I ponti

Materie:	Tesina
Categoria:	Costruzioni
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Data:	09.06.2008
Numero di pagine:	7
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Si dice ponte l’opera d’arte costruita per riunire due tratti di strada, interrotti da un avvallamento del suolo o da un corso d’acqua. Ci sono vari tipi di ponti classificati in base alla loro luce, all’uso e in base al materiale utilizzato per realizzarli:
_ in base alla loro luce possiamo avere:
1) Tombini: Sono opere di dimensioni ridotte la cui luce generalmente è compresa tra 1,50m e 3,00m
2) Ponticelli: Sono opere di luce modesta compresa fra 3,00m e 8,00m circa, sono costruiti in muratura o in calcestruzzo armato
3) Ponti: Si considerano ponti propriamente detti quelle opere aventi luce superiore ad 8,00m
_ in base al loro utilizzo possiamo avere:
1) Ponti pedonali: Adibiti al transito delle persone e vengono chiamati Passerelle
2) Ponti carreggiabili: Adibiti al transito degli autoveicoli
3) Ponti ferroviari: Adibiti al transito dei convogli ferroviari
4) Ponti misti: Adibiti al transito di più categorie di traffico (esempio automobilistico, ferroviario, pedonale)
5) Ponti canali: Adibiti al trasporto di fluidi (acquedotti o oleodotti)
6) Viadotti: Il loro scopo è di superare profondi avvallamenti del terreno
7) Cavalcavia: Opere in cui lo scopo è quello di superare altre vie di comunicazione
8) Sopraelevate: Sono strutture concepite per il superamento di intrecci di strade in zona urbana
_ in base al materiale in cui sono costituiti possiamo avere:
1) Ponti in legno
2) Ponti in muratura
3) Ponti in acciaio
4) Ponti in calcestruzzo armato
Un ponte è costituito da 4 elementi principali:
1) Fondazione
2) Piedritto (muro di sostegno o spalla)
3) Impalcato (travi principali, soletta, traversi)
4) Opere di protezione e difesa
Fondazione: la fondazione è un elemento strutturale che ha la funzione di ricevere i carichi provenienti dalla sovrastruttura e diffonderli nel suolo. Il tipo di fondazione di volta in volta è deciso in base alle sollecitazioni che agiscono su di essa e sul tipo di terreno su cui appoggia.
Piedritti (muro di sostegno o spalla): per piedritto si intende le strutture verticali sulle quali l’opera si fonda l’impalcato del ponte ovvero il complesso di travi orizzontali che assicurano la continuità del piano viabile.
Impalcato: l’impalcato è la struttura che sorregge il piano viabile, è formato da tre elementi principali le travi principali, la soletta e i traversi.
Opere di protezione e difesa: Sono tutte le strutture adeguate alla protezione dell’opera come le impermeabilizzazioni e tutte quelle concepite per rendere più sicura l’opera quali parapetti, i sicurvia (guard-rail).
I ponti in legno possono essere ancora impiegati per coprire luci modeste e quando si debbano costruire opere provvisorie o di scarso impegno, come passerelle pedonali e ponticelli in strade con ridotto traffico veicolare. Ciò perché il materiale legno, esposto all’intemperie deperisce rapidamente e necessita di continue manutenzioni
I ponti di legno si possono classificare rispetto alla loro struttura nei seguenti principali tipi:
• a travature semplici;
• a travature rinforzate;
Otre alla classificazione rispetto alla loro struttura si può fare un’ulteriore classificazione rispetto alla struttura secondaria:
• ad orditura semplice (travi, assoni e manto d’usura)
• ad orditura composta (travi, travetti, assoni e manto d’usura)
La figura mostra un ponte in legno a orditura composta infatti si possono notare la trave principale, il travetto (traverso), gli assoni e il manto d’usura.
I ponti sono costituiti da tre strutture:
_ Struttura principale (travi)
_ Strutture secondarie (travetti, assoni)
_ Strutture complementari (parapetto, manto d’usura)
Struttura principale:
Le travi principali a seconda della luce che devono ricoprire possono essere semplici, lamellari o reticolari. Per ricoprire luci superiori a quelle che si otterrebbero con le travi semplici, senza ricorrere a quelle lamellari o reticolari si può adottare la tecnica delle travi rinforzate. Una trave rinforzata non è altro che la trasformazione di una trave semplicemente appoggiata ad una trave continua. Per trasformare la trave semplicemente appoggiata a trave continua si può fare in tre modi:
1) trave rinforzata con due saettoni centrali
2) trave rinforzata con contraffisso centrale e tiranti laterali
3) trave rinforzata con tirante centrale e puntoni laterali
Struttura secondaria:
La struttura secondari è composta dai travetti e dagli assoni, i travetti sono posti perpendicolarmente alle travi principali e gli assoni sono posti perpendicolarmente ai travetti.
Travetti: usati nei ponti ad orditura composta, trasferiscono alle travi principali i carichi provenienti dalle sollecitazione del ponte. Vengono posti ad un interasse che varia da 0.50 m a 1.50 m, sbordano dall’impalcato per permettere l’appoggio al parapetto.
Assoni: sono elementei rettangolari di altezza minima 5 cm e di base variabile tra 20 cm e 25 cm, vengono posati perpendicolarmente ai travetti per permettere la formazione del piano per il manto d’usura.
Strutture complementari:
Sono le strutture che completano l’impalcato consentendo la sede carreggiabile o pedonale.
la figura mostra un esempio di parapetto in legno.
Parapetto: costituito da due elementi principali il corrimano e il montante. Il parapetto deve avere un altezza non inferiore a 1.00 m e per il suo calcolo deve essere previsto un carico orizzontale da 1,30KN/m applicato al corrimano.
Manto d’usura: il manto d’usura viene anche chiamato massicciata e sta ad indicare lo strato di materiale che viene collocato sopra gli assoni per ripartire meglio i carichi trasmessi dalle ruote.
Ponte Sisto a Roma
La struttura principale del ponte in muratura è l’arco (o la volta) il quale è il canale statico atto a trasferire a terra i pesi che lo sovrastano ed il peso proprio mediante una linea di forze di compressione; la quale, nelle migliori condizioni, deve essere compresa nella zona di nocciolo dell’arco, affinché il materiale sia sollecitato esclusivamente a compressione. La muratura rispetto al legno offre il vantaggio della durevolezza e di una minore esigenza di manutenzione. La costruzione dei ponti in muratura è proponibile nel caso in cui si impongano particolari esigenze di tipo estetico e di luce modesta visti gli alti costi di costruzione.
Le arcate dei ponti in muratura possono essere:
• in pietra;
• in muratura;
• in muratura mista;
• in calcestruzzo.
La struttura principale del ponte in muratura è l’arcata ossia la volta che sostiene l’impalcato e trasferisce i carichi ai piedritti. A seconda del rapporto tra la freccia f e la luce l dell’arcata, essa prende diversi nome:
• arcata a tutto sesto
• arcata a sesto ribassato
• arcate non circolari
Lo spessore dell’arcata dipende dalla sua luce e dall’intensità dei carichi che su questa gravano. Per trovare tale spessore si ricorre a delle formule:

Le arcate quando vengono sottoposte al carico di esercizio tendono a “sfiancare”
ossia ceder verso il basso in prossimità del concio in chiave e aprirsi verso l’esterno in corrispondenza delle reni. Il fenomeno di sfiancamento viene contrastato sottoponendo la volta, in prossimità delle reni ad un carico verticale impiegando volumi in muratura o cls, tali volumi prendono il nome di rinfianchi.
Il dimensionamento delle spalle si ottiene attraverso alcune formule:

In realtà non esistono ponti completamente in acciaio, essendo alcune loro parti fondamentali costituite da materiali e tecniche diverse da quelle della carpenteria metallica.
Col crescere delle luci si tende ad aumentare l’impiego percentuale di elementi strutturali metallici a fronte di altri materiali che concorrono a formare l’intera struttura. Per ponti di piccola e media luce l’impiego dell’acciaio è in genere limitato alle sole travi principali ed ai collegamenti traversali di controventatura; mentre per luci maggiori risulta più conveniente realizzare l’intero impalcato in acciaio, e, per grandi luci (quelle superiori a 300 metri) l’impiego dell’acciaio è convenientemente esteso a tutta la sovrastruttura.
I grandi progressi conseguiti negli ultimi decenni nella costruzione del ponte metallico sono stati resi possibili soprattutto per l’adozione di acciai speciali ad alta resistenza, ovvero ad elevati valori del carico di snervamento e di rottura.
La tipologia dei ponti in acciaio può essere:
• a travata;
• ad arco;
• sospesi a cavi rettilinei o stralli.
La scelta del tipo di ponte dipende oltre che da criteri soggettivi del progettista anche dai vincoli naturali e imposti dal problema. Occorre infatti tener conto sia della migliore rispondenza statica in relazione ai costi di costruzione in officina e quelli di montaggio in cantiere, sia dei limiti imposti dalle luci da coprire, nonché delle esigenze estetiche suggerite dall’ambiente nel quale deve essere inserito.
A) Ponti a travata
Generalmente lo schema statico più conveniente sotto l’aspetto tecnico ed economico quando il ponte è a più campate di luci maggiori a 30 metri, è la trave continua. I vantaggi consistono nella riduzione dei costosi apparecchi di appoggio a fronte della soluzione a travi singole semplicemente appoggiate sulle pile, le quali richiedono per ogni testata un apparecchio di appoggio; una migliore distribuzione dei momenti flettenti lungo la travata e, di conseguenza, si ottiene una sensibile riduzione del peso proprio della struttura.
Per contro la travata continua presenta alcuni svantaggi: nel caso dovesse interrompersi la continuità in una campata, si altera gravemente il regime statico su tutta la travata con il conseguente dissesto generale dell’opera; l’eventuale cedimento di una pila, genera un forte aggravio delle sollecitazioni nella travata e le conseguenze possono essere disastrose.
Spesso nella progettazione di ponti si ricorre vantaggiosamente all’impiego della trave Gerber, al posto della trave continua. La trave Gerber è una trave su più appoggi la cui continuità è interrotta da cerniere in numero uguale a quello degli appoggi intermedi e collocate in modo tale che ogni elemento di trave compreso tra due cerniere consecutive sia staticamente determinato; per tanto in una campata non vi possono essere più di due cerniere. La trave Gerber adatta per campate di forte luce, ha la prerogativa di eliminare gli svantaggi della trave continua conservandone i vantaggi se si ha l’accorgimento di prevedere le campate estreme di luce minore di quelle intermedie e se si dislocano le cerniere nei punti che sarebbero a momento nullo nell’ipotesi della trave continua.
B) Ponti ad arco
Il loro impiego può essere conveniente per luci da 100 a 300 metri. L’economia in peso che essi consentono non corrisponde ad una e uguale diminuzione del costo totale della costruzione, sia a causa della lavorazione più complessa e quindi più costosa, sia per l’ingenti opere murarie (spalle, pile) necessarie per resistere alla spinta orizzontale dell’arco, e per le maggiori difficoltà di montaggio.
I ponti ad arco metallico possono essere a via inferiore, a via superiore o a via intermedia. L’impalcato si appoggia su elementi curvi, che possono essere archi in acciaio o fasci di cavi incastrati, incernierati o ancorati alle pile.
C) Ponti in acciaio sospesi
Si definiscono così i ponti il cui impalcato è “sospeso” mediante cavi tesi parabolici o rettilinei ancorati a piloni.
I ponti sospesi sono classificati in relazione alla disposizione dei cavi di sospensione come segue:
• ponti sospesi a cavi parabolici continui sui piloni e ancorati a blocchi di fondazioni esterni alle strutture.
• ponti sospesi a cavi rettilinei, ovvero ponti strallati.
L’impalcato è sostenuto da fasci di cavi (stralli) che a loro volta si ancorano alle pile.
Ponte realizzato da Calatrava presso la stazione di Reggio Emilia.
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