso in [kN/m2], riferito ad un

periodo di ritorno di 50 anni. Nel nostro caso la località dove è sita l'opera ricade in zona 2 come riportato nel prospetto dell'attuale normativa italiana e la quota sul livello del mare risulta maggiore ai 200 m, pertanto il valore caratteristico di riferimento si valuta mediante la seguente espressione:

dove:

- as è la quota espressa in metri sul livello del mare del sito in cui sorge l'opera.

Coefficiente di esposizione per carico dovuto alla presenza di neve

- CE è il coefficiente di esposizione e viene usato per modificare il valore del carico neve in funzione delle

caratteristiche della zona in cui sorge l'opera e della sua topografia, il suo valore può variare a seconda della presenza di opere o costruzioni nelle immediate vicinanze. Nel nostro caso il valore adottato per tale parametro è 1 (topografia normale).

Coefficiente termico per carico dovuto alla presenza di neve

- Ct è il coefficiente termico per il carico neve, e serve per tener conto della potenziale riduzione del valore

del carico a causa dello scioglimento della stessa, dovuto al calore emanato dalla struttura. Tale coefficiente tiene conto in maniera intrinseca delle caratteristiche di isolamento della struttura, e in assenza di studi specifici può essere cautelativamente assunto pari all' unità. Nel nostro caso essendo una struttura che non presenta particolare necessità di essere riscaldata può considerarsi avente la stessa temperatura dell'ambiente circostante e questo ci consente di adottare un valore pari a 1 per tale coefficiente.

Di seguito si riporta il valore ricavato per il carico neve da adottare nella nostra struttura:

(4.9)