Ponti

I ponti ad impalcato composto acciaio – cls sono una tipologia largamente utilizzata in tutto il mondo. Questa tecnologia è molto versatile, infatti viene utilizzata per la costruzione di ponti a campata singola o continua, ponti ad impalcato sghembo o curvo. Nell’utilizzo di impalcati composti inoltre non c’è distinzione tra ponti stradali e ferroviari.

Trattandosi di una sezione composta bisogna far fronte alle più tipiche problematiche delle strutture in calcestruzzo (quali fenomeni viscosi, fessurazione, durabilità) a quelle delle strutture in acciaio (quali snellezza, instabilità, fatica). Le tecniche di calcolo FEM di questa tipologia di ponte sono diverse: a beam, a plate o misto beam + plate, grazie alla versatilità di MIDAS CIVIL si può adattare il proprio metodo di lavoro al software. MIDAS CIVIL possiede una vasta libreria di sezioni composte e nel caso di ponti speciali a cassone è possibile creare la sezione che si vuole e poterla anche verificare, grazie alla presenza dei principali codici di verifica per sezioni composte tra cui l’EC4. MIDAS CIVIL possiede inoltre una vasta gamma di carichi mobili stradali e ferroviari e sofisticate analisi sismiche con l’utilizzo di isolatori e dissipatori.

In seguito all’uscita di diversi bandi per la verifica di ponti in muratura che ancora sono utilizzati dalla rete ferroviaria e stradale, è nata la necessità di valutare le prestazioni statiche e sismiche di queste delicate infrastrutture attraverso la creazione di sofisticati modelli di calcolo che siano in grado di rappresentare correttamente la geometria, le caratteristiche dei materiali, l’interazione con il terreno e l’applicazione di determinati carichi mobili. Lo scopo è studiare lo stato sollecitativo indotto dal moderno traffico ferroviario e stradale diverso da quello per cui erano stati progettati originariamente e capire quindi lo stress a cui sono periodicamente sottoposti. Inoltre è necessario determinare le prestazioni sismiche ed eventuali interventi di miglioramento per la loro sicurezza. Cspfea distribuisce due software diversi tra di loro specifici per questa tematica:

Midas FEA NX è un software FEM molto completo nelle analisi non lineari e nella modellazione di ponti di forma qualsiasi e di dimensioni molto estese ed è dotato di uno legame costitutivo specifico per la muratura chiamato Total Strain Crack.

HiStra Bridges è un software con tecnologia a macro elementi solidi specifico per ponti in muratura esistente, è immediato e facile nella modellazione e completo nelle analisi.

Entrambi i software sono 3D e trattano modelli solidi, e sono in grado di studiare le capacità ed i cinematismi sia longitudinali che trasversali dei ponti.

I ponti strallati sono una tipologia di ponti sospesi, di solito utilizzati per il superamento di ostacoli molto estesi come fiumi. La loro caratteristica è quella di avere una campata principale molto lunga e due laterali più corte. l’impalcato è retto da una serie di cavi (gli stralli) ancorati a piloni (o torri) di sostegno. La difficoltà nella progettazione sta nella precisa stima della rigidezza dello strallo che spesso possiede le caratteristiche fisiche e matematiche di una fune, questa delicata caratterizzazione determina le forze che lo investono per le diverse condizioni di carico. Inoltre, data la snellezza dell’impalcato e dei piloni che caratterizza questa tipologia di ponte è necessario calcolare con l’ipotesi di grandi spostamenti e quindi di strumenti di calcolo che siano in grado di considerare la non linearità geometrica globale nei modelli di calcolo. Un altro aspetto fondamentale di queste infrastrutture è la modalità di costruzione che è indispensabile considerare nel modello di calcolo.

Midas Civil è stato utilizzato per la progettazione di diversi ponti sospesi in tutto il mondo, possiede delle caratteristiche fondamentali necessarie per la progettazione di questi ponti, come la costruzione per fasi in grandi spostamenti ed elementi fune (cable element)

Le infrastrutture esistenti sono composte da un gran numero di ponti a cui si necessita una valutazione delle prestazioni al passaggio dei carichi mobili di nuova generazione e capacità antisismiche. Lo schema strutturale è vario perché interessa ponti dei primi anni del 900 come in acciaio a via di corsa superiore o inferiore, ponti in muratura risalenti al 700 e 800, ponti in precompresso largamente diffusi dagli anni 60, ponti speciali come gli strallati o post tesi.

In seguito alla riqualificazione delle infrastrutture sul territorio italiano, il ministero dei lavori pubblici ha redatto le linee guida per il monitoraggio e classificazione dei ponti esistenti. La principale caratteristica è quella di verificarli con il passaggio di carichi mobili di diversa categoria e disposizione, ai fini di valutare la categoria in cui ricadono. Anche le valutazioni nei confronti delle azioni sismiche sono richieste, ed eventuali interventi a migliorare la capacità delle sottostrutture come pile, spalle, fondazioni alle forze orizzontali sismiche. Oltre al rinforzo strutturale sono previsti sistemi di isolamento pila – impalcato attraverso apparecchi di appoggio dissipativi.

In Midas Civil sono presenti le diverse configurazioni di carichi mobili richieste dalle linee guida.

I ponti ad impalcato precompresso si dividono in due tipologie, ponti a travi precompresse prefabbricate e ponti post tesi. Si tratta di una tecnologia che sfrutta il tiro di cavi in acciaio immersi nel calcestruzzo per aumentare le prestazioni delle sezioni in calcestruzzo evitando anche la fessurazione e quindi aumentando la durabilità nel tempo dell’opera. La precompressione è soggetta alle perdite di carico a breve e lungo termine ed è indispensabile valutarle per una corretta progettazione. Nel caso di ponti con tecnologia di post tensione è possibile arrivare a costruire ponti di modeste luci, a travata continua e durevoli nel tempo, si tratta però di una tecnica complessa di progettazione e nella realizzazione. MIDAS CIVIL è leader nel calcolo delle pre e post tensione, possiede database e strumenti dedicati per questa tematica, con la possibilità di introdurre qualsiasi sviluppo di cavi e le sue fasi costruttive arrivando a valutare correttamente tutte le perdite di carico. Inoltre il post processore contiene codici dedicati alla verifica della precompressione per sezioni composte o compatte a cassone mono o pluricellulare.