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3 - DESCRIZIONE della STRUTTURA
Come detto in precedenza i ponti presenti nella zona di interesse sono tutti ponti ad arco a via superiore eccezion fatta per una passerella pedonale strallata di recente costruzione.
Tenuto conto di questo nella scelta della tipologia strutturale del ponte si è optato per un sistema ad arco a via intermedia in modo tale da creare un elemento distintivo rispetto alle opere circostanti ma tale da non risultare di eccessivo impatto sull’ambiente; questa scelta permette infatti di avere un arco con un’altezza in chiave non eccessiva, arco a sesto ribassato.
In questo sistema inoltre la spinta dell'arco viene ripresa dall'impalcato che funge da catena, cosicché la struttura risulta internamente iperstatica mentre esternamente risulta isostatica.
L'opera di attraversamento è un ponte di prima categoria, con un coefficiente di obliquità rispetto all’asse del fiume del 35%; la sezione stradale è di tipo C1 composta da due corsie di marcia di 3.75 m ciascuna più due banchine in destra con larghezza pari a 1.50 m; inoltre sul ponte è previsto, in sede separata, un percorso ciclo-pedonale centrale di larghezza 3.00 m, da collegare al sistema ciclabile esistente.
17 La luce netta del ponte è di 231.5 m e il rapporto fra la luce e la freccia dell'arco è pari a 6.96; L’impalcato è costituito, nella sua parte centrale, da un cassone percorribile per ispezione e
manutenzione da parte del personale preposto, con sezione resistente trapezia formato da lamiere in acciaio S355 dello spessore di 30 mm, la sezione ha altezza pari a 2500 mm, base minore di 3000 mm e base maggiore di 4000 mm.
Il sistema resistente prevede che l'impalcato del ponte sia sorretto da un arco centrale, controventato nella parte metallica, diretto secondo l'asse verticale; in questo modo le parti laterali dell’impalcato occupate dalle corsie di marcia risultano a sbalzo.
L’arco, realizzato in parte con calcestruzzo C40/50 gettato in opera ed in parte in acciaio S355, presenta un’apertura in corrispondenza della corsia centrale per consentire il passaggio di ciclisti, pedoni nonché di eventuali mezzi di soccorso.
Il collegamento fra l'impalcato e l’arco è affidato a 19 coppie di cavi disposti ad un interasse di 9 m. Per la realizzazione dell’impalcato si è scelto il sistema in acciaio a piastra ortotropa (sp. 14 mm) irrigidita longitudinalmente con canalette a sezione trapezia e trasversalmente da due ordini di traversi posti ad un interasse di 3.50 m.
I traversi sono realizzati con pannelli in acciaio S355 dello spessore di 20 mm mentre la piattabanda inferiore e le chiusure laterali sono costituite da piatti di (500 x 30) mm.
I pannelli, sempre dello spessore di 20 mm, posti a chiusura della sezione resistente centrale in corrispondenza dei traversi, sono dotati di un’apertura, “passo d’uomo”, di dimensioni
(175 x 94) cm con spigoli smussati per evitare concentrazioni di tensione.
PANNELLO 1
sp 20 mm PANNELLO 2
sp 20 mm
Sul primo e sull'ultimo traverso verrà posizionato un pannello tipo 3 a chiusura del tunnel d'ispezione. Canalette longitudinali a sezione trapezia sp. 6 mm.
Giu nto d i cost ruzi o n e sa ld atu ra a c .p . 1 4 6 0 0 4000 3000 1 7 5 0 940 R250 30 PANNELLO 1 sp 20 mm PANNELLO 2 sp 20 mm 30 30 14 14 600 600 600 600 600 600 600 600 600 1200 600 600 600 600 600 600 600 600 600 2 8 0 300 300 300 2 5 0 0 30 * * G iun to d i co stru zio n e s ald atu ra a c .p . 6250 30 250 250 Piastra ortotropa sp. 14 mm. Piastra ortotropa sp. 14 mm. 79° 3011,1 6056,67 11° R40 R40
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3.2 - NORMATIVA di RIFERIMENTO e CRITERI di CALCOLO
Si elencano di seguito i principali riferimenti normativi adottati per il progetto e la verifica degli elementi strutturali del ponte ed, in particolare, per la redazione del presente documento:
- D.M. 05 novembre 2001, Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade; - D.M. LL.PP. 14 gennaio 2008, Norme tecniche per le costruzioni;
- C.M. aggiornata al 2 febbraio 2009, Istruzioni per l’applicazione delle “Nuove norme tecniche
per le costruzioni”;
- Eurocodice 1- parte 2 e 3, Azioni sulle strutture;
- Eurocodice 2 - parte 1, Regole generali per strutture in calcestruzzo; - Eurocodice 3 - parte 2, Ponti in acciaio;
- Eurocodice 3 - parte 1-9, Fatica.
Il metodo di calcolo adottato è quello semiprobabilistico agli Stati Limite, così come previsto dalle norme sopra citate.
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3.3 - DESCRIZIONE del MODELLO
L’analisi strutturale è stata eseguita con l’ausilio del programma SAP 2000 v14.0.0; ai fini dello studio del comportamento globale della struttura è stato realizzato un modello del ponte costituito da elementi frame ed elementi shell con mesh molto fitta in modo tale da garantire un alto grado di precisione dei risultati ottenuti.
Nel modello la piastra ortotropa d'impalcato, è stata modellata con elementi shell di dimensioni ridotte (circa 13 x 35 cm), mentre le nervature longitudinali sono costituite da elementi frame di sezione uguale alla reale.
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3.4 - MATERIALI IMPIEGATI
La struttura è interamente realizzata in acciaio S355 ad eccezione delle pile, per le quali è previsto l'impiego di calcestruzzo di classe C40/50, e dei pali di fondazione per i quali è previsto l'impiego di calcestruzzo classe C28/35.
Ai fini del calcolo e delle verifiche si sono assunti i seguenti valori delle caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali:
Acciaio da carpenteria metallica S355
- tensione caratteristica di snervamento: fyk = 355 N/mm2
- tensione caratteristica di rottura: ftk = 510 N/mm2
- modulo di elasticità: Ea = 210000 N/mm2
- coefficiente di Poisson: νa = 0,3
- coefficiente di dilatazione termica: αa = 0,000012 1/°C - peso per unità di volume: γa = 78,5 kN/m3
Calcestruzzo classe C40/50
- resistenza caratteristica a compressione cubica: Rck = 50 N/mm2
- resistenza caratteristica a compressione cilindrica: fck = 40 N/mm2
- resistenza media a compressione cilindrica: fcm = fck+8 = 48 N/mm2
- modulo di elasticità: Ec = 35220 N/mm2
- coefficiente di Poisson: νa = 0,15
- coefficiente di dilatazione termica: αa = 0,000012 1/°C - peso per unità di volume: γc = 25 kN/m3
Calcestruzzo classe C28/35
- resistenza caratteristica a compressione cubica: Rck = 35 N/mm2
- resistenza caratteristica a compressione cilindrica: fck = 28 N/mm2
- resistenza media a compressione cilindrica: fcm = fck+8 = 36 N/mm2
- modulo di elasticità: Ec = 31475 N/mm2
- coefficiente di Poisson: νa = 0,15
- coefficiente di dilatazione termica: αa = 0,000012 1/°C - peso per unità di volume: γc = 25 kN/m3
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Acciaio tipo B450C ad alta duttilità
- tensione caratteristica di snervamento: fy,nom = 450 N/mm2
- tensione caratteristica di rottura: ft,nom = 540 N/mm2
- modulo di elasticità: Ea = 210000 N/mm2
- coefficiente di Poisson: νa = 0,3
- coefficiente di dilatazione termica: αa = 0,000012 1/°C - peso per unità di volume: γa = 78,5 kN/m3
