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Valutazione Comparativa delle Previsioni Normative sulla Progettazione delle Solette da Ponte in c.a.

In questo lavoro si intende ripercorrere l'evoluzione normativa degli ultimi decenni con particolare riferimento alla progettazione delle solette da ponte in c.a. Normative meno recenti, non più in vigore, risultano comunque significative nel supportare il processo conoscitivo delle strutture esistenti.

La progettazione dei ponti negli ultimi anni ha subito una significativa variazione per effetto dei differenti impianti normativi susseguitisi. In questo lavoro si intende ripercorrere l'evoluzione normativa degli ultimi decenni con particolare riferimento alla progettazione delle solette da ponte in c.a. Normative meno recenti, non più in vigore, risultano comunque significative nel supportare il processo conoscitivo delle strutture esistenti.

Il confronto è volto ad analizzare le differenti combinazioni di carico da traffico con i relativi coefficienti di sicurezza, nonché i criteri di progetto e di verifica. In merito ai quantitativi di armatura longitudinale, è evidenziata l'importanza relativa assunta delle verifiche a fessurazione rispetto ad un calcolo a stato limite ultimo.

In merito all‟altezza della soletta, è analizzata l'influenza di tale parametro anche ai fini della verifica di altri meccanismi di rottura per elementi in c.a. non armati. Si riportano alcuni risultati numerici volti a sintetizzare lo spirito del lavoro condotto.


Prese in esame le previsioni normative in vigore negli ultimi 30 anni

Il presente lavoro riporta i risultati di una analisi comparativa delle previsioni normative italiane in vigore negli ultimi 30 anni inerenti la progettazione di solette da ponte in c.a. Il confronto è effettuato in termini di armatura principale della soletta, per una fissata classe di calcestruzzo e determinate geometrie tipologiche della sezione di impalcato.

L'entrata in vigore, di recente, del D.M. 17/01/2018 (NTC 2018, nel seguito), ha posto quale ulteriore obiettivo quello di valutare le eventuali differenze introdotte rispetto al precedente D.M. 14/01/2008 (NTC 2008, nel seguito).

In continuità con alcuni precedenti lavori, gli autori propongono una valutazione delle modifiche introdotte dalle NTC 2018 e introducono utili considerazioni rispetto alla progettazione per meccanismi di crisi tagliante. In particolare, si è fatto riferimento ad una tipologia costruttiva particolarmente comune nell'ambito delle opere d'arte stradali per luci ordinarie (20 ÷ 40 m), ovvero quella di soletta in c.a. ordita in direzione trasversale rispetto all‟asse stradale.

L'impalcato cui ci si riferisce, rappresentativo di una geometria stradale piuttosto comune, ha una larghezza pari a 12.50 m ed è stato analizzato in tre diverse varianti esecutive, corrispondenti al caso di 2, 3 o 4 travi longitudinali principali, così come rappresentato in Figura 1.

Lo spessore della soletta è stato assunto rispettivamente pari a 32, 28 e 25 cm, nei tre casi considerati. Al fine di effettuare un‟analisi monodimensionale della soletta secondo un modello di trave continua su più appoggi, si è ipotizzato che la sezione trasversale dell‟impalcato risulti rigida e che la luce delle travi sia significativamente maggiore del rispettivo interasse.

A partire dai risultati presentati da Occhiuzzi & Caterino 2007 e Caterino et al. 2009 in termini di confronto del D.M. 04/05/90 (di seguito D.M. 90) rispetto al D.M. 14/09/05 (di seguito D.M. '05) e alle NTC 2008, rispettivamente, si estendono analoghe considerazioni alle più recenti NTC 2018. Il confronto è proposto in termini di analisi della sezione in regime flessionale SLU e SLE, al fine di determinare la verifica dominante ai fini del dimensionamento dell'armatura trasversale nella soletta.

Le armature di progetto sono state prima ottenute in considerazione del momento flettente di calcolo, per poi analizzare i valori così ottenuti rispetto ad un meccanismo di crisi a taglio secondo le NTC 2008 e 2018. L'introduzione di modelli semplificati per la valutazione della resistenza a taglio di elementi non armati nelle NTC ha portato, infatti, ad attribuire un ruolo significativo al cosiddetto “effetto spinotto”, ovvero al contributo di resistenza a taglio offerto dalle barre di armatura a flessione che attraversano una fessura.

 

Valutazione Comparativa delle Previsioni Normative sulla Progettazione delle Solette da Ponte

FIGURA 1: Schemi strutturali considerati (dimensioni in cm).

 

Carichi mobili e combinazioni di progetto

Le recenti Norme Tecniche per le Costruzioni entrate in vigore il 17 gennaio 2018, hanno per molti aspetti confermato il precedente impianto normativo del 2008 per quanto attiene la progettazione di ponti stradali. Per tale ragione, nel seguito si farà anche riferimento ad entrambe (NTC 2008 e NTC 2018) semplicemente citandole come NTC, anche in termini di unicità di corpo normativo. Tra le principali differenze, possiamo citare l'abolizione della distinzione dei ponti stradali di prima e seconda categoria (prevista in NTC '08) con la previsione della sola prima fattispecie nelle recenti NTC 2018.

Per il resto, a meno di una diversa nomenclatura con la quale si definiscono alcune azioni variabili, possiamo affermare che i due testi normativi sono in perfetta sovrapposizione. In particolare ciò è vero per i carichi da traffico, e tra questi per gli schemi di carico 1 e 2 che risultano determinanti per il dimensionamento della soletta (escludendo le azioni eccezionali dei veicoli in svio). Al fine di meglio comprendere l'evoluzione degli schemi di carico, principali e alternativi, previsti dalle differenti normative per la progettazione delle solette da ponte, si riportano in Figura 2 i relativi valori.

Rispetto ad essi, è da applicare un coefficiente di amplificazione dinamica (pari a 1.4) per il DM 90 e D.M. '05, mentre tale effetto è già incluso nelle intensità di carico prescritte dalle NTC. Per la norma D.M. '05, l‟intensità pari a 135 kN tiene conto della riduzione del 10% del corrispondente valore nominale ammessa per le strutture secondarie di impalca- to. Si rammenta infine che a partire dal D.M. '05, le norme tecniche contengono anche le prescrizioni sui carichi da ponte, diversamente che in passato quando il D.M. '90 - riferito alla sola progettazione dei ponti stradali -integrava le norme tecniche vigenti.

I carichi, eventualmente moltiplicati per il coefficiente di amplificazione dinamica, sono poi stati diffusi a 45° fino al piano medio della soletta, mentre in senso longitudinale è stata considerata una fascia di soletta collaborante, da ciascun lato, pari a ¼ della luce tra le travi. Con tali premesse e considerando uno spessore della pavimentazione pari a 10 cm, si ottengono, per ciascun veicolo convenzionale, i carichi uniformemente distribuiti descritti in Figura 3 (tipologia a 4 travi), che mostra anche l‟ingombro associato a ciascuna colonna di carico della corsia n°1 dello schema di carico 1.

 

Carichi da ponte principali e alternativi

FIGURA 2: Carichi mobili principali e alternativi.

 

Schemi di carico

FIGURA 3: Schemi di carico (tipologia esecutiva a 4 travi).

 

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Days - Aprile 2021

organizzati da aicap e CTE

 

 

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