Ponti d'acciaio - sistemi è elementi strutturali

**Nota prufessiunale è di sicurità impurtante: ** Questa hè una revisione di l’espertu archiviu, micca un disignu, calculu staticu, valutazione di un ponte esistente, o struzzioni per a custruzzione, l’ispezione o a riabilitazione. E divisioni originali, spans, ratios, stresses, materials, joint details è suluzioni strutturali sò stati trasferiti senza verificazione prufessiunale è ùn deve micca esse usatu cum’è una specificazione muderna. U cuncepimentu è i travaglii nantu à i ponti necessitanu disegnatori è appaltatori autorizati, regolamenti è standard attuali, dati geotecnichi è idrologici, calculu di effetti permanenti è variabili, fatigue, ventu, temperatura, sismicità, stabilità, fundazioni, cundizioni di assemblea è robustezza, è ancu teste di materiali, corrosione, giunzioni è a cundizione attuale di a struttura. L’accessu à a struttura, u travagliu in altezza, u trafficu, l’elevazione, a saldatura, u tagliu è l’assemblea portanu risichi mortali è necessitanu un pianu di prutezzione speciale.

U cuncepimentu, a custruzzione è a riabilitazione di i ponti d’acciaio ùn sò micca parte di a nova offerta publica di Savo Kusić. L’attuale focus hè finestre di legnu, finestre di legnu-aluminiu, finestri persunalizati è porte. Per un prughjettu di finestra o porta, pudete mandà richiesta di quotazione.

Ponti à arcu

Ci sò veri ponti d’arcu cù archi rigidi, chì ponu riceve ogni tipu d’impatti, è ponti d’arcu cumposti da bastone, induve un sistema rigidu hè ottenutu da l’esistenza di una trave di rinforzu. Un arcu stiffened (Langer beam) hè calculatu sottu l’assunzione di cunnessioni articulate, cusì l’arcu hè solu carricu cù forze nurmali. I mumenti di curvatura sò ripresi da u fasciu di rinforzu, chì svolge ancu u rolu di tensione se l’arcu hè situatu sopra à u fasciu.

L’arcu è i travi di Langer sò più ecunomichi chì i ponti di travi per i grandi spazii, perchè a carica piena ugualmente distribuita hè ricivuta solu da a linea di sustegnu di l’arcu. Cù l’eccezzioni di e forze supplementari, i mumenti sò causati da solu carica parziale, cusì sò significativamente più chjuchi in archi chì in travi.

• Fig.1- Porti di Lattice *

• Fig.2- Porti di stagno *

a) Custruzzioni d’arcu. I porti chjappi sò raramenti custruiti per via di e difficultà in u supportu di clamping. I più cumuni sò porti nantu à dui articuli. I porti cù trè cerniere anu u vantaghju chì u muvimentu di i supporti è u cambiamentu di a temperatura ùn causanu micca forze in elli. Sò particularmente applicabili per u rapportu bassu f/l è per u casu di terra inaffidabile. I porti rigidi sò fatti cum’è griglie (fig.1) o come supporti di stagno (fig.2). A struttura arcuata hè situata sopra è sottu à a strada, a strada affundata hè evitata per ragioni estetiche. I porti sopra à a strada ricevenu bretelle per riceve a spinta di u portu. Se l’arcu hè rigidamente cunnessu à i travi di l’apertura adiacente (fig.1c è e), i quantità statichi ponu esse influenzati in largu limiti.

b) I travi Langer anu archi relativamente forti, postu chì a lunghezza di curvatura hè uguale à a distanza trà i nodi di a cunnessione superiore. Soluzioni cù un arcu sottu u pavimentu (fig. 3d) sò raramente usati in ponti. U fasciu per stiffeners pò esse sheet metal o lattice. Cù e duie suluzioni, quellu fasciu pò esse cuntinuatu in i campi vicini, cusì chì i sistemi cuntinui o Gerber sò creati (fig. 3b). In fig. 4 mostra una sezione trasversale di un ponte cù una trave media. A struttura di supportu hè custituita da un arcu di bastone, supporti rigidi è una scatula cava chjusa cum’è una trave di rinforzu chì riceve i momenti di torsione è di curvatura.

• Fig.3— Langer beams*

• Fig.4— Sezione trasversale di un ponte cù una trave principale intermedia*

c) Ponti di Frame. Quandu hè necessariu di assicurà l’altitudine libera di u prufilu nantu à tutta a larghezza di l’apertura, i frames sò appiicati nantu à dui o trè articuli cù una altezza di supportu più bassu cà cù travi simplici per l’effettu di u quadru (Fig.5).

e) Calcul. L’archi sò generalmente calculati nantu à l’assunzione chì u so assi ùn si deforma. Tuttavia, deformazioni elastiche pò esse considerable. In suluzioni di tensione suspesi, quantità statica ùn cambia assai per via di deformazione, mentri deformazione in archi dritti è travi di Langer pò avè un effettu significativu nantu à quantità statiche.

• Fig.5- ponti di tela *

Ponti sospesi

I ponti di sospensione Lattice, chì sò intrinsecamente rigidi, sò raramenti custruiti. I ponti di sospensione muderni anu un fasciu rigidu, chì limita è equalizes a curvatura da e forze cuncentrate. I ponti sospesi cù grandi spazii sò u ponte sopra u Golden Gate vicinu à San Francisco (Fig.6a) gamma1280m, è u Ponte di Washington vicinu à New York (fig.6b) gamma1067m.

Stiffening beams sò sheet metal o lattice, d’altura constante o cun un picculu aumentu di l’altitudine sopra i supporti mediani. U rapportu di a freccia à u span hè sceltu soprattuttu in u rapportu1/9à1/11. Diversi accidenti anu dimustratu chì à bassu altitudine, a rigidità pò esse troppu bassu, soprattuttu cù u pesu propiu pocu è a larghezza di u ponte.

• Fig.6— Ponti sospesi americani: a) Ponte sopra u Golden Gate in San Francisco (1937), b) Washington Bridge in New York (1931), c) Ponte Florianopolis in Brasilia (1926)*

Pignone

a) E catene articulate di ligami cù estremità allargate, chì si trovanu liberamente parallele à l’altru è si facenu l’una à l’altra à l’articuli cù sovrapposizioni mutuali di i ligami da i campi adiacenti, sò fatti in dui modi - cù rinforzi riveted da lamelle à l’estremità o cù estremità allargate ottenute da forgiatura (Fig.7). A catena di u ponte sopra u Renu hè stata custruita d’acciaio di nichel di resistenza à a tensione5,5à6,5t/cm2. In i ponti di sospensione americani più chjuchi, a catena hè fatta da l’acciaio di colata normale, è in certi casi da l’acciaio in lega o induritu.

• Fig.7- Catena di Ponte di Florianopolis *

b) Cavi di corda spirale. I cordi chjusi sò fatti di filu brillanti. I strati interni di u filu sò prutetti cù un revestimentu di miniu di piombo, mentre chì e superfici esterne di i fili individuali sò rivestiti cù una capa protettiva.

Le funi di fili tondi a spirale in i ponti americani sò custituiti principalmente da fili galvanizzati à caldo è parzialmente avvolti in una manera simile.

I fili di ponte trafilati a freddo anu una forza di rottura da 12 à 20 t/cm2. A forza di fatigue pò esse ridutta significativamente se a superficia esterna di i fili tirati à friddu hè in cattiva cundizione.

L’allungamentu di a corda spirale dipende da u materiale per i fili è da u metudu di fà a corda. L’espansione elastica in l’area di e tensioni normali permissibili ammonta à 0,003 à 0,004. Siccomu i cordi sò in permanenza, plasticamente allungati da 0,001 durante a prima carica, qualchì volta prima di l’usu i cordi sò precaricati cù a forza più grande è cusì allungati. U benefiziu di stu trattu hè limitatu, postu chì una parte significativa di u “strettu permanente” hè persu dopu avè alluntanatu a corda durante a stallazione ulteriore.

Unità storiche, nomi d’acciaio, rivestimenti protettivi, punti di forza, espansioni è metudi di fà o di versà i capi di cable ùn sò micca specificazioni muderni. A cundizione di catene, corde, ancore, capi di cable è rivestimenti protettivi esistenti hè determinata da a documentazione, l’ispezione è a prova; ùn si pò micca deduce da stu testu generale.

Ancoraggio

I catene fatti di articuli sò ancorati cù tappi in supporti chì sò cuncreti in i fundazioni per l’ancora.

I cordi spirali anu capi currispondenti à l’estremità (fig.8). in quale i fili sò untangled in a forma di una scupa, è dopu a pulizia sò chini di metallu biancu. I capi di casting espertu anu a listessa forza cum’è a corda.

• Fig.8— Teste di cavi: a) testa semplice, b) testa americana, c) testa di ponte Renu*

Sospensione è fascette

I ganci sò fatti di acciai tondi, in particulare di tubi o funi di filu (fig.9è11). In u casu di funi chjusi, i funi di cable sò cuparti cù fascette (fig.10). In u casu di bundle di cable separati, i sospensioni sò designati in tale manera chì i cordi individuali ponu esse rimpiazzati cù novi se ne necessariu. I ganci di corda sò attaccati cù capi di cable, è e picculi diffirenzii di lunghezza sò equalizzati cù shims.

• Fig.9— Sospensione, vechju ponte sopra u Renu*

• Fig.10— Fascette di u ponte sopra u Renu : a) ponte novu, b) ponte vechju*

Fig. 11 — Fascette e corde per appendici

Torri (piloni)

I turri di i ponti di sospensione sò incernierati à u fondu, o ponu esse chjappi, chì hè soprattuttu u casu in America. A catena hè fermamente attaccata à e turri. U supportu mobile hè necessariu solu quandu e torri ùn ponu esse affidate cù e forze horizontale, chì succede cù supporti immobile.

Per i grandi ponti di sospensione, sò preferite e torri in cunea più bassa. In questu casu, i turri ponu esse muntati prima, dopu i catene è i perni, è infine i travi di stiffening. In i ponti di sospensione autoancorati, un scaffale estensivu hè necessariu postu chì u sistema staticu cumencia à agisce solu quandu a trave di rinforzu hè chjusa.

Supporti stradali è bordu di strada

In vista di u trafficu è di u mantenimentu, duvemu pruvà à assicurà chì u pavimentu nantu à u ponte ùn sia micca diversu, se pussibule, da u pavimentu nantu à e parti di cunnessione di a strada o di a ferrovia. Siccomu u pavimentu stessu ùn hà micca abbastanza rigidità di u so propiu, deve esse cunfidendu in un sistema di superficia in a direzzione verticale, è ancu in un sistema chì furnisce un supportu laterale horizontale. U cusì chjamatu track board appoggia nantu à supporti di pista, chì sò principalmente custituiti da supporti longitudinali è trasversali.

Supporti trasversali

I travi trasversali trasfirìanu i carichi in muvimentu à i travi principali. Sò ancu una parte impurtante di l’accoppiamenti. I travi trasversali si trovanu direttamente nantu à e travi principali è in casu di ponti inclinati, cusì u so span hè uguali à u spaziu di e travi principali. I supporti trasversali sò generalmente in lamiera, per lunghe curtite è supporti rotulati ordinali. Hè utile chì e so quantità di altezza1/6à1/8span, ancu s’ellu in u casu di ponti grossi è una poca distanza trà e travi trasversali (in particulare in u casu di una tavola di pavimentu), sta altezza pò esse ancu.1/20gamma.

In regula, i supporti trasversali sò cunsiderati cum’è travi simplici, chì sò rigidamente cunnessi à i supporti principali, cusì chì in a seccione trasversale di u ponte sò creati frames aperti o chjusi. Per via di questu, i mumenti di pizzicu si trovanu, chì deve esse cunsideratu in particulare cù e cunnessione.

• Fig.12- Cunnessione à traversa *

In l’eventu chì u pavimentu hè falatu, a cunnessione hè fatta cù anguli di cunnessione simplici, o platti di strada, chì sò inseriti in a traversa (fig.12), o in i verticali di a sezione I, è in u locu di e so coste (fig.13). A suluzione in fig.14hè particularmente rigidu, postu chì quì u cantilever sheet hè incrustatu in u supportu trasversale è in a verticale, cusì chì u mumentu à l’angulu hè ricevutu da i bulloni di cisura. Cù altri suluzioni, ùn pò esse evitata chì i viti strappanu parzialmente è chì l’anguli di cunnessione sò piegati. Cunnessioni secondu a fig.12è13sò significativamente più deformati sottu a influenza di u mumentu chì quelli secondu a fig.14. Solu suluzioni simili nascenu per altre pusizioni di pavimentu. A stallazione di supporti trasversali nantu à i supporti principali hè pussibule solu cù una altezza strutturale abbastanza. Allora i supporti principali di foglia deve esse stiffened in i lochi induve a carica hè appiicata.

• Fig.13è14- Varianti di a cunnessione di a traversa *

Supporti longitudinali

I supporti longitudinali ponu esse sottu à a strada è sottu i passaghji di pedoni. A trave esterna, chì hè spessu cunnessa à u railing di u ponte, hè chjamata a trave longitudinale di u bordu. I supporti longitudinali sò fatti di supporti laminati è di foglia. A so gamma hè finu à12 m. Siccomu i travi longitudinali sò esposti à l’influenza più diretta di a carica in muvimentu, a so rigidità contr’à a curvatura hè particularmente impurtante. In u casu di i ponti di ferrovia, l’altezza di a trave hè diretta1/8à1/10gamma. I supporti longitudinali fatti di acciaio di alta qualità sò generalmente inadatti per via di una curvatura alta. In parechji vechji ponti, a cunnessione di e travi longitudinali hè stata realizata secondu a fig.15. Un angulu di cunnessione si trova trà e gammi di u supportu rotulatu, mentri l’altru si trova nantu à tutta l’altezza di u supportu cruci. Cù sti tipi di cunnessioni, i stresssi secundarii significativi si trovanu, è in parechji casi, i rutti di fatigue sò accaduti cun elli, è ancu cracks à u puntu induve a gamba hè tagliata. Per quessa, tali cunnessione ùn sò micca permessi à i ponti ferroviari. Se taglià a gamba ùn pò esse evitata, sti taglii deve esse fatti cù un grande rounding, per evità u risicu di cracke.

• Fig.15- Cunnessione di supportu longitudinale *

Drainage

U drenaje di i ponti deve esse datu una grande attenzione. U drenaje rapidu è cumpletu di l’acqua hè u prerequisite più impurtante per a longa vita di a superficia stradale, è ancu u ponte stessu. In più di l’aumentu di l’arrugginiu è di l’aumentu di i costi di mantenimentu, i zoni di ritenzione d’acqua sò ancu periculosi per i danni di u gelu. Se u nivellu di u ponte permette, i ponti stradali duveranu avè una certa gota longitudinale (micca menu di 1%), chì assicurà u flussu di l’acqua à u drenu. L’acqua contaminata da l’oliu è a polvera hè sguassata à traversu i canotti. Ces gouttières doivent avoir une chute longitudinale suffisante et être accessibles pour être nettoyées régulièrement.

*Fig. 16 - Strati di drenaje è protettivi di a superficia stradale *

I pavimenti asfaltati ùn sò micca assolutamente impermeabili. Un insulamentu speciale sottu à l’asfaltu pò esse dispensatu se l’asfaltu si trova nantu à una lastra di cimentu chì hè stata vibrata, è quella lastra stessu hè largamente impermeable. Se u pavimentu ùn hè micca abbastanza impermeable, perchè una parte di l’acqua di tempesta si sparghje, l’insulazione deve esse furnita. Per i ponti d’azzaru, coatings of asfalt bitmen or terra etc., insulating layers of bituminous insulating masses with solid inserts of paper with lana felt or jute weaving, as well as insulating layers of metal foils of ramu o aluminium sò cunsiderate. I strati d’insulazione devenu esse prutetti da danni meccanichi cù strati protettivi.

Descrizioni di cascate, grondaie, asfaltu, lastre di cimentu, masse bituminose, feltru, juta è fogli di metallo sò storichi. U drenaje mudernu, l’impermeabilizazione, a prutezzione di l’acciaio, i dettagli di penetrazione è u mantenimentu sò cuncepiti cum’è un sistema coordinatu secondu a regulazione attuale, e cundizioni climatichi, u trafficu è a custruzzione attuale.

• Fig.17- Dettagliu di drenagiu longu u bordu di u ponte *

Cunghjunzioni

I travi di lattice sò pocu rigidità in a direzzione perpendiculare à u pianu di e travi, e griglie cù articuli assunti in i nodi sò ancu multiplici mobili in a direzzione trasversale. Per quessa, i braccialetti di u ventu è i frames in croce sò necessarii per creà strutture spazialmente stabili prima. Inoltre, duveranu riceve carichi chì agiscenu trasversale à u pianu di i supporti principali, è infine assicuranu a custruzzione contru à u buckling è u rivolu.

Spruces contru à u ventu

Questi accoppiamenti sò dimensionati per riceve e forze da u ventu è altri carichi horizontali. Sò custituiti di griglie o supporti di quadru, dritti o curvati sicondu i cinturi. Cinture di accoppiamenti contr’à u ventu sò soprattuttu ancu cinture di i supporti principali. Spessu i supporti trasversali sò ancu i verticali di l’accoppiamentu contru u ventu.

Si assume una carica di ventu menu per un ponte carricu cà per un ponte scaricatu. Se a sezione trasversale permette, i ponti di truss anu preferibilmente duie brace di ventu trà e travi di i travi principali. Vede i schizzi di sistema in fig.18in quale l’accoppiamenti upwind è l’accoppiamenti croce sò marcati cù linee tratteggiate.

U numaru è u tipu di accoppiamenti trasversali deve esse abbastanza per creà un sistema spaziale rigidu. Hè cumunu per e griglie per assicurà a stabilità in u casu di articuli di sfera. I porti è i fasci di Gerber, cù l’eccezzioni di i ponti chjuchi, sò stiffened with special couplings against wind and against buckling. À l’articuli di i supporti principali, l’accoppiamenti deve esse fatti in tale manera chì ùn anu micca affettatu l’azzione di e articuli, fig.18e.

• Fig.18- Disposizione di accoppiamenti contr’à u ventu *

I tavulini di pavimentu largu fatti di foglia di metallo o cimentu rinfurzatu sò assai rigidi in i so piani. Sì i spazii ùn sò micca troppu grande, l’accoppiamenti spiciali contr’à u ventu pò esse omessi, postu chì u rolu appropritatu pò esse ripresu da u bordu di pavimentu. Solu durante l’assemblea deve esse pigliatu misure per assorbe e forze trasversali.

Quandu sceglite u riempimentu, deve esse cunsideratu chì, in generale, e forze in i bastoni sò chjuchi è i longhi di curvatura di i bastoni sò grande. Per quessa, i lattice cù lunghezze di bastone curtite (per esempiu, sistema K o sistema rombicu) sò preferiti. A volte, l’accoppiamentu anti-ventu hè appiccicatu nantu à i supporti di a strada per riduce a lunghezza di curvatura. Per l’accoppiamenti sopra u pavimentu, u sistema rombicu senza verticali hè spessu usatu.

A pusizione di l’altezza di l’accoppiamentu contru u ventu hè determinata principalmente da e cundizioni strutturali (fig.19). Sè pussibule, una cunnessione eccentrica hè evitata ancu quì. soprattuttu cù e forze maiò, è l’accoppiamentu contru u ventu hè stallatu in tale manera chì l’arbureti di i bastoni si intersecanu in i piani di i supporti principali (fig.20).

• Fig.19— Position d’altitude de l’embrayage anti-vent*

• Fig.20- Nodo di accoppiamentu di u ventu *

Quadri incruciati

I ponti cù a carreggiata sopra ponu esse stiffened with lights lattice frames secondu a fig.22. L’accoppiamenti trasversali in a forma di un quadru pò esse cunnessi à i rigidi principali di travi di sheet metal. In fig.21assai linii sò stati posti nantu à u quadru di tensione nantu à dui articuli, vale à dì nantu à a parrilla sottu à a traversa, per ch’elli sò accessibili da a pista d’ispezione media.

• Fig.21— Frame transversale è guida d’installazione *

• Fig.22— Châssis en croix en treillis*

Per i ponti cù una strada sottu, a forma di i frames trasversali hè determinata da u prufilu liberu per u passaghju di i veiculi. In fig.23d. Quadri trasversali chì distribuiscenu a carica (fig.24) sò necessarii à a parrilla per impegnà a cooperazione di tutti i supporti principali ancu per una carica parziale. S’ellu hè un ponte di ferrovia cù una pista curva o se i travi principali sò in una curva, questu deve esse cunsideratu durante u calculu staticu di l’accoppiamenti.

• Fig.23— Esempii di accoppiamenti trasversali è supporti principali*

• Fig.24— Sezione trasversale è traversa per a distribuzione di carichi nantu à u ponte sopra a Ruhr vicinu à Herdecke*

Accoppiamentu contr’à l’impatti laterali

Trà i travi longitudinali di i ponti ferroviari (fig.23c) hè necessariu di furnisce un accoppiamentu speciale per riceve impatti laterali di u veiculu. I travi longitudinali sò proporzionalmente assai pocu rigidi in a direzzione trasversale, cusì hè desideratu chì l’accoppiamentu contr’à l’impatti laterali aumenta a so sicurità contr’à u buckling laterale (Fig.25).

Fig. 25 - Accoppiamentu contr’à l’impatti laterali

Embrayage anti-freinage

Le travi trasversali ùn sò micca capaci di riceve e forze chì agiscenu in a direzzione longitudinale di u ponte è si verificanu quandu frenate o cumincianu à guidà u veiculu, è duveranu esse alleviate installendu accoppiamenti anti-frenatura. Sò supporti piani di lattice (fig. 26) chì culliganu i supporti longitudinali cù un accoppiamentu contru u ventu (fig. 27). Ci hè spessu una diferenza di altezza trà u trasportatore è l’accoppiamentu. È in i casi induve a lunghezza di i supporti pò esse direttamente cunnessu cù l’accoppiamentu anti-ventu, hè necessariu un accoppiamentu anti-frenata speciale, postu chì i bastoni chì riempianu l’accoppiamentu anti-ventu ùn sò micca capaci di riceve una carica di curvatura significativa. In certi casi, pò esse cumminati in un unicu accoppiamentu stradale anti-ventu, accoppiamentu anti-impattu laterale è accoppiamentu anti-frenatura.

• Fig.26- Sistema di embrague anti-frenata *

• Fig.27— embrayage anti-freinage*