Geometria

Il viadotto analizzato si sviluppa su 4 campate con luci pari a 40 m + 60 m × 2 + 40 m, per una lunghezza complessiva di 200 m. L’impalcato, a sezione composta acciaio calcestruzzo, si configura con uno schema statico di trave continua su 5 appoggi.

La Figura 4-5, Figura 4-6 e Figura 4-6 mostrano il prospetto longitudinale del viadotto e la sezione trasversale corrente dell’impalcato.

40 60 60 40

Figura 4-5. Prospetto longitudinale del viadotto A

40 60 60 40

106

40 60 60 40

Figura 4-7. Prospetto longitudinale del viadotto C

Figura 4-8. Sezione trasversale tipo dell’impalcato

La sezione trasversale è stata dimensionata in modo da poter ospitare un tracciato stradale di tipo B1 ad andamento rettilineo con pendenza longitudinale nulla. L’impalcato ha una larghezza costante di 12 metri ed ospita una carreggiata di 9,75 metri di larghezza (due corsie da 3,75 m più una banchine da 1,50 m e una da 0,50 m), alla quale si affiancano esternamente due cordoli rispettivamente di 0,75 m e 1,50 m per l’inserimento dei guard-rail (Classe H3) e di un marciapiede pedonabile (strada di categoria B1).

La sezione trasversale dell’impalcato è costituita da una coppia di travi metalliche a "doppio T" in composizione saldata ed una soletta superiore in c.a..

Le travi sono disposte ad interasse trasversale pari a 6.00 m ed hanno altezza costante di 2.60 m; in senso longitudinale sono suddivise in conci collegati fra loro mediante giunzioni saldate a completo ripristino.

107 • piattabande superiori di larghezza pari a 80 cm e di spessore variabile da 3 a 8,5 cm;

• piattabande inferiori di larghezza variabile da 80 a 120 cm e di spessore variabile da 2 a 8,5 cm;

• anime di spessore pari a 2,4 cm minimo fino a 4,5 cm.

I traversi in acciaio, di altezza pari a 600 mm nella zona corrente e 1100 mm sulla pila e spalle, hanno interasse variabile tra 8 m nella prima campata e 7,5 m nella seconda, ed hanno lo scopo di evitare lo sbandamento delle travi principali fuori dal loro piano. I conci disposti sugli appoggi hanno generalmente spessori maggiori e sono dotati di piatti di rinforzo dell’anima in corrispondenza del dispositivo di isolamento che trasmette la reazione della pila. La soletta è in calcestruzzo armato a spessore variabile, dai 37 cm in corrispondenza delle travi ai 27 cm in mezzeria. L’armatura longitudinale è formata da barre d’armatura φ 20/20 cm in campata e φ 26/20 cm all’appoggio corrispondenti rispettivamente all’1% e 1,5%.

La solidarizzazione della soletta alle travi metalliche è garantita da connettori a piolo tipo Nelson Ø22.

L’impalcato poggia su tre pile disposte ad interasse di 60 m realizzate in calcestruzzo armato di forma circolare e diametro pari a 3,00 m.

Figura 4-9. Prospetti pile, sezione fusto e vista dall’alto del pulvino

108 • 4,0 – 10,0 m il fusto della pila, piena, di diametro pari a 3 m;

• 0,7 m di pulvino avente una sezione trasversale di 3 m x 8,7 m;

• 0,8 m rappresentati dal raccordo tronco-piramidale per congiungere il pulvino con il fusto della pila.

Le configurazioni analizzate come sopra detto, sono caratterizzate da altezze delle pile diverse al fine di dimostrare la precisione del metodo di progetto adottato, anche con strutture a differente regolarità. Questo concetto può essere espresso in forma analitica da quanto indicato in letteratura (Calvi et. Al, 1993). A definire la regolarità in direzione trasversale concorrono diversi fattori ed in particolare le rigidezze degli elementi pila e quella dell’impalcato. È risaputo che nei ponti irregolari, i modi superiori hanno un effetto significativo sulla risposta del struttura, quindi, la partecipazione di massa modale dei modi superiori può essere considerato come un parametro corretto per la valutazione della irregolarità. In alternativa, un parametro di regolarità (RP), introdotto in studi precedenti (Calvi et al, 1993), si applica come strumento per la definizione dell’irregolarità.

Valore RP può essere definito come segue:

[4.40]

Gli autovettori dell’impalcato, con e senza la rigidezza delle pile, sono definite rispettivamente da ψj e φj mentre [M] rappresenta la matrice di massa, ed infine n è il numero di autovalori presi in considerazione. Il valore di RP può teoricamente variare da zero a uno. Per i ponti regolari, a causa della somiglianza delle forme modali dell’intero ponte con quelle dell’impalcato, RP tende ad essere più vicino a 1. Per i ponti irregolari, le forme modali sopra descritte non sono similari e quindi RP raggiunge valori inferiori a 1 in base al livello di irregolarità. In particolare si osserva che minore è la rigidezza relativa dell’impalcato rispetto alle pile maggiore è l'irregolarità dell’intera struttura.

Da qui ne deriva che il parametro di rigidezza relativa RSI, (Priestley et al, 2003) è semplicemente definito come il rapporto tra la rigidezza laterale dell’impalcato e la rigidezza totale delle pile. Per ponti vincolati sulle spalle, come nel caso in esame, questo valore può essere approssimativamente definito secondo la seguente espressione:

109

∑

∑

In cui Es, Is, Ls rappresentano rispettivamente modulo di Young, momento di inerzia e la lunghezza totale della sovrastruttura. Ep, Hp, Ip indicano invece il modulo di Young, l’altezza della pila e il momento di inerzia, rispettivamente. Cp è un valore che è definito a secondo dello schema statico delle pile e varia da 3 a 12, nel caso che la pila abbia un comportamento a mensola o a telaio.

Nel seguito si riportano i calcoli nello specifico caso dei diversi casi studio analizzati: Impalcato

EJdeck = 1.961.968.411,01 kNm2

m= 15,0078 kN/m2_/s2

L = 200 m

Tabella 4-1 Proprietà dell’impalcato

Caso Studio A

Pila 1 Pila 2 Pila 3

D (m) 3 D (m) 3 D (m) 3

H (m) 8,5 H (m) 8,5 H (m) 8,5

J (m) 3,976 J (m) 3,976 J (m) 3,976

EJgros 132.586.303,73 EJgros 132.586.303,73 EJgros 132586303,7 EJeff 94.804.046,21 EJeff 94.804.046,21 EJeff 94.804.046,21

Kp 463.117,67 Kp 463.117,67 Kp 463.117,67

RSI 0,014

Tabella 4-2 Sintesi risultati applicazione metodo di progetto per Caso Studio A

Caso Studio B

Pila 1 Pila 2 Pila 3

D (m) 3 D (m) 3 D (m) 3

H (m) 11,5 H (m) 5,5 H (m) 11,5

J (m) 3,976 J (m) 3,976 J (m) 3,976

EJgros 132.586.303,73 EJgros 132.586.303,73 EJgros 132.586.303,73 EJeff 91.728.089,40 EJeff 94.804.046,21 EJeff 91728089,4

Kp 180.938,12 Kp 1.709.464,39 Kp 180.938,12

RSI 0,009

Tabella 4-3 Sintesi risultati applicazione metodo di progetto per Caso Studio B

Caso Studio C

Pila 1 Pila 2 Pila 3

D (m) 3 D (m) 3 D (m) 3

H (m) 11,5 H (m) 8,5 H (m) 5

J (m) 3,976 J (m) 3,976 J (m) 3,976

EJgros 132.586.303,73 EJgros 132.586.303,73 EJgros 132586303,7 EJeff 91.728.089,40 EJeff 94.804.046,21 EJeff 94.804.046,21

RSI 0,006

110

Figura 4-10. Parametro RSI per ciascun caso studio

Si precisa che per il calcolo della rigidezza delle pile si è tenuto conto di un grado di fessurazione minimo corrispondente al momento di prima fessurazione dedotto dai diagrammi M-Ψ. Per quanto riguarda l’impalcato invece si è considerata la rigidezza elastica in quanto per il regime di sollecitazione che ne deriva non si instaurano stati di fessurazione significativi.