Nuova metodologia per la verifica rapida di impalcati di Ponti in CA e CAP

XPONTI è un innovativo software per la progettazione rapida di impalcati stradali in CA e CAP, prodotto da SIGMAc e distribuito da CSPFea.

SIGMAc è l’azienda che produce travi precompresse per ponti e viadotti da più di 50 anni e, dalla sua fondazione, ha prodotto circa 7 milioni di travi tra i 10 e i 40 m di lunghezza, e progettato e realizzato più di mille viadotti. Da molti anni SIGMAc sviluppa il software XPONTI, che utilizza quotidianamente per la preventivazione e progettazione di impalcati da ponte.

CSPFea è il distributore ufficiale esclusivo per l’Italia del pacchetto e dalla collaborazione delle due società si svilupperanno ulteriori progressi nelle funzionalità del programma. Il software si inserisce nella Bridge Total Solution, la soluzione software globale per la progettazione e verifica di ponti ed infrastrutture.

Modellazione con XPonti

Fig. 1 Modellazione con XPonti

Modellazione con XPonti

Fig. 2 Modellazione con XPonti

Modellazione con XPonti

Fig. 3 Modellazione con XPonti

Le carateristiche del software XPONTI

XPONTI è un pacchetto di moduli appositamente studiato per offrire un efficace strumento di progettazione di impalcati stradali. La tipologia strutturale a cui si rivolge principalmente questo software è di impalcato a campata unica in semplice appoggio, realizzato con travi prefabbricate e traversi e soletta gettati in opera. Le normative previste sono le NTC2018 e gli Eurocodici.

Metodo di Massonnet

Fig. 4 Metodo di Massonnet

XPONTI: il metodo di Massonnet per la risoluzione del problema iperstatico 

XPONTI è un software specifico, dedicato al calcolo di impalcati da ponte stradali che utilizza il metodo di Massonnet per la risoluzione del problema iperstatico. Il metodo di Massonnet sfrutta una soluzione in forma chiusa del modello matematico della struttura, idealizzata come una sovrapposizione di un graticcio di travi e di una piastra ortotropa, passando attraverso lo sviluppo in serie di Fourier dei carichi. Il metodo definisce dei sintetici coefficienti di ripartizione trasversale, molto pratici da maneggiare, ed è applicabile, con ottimi risultati, a impalcati con pianta rettangolare o con inclinazione fino a circa 25°. Per geometrie diverse è necessario passare a modelli a graticcio di travi o a modelli più sofisticati, tipo quelli presenti nella suite MIDAS.

XPONTI esegue un calcolo semplificato delle sollecitazioni in condizioni sismiche, disaccoppiando l’azione verticale da quella orizzontale. Per quanto riguarda l’azione verticale viene presa in considerazione la flessione delle travi e la frequenza propria del primo modo di vibrare di una trave in semplice appoggio. Le masse presenti in situazione sismica sono quelle previste dalla normativa.
Le azioni orizzontali non hanno effetti significativi sugli elementi dell’impalcato, ma vengono calcolate dal programma utilizzando un modello a pendolo inverso con massa in sommità in cui l’elemento elastico è rappresentato dalle pile che sorreggono l’impalcato.
Essendo un applicativo specifico, XPONTI ha molti dati che sono già nel default delle variabili. Diventa così molto veloce descrivere un ponte: i dati principali sono il tipo di trave prefabbricata, il numero e l’interasse, gli spessori di traversi e soletta. Bastano pochi minuti per completare l’input ed eseguire un calcolo.

Le sezioni delle travi prefabbricate sono contenute in un database che può essere aggiornato e ampliato.
I dati relativi ai carichi sono già compilati in base alla normativa selezionata ed il calcolo può essere lanciato.

Impostazione dei carichi  con XPONTI

Fig. 5 Impostazione dei carichi 

Carichi particolari come guard rail, parapetti, new jersey possono essere inseriti nell’apposita finestra dei carichi lineari.
La forma e l’entità dei carichi da traffico possono essere modificati, se necessario. L’algoritmo provvede sempre a trovare la posizione più sfavorevole sulla carreggiata, sia in senso longitudinale che trasversale, al fine di massimizzare le sollecitazioni per ogni elemento strutturale.

Le azioni orizzontali prese in considerazione sono:

  1. azione sismica orizzontale
  2. azione centrifuga dei carichi da traffico se l’impalcato è in curva
  3. azione laterale del vento sulla struttura e sulle barriere

Il calcolo viene lanciato con un tasto. L’output alfanumerico del modulo SIGMAC comprende una stampa sintetica ed una relazione completa, entrambe esportabili in formato Microsoft Word.
La grafica è completa e consente una veloce lettura dei risultati. I grafici sono facilmente inseribili nei file .doc con la tecnica del copia/incolla.
Le sollecitazioni conseguenti alle singole azioni vengono riportate nei loro valori caratteristici e nei valori di combinazione.

Facile dimensionamento di massima

XPONTI è dotato inoltre di una funzione di predimensionamento molto comoda in fase di dimensionamento di massima della struttura.
Con soli 14 dati da inserire si ottiene una sintetica tabella che riporta i dati significativi del dimensionamento, tra cui reazioni massime sugli appoggi e una stima delle quantità di acciaio da prevedere in progetto.

Funzione di collaudo XPonti

Fig. 6 Funzione di collaudo XPonti

Oltre ai carichi da traffico previsti dalle normative è possibile eseguire il calcolo con carichi reali e definiti in un database a parte. Questa funzione è particolarmente comoda per definire la corretta disposizione degli automezzi per eseguire la prova di carico dell’impalcato. Vengono determinate le sollecitazioni e gli abbassamenti durante la prova.

Il post-processing e i moduli TCAP e PRELIM

Per il post processing vengono utilizzati due moduli: TCAP e PRELIM.

Il primo è dedicato alla verifica di elementi precompressi a trefoli pretesi e a cavi postesi. In generale TCAP prevede due fasi: una prima fase in cui le travi prefabbricate, in semplice appoggio, reggono il peso proprio e quello del getto eseguito in opera, cioè traversi e soletta, e una seconda fase in cui trave e getto in opera, divenuti solidali, resistono ai carichi permanenti e variabili in transito sul ponte.

Il Post Processing: Modulo TCAP

Fig. 7 Il Post Processing: Modulo TCAP

In TCAP devono essere inserite le armature lente e di precompressione; queste ultime hanno posizioni predefinite contenute nel database delle travi prefabbricate.

I materiali devono essere definiti in tutte le loro caratteristiche, anche correlate allo sviluppo nel tempo dei fenomeni reologici quali ritiro e viscosità per il calcestruzzo, e rilassamento per l’acciaio da precompressione.

Il modulo TCAP esegue la verifica su una base di dati completi, quindi il suo utilizzo comporta il controllo delle verifiche da parte dell’utente. Il programma prevede perciò una serie di grafici selezionabili alternativamente che consente una rapida verifica visiva lungo tutta la trave.

Le verifiche fondamentali eseguite agli SLU sono:

  • verifica a rottura per flessione
  • verifica a rottura per taglio/torsione
  • verifica a rottura dell’interfaccia tra i getti

e agli SLE:

  • controllo delle tensioni nel calcestruzzo
  • controllo delle tensioni negli acciai
  • controllo delle deformazioni nelle varie fasi

I risultati sono presentati in una relazione esauriente dotata di un pratico indice di ricerca degli argomenti, e può essere trasferita in un WP.

Il Post Processing: Modulo PRELIM

Fig. 8 Il Post Processing: Modulo PRELIM

Il modulo PRELIM elabora le sollecitazioni di traversi in campata e della soletta, per una verifica che nella maggioranza dei casi riguarda il cemento armato non precompresso. Le verifiche sono quelle richieste dalla normativa per questo tipo di elemento strutturale:

  • verifica a rottura per flessione da soddisfare in tutte le combinazioni
  • verifica delle tensioni dei materiali in esercizio
  • verifica dell’apertura delle fessure.

Per maggiori informazioni sul sito di CSP Fea 

Contatta CSPFea per una demo personalizzata: > info@cspfea.net - tel. +39 0429602404


Un WEBINAR per vederlo più da vicino: appuntamento al 21 gennaio ore 10.30

Il pacchetto software XPonti nasce da una lunga esperienza nel campo dei ponti realizzati a travi prefabbricate e rappresenta uno strumento facile e veloce che copre un’ampia casistica di questi tipi di strutture. E’ costituito da più moduli tra loro interfacciati riuscendo così a coniugare la facilità e velocità d’uso nei casi di strutture semplici alla completezza di tipologie risolvibili. Tutte le caratteristiche vengono presentate nel webinar a cui è possibile partecipare previa ISCRIZIONE

 

Il Magazine

Sfoglia l'ultimo numero della rivista Ingenio

Newsletter Ingeio

Seguici su