La prima parte dell’articolo è sul fascicolo n° 149 Settembre/Ottobre 2021 a pag. 57 e online su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-fenomeno-della-fatica-nei-ponti-in-acciaio-a-lastra-ortotropa-prima-parte/.
Il caso studio
Il caso studio consiste in un viadotto a tre campate, il cui impalcato è formato da un cassone unicellulare a lastra ortotropa con altezza variabile, da un minimo di 3 m in pila di giunto a un massimo di 5 m nella sezione di mezzeria della campata centrale (www.masera-eg.it).
Lo spiccato dalle fondazioni è oltre i 35 m in calcestruzzo strutturale (sezioni in Figura 15).
Il modello FEM
Per la valutazione delle tensioni indotte dai modelli di carico a fatica 1 e 4 viene presa in considerazione la diffusione verticale (Figura 17), attraverso lo strato di pavimentazione e della lamiera della lastra ortotropa, del carico concentrato trasferito dall’impronta dei veicoli convenzionali. Il modello agli elementi finiti è ottenuto con il programma Midas GEN, tramite elementi plate, nelle Figure dalla 18 alla 21.
Dal modello FEM, sono estrapolate due sezioni per effettuare le verifiche a fatica, corrispondenti ai dettagli 71 (tra rib e lamiera) e 80 (tra rib e trasverso) dell’Eurocodice. La mesh degli elementi plate è ottenuta con il software Midas FEA NX. La condizione di vincolo consiste in una cerniera e un carrello alla base.
La combinazione delle azioni
Per il calcolo della massima variazione di tensione, secondo il §6.8.3 del EN1992-1-1 [9], si devono considerare:
- combinazione di base delle azioni che non inducono cicli di fatica (SLE Frequente):
- combinazione ciclica delle azioni che inducono fatica:
I risultati
Il Δσ è determinato dalla differenza tra le tensioni presenti durante il transito dei veicoli sulla corsia lenta (modello di fatica 2 per verifiche a vita illimitata e del modello di fatica 4 per le verifiche a danneggiamento) e le tensioni causate dalle azioni permanenti agenti sull’impalcato.
I due dettagli analizzati presentano uno stato tensionale che non permette una resistenza a vita infinita a fatica, la quale infatti viene raggiunta dopo un certo numero di cicli NS-N.
Conclusioni
Nel presente articolo è stato presentato il fenomeno della fatica inerente i ponti a lastra ortotropa, con un dettaglio particolare all’approccio normativo suggerito dall’Eurocodice 3.
Dopo una breve introduzione, dove sono state discusse le problematiche legate alle azioni cicliche agenti su impalcati ortotropi, sono stati riportati i richiami teorici necessari al calcolo della resistenza a fatica e livello di danneggiamento.
Prossimamente verrà presentato un caso studio di ponte a lastra ortotropa, modellato agli elementi finiti e successivamente verificato nella sua resistenza a fatica.
Bibliografia
[9]. Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture di acciaio, Parte 2 (UNI EN 1993-2): Ponti di acciaio, anno 2007.
La prima parte dell’articolo è sul fascicolo n° 149 Settembre/Ottobre 2021 a pag. 57 e online su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-fenomeno-della-fatica-nei-ponti-in-acciaio-a-lastra-ortotropa-prima-parte/.
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