Progettazione di ponti: Top 14 Checklist

I seguenti carichi, forze e sollecitazioni devono essere considerati e verificati nella progettazione dei ponti: - 1. Carico morto 2. Carico in tensione 3. Carico a pavimento 4. Carenza d'impatto 5. Carico del vento 6. Forza orizzontale dovuta alle correnti d'acqua 7. Forze longitudinali 8. Forze centrifughe 9. Galleggiabilità 10. Pressione terrestre 11. Effetti della temperatura 12. Effetti di deformazione 13. Effetti secondari 14. Pressione dell'onda e pochi altri.

Carico morto:

I pesi unitari di vari materiali devono essere considerati nel progetto come indicato nella tabella 5.1:

Carico dal vivo:

Tutti i nuovi ponti stradali in India saranno progettati secondo i caricamenti dell'Indian Roads Congress che consistono in tre classi di caricamento, classe IRC AA, classe IRC e carico di classe B IRC. Affinché i ponti siano costruiti in determinati limiti municipali, aree industriali e su alcune specifiche autostrade, una corsia di classe AA o due corsie di classe A, a prescindere dall'effetto peggiore, deve essere presa in considerazione.

Tutti gli altri ponti permanenti devono essere progettati con due corsie di carico di classe A, mentre due corsie di carico di classe B sono applicabili a ponti in aree specifiche o al tipo temporaneo di strutture come ponti in legno ecc. Dove è specificata la classe 70-R, deve essere utilizzato al posto del caricamento della classe AA IRC. Le figure 5.1 e 5.2 mostrano i carichi IRC.

Si presume che questi carichi viaggino lungo l'asse longitudinale dei ponti e possano essere posizionati ovunque sul ponte per la considerazione dell'effetto peggiore prodotto nella sezione, a condizione che le distanze tra la ruota e il cordolo stradale, le distanze tra gli assi o le ruote e la distanza tra i veicoli adiacenti come mostrato nel diagramma di carico non viene invasa.

Tutti gli assi di un veicolo standard o di un treno devono essere considerati come agenti simultaneamente e lo spazio lasciato scoperto dal treno standard non deve essere considerato come soggetto ad alcun carico aggiuntivo. I rimorchi attaccati all'unità di guida non sono da considerare come staccabili.

Tutti i nuovi ponti devono essere a una sola corsia, a due o quattro corsie. I ponti a tre corsie non devono essere considerati. Per i ponti a quattro corsie o multipli di ponti a due corsie, deve essere previsto un bordo centrale di almeno 1, 2 m di larghezza.

Riduzione degli stress dovuti al fatto che LL si trova su più di due corsie contemporaneamente:

L'intensità del carico può essere ridotta del 10% per ogni ulteriore corsia oltre le due corsie soggette a una riduzione massima del 20% e anche a condizione che le intensità di carico così ridotte non siano inferiori alle intensità risultanti da un caricamento simultaneo su due corsie.

Metodo di applicazione del carico dinamico per la progettazione di lastre di ponte:

1. Per lastre che si estendono in un'unica direzione:

A. Dispersione del carico perpendicolare alla campata:

(a) Lastra solida che si estende in una direzione:

(i) Per un singolo carico concentrato, la larghezza effettiva deve essere calcolata in base alla formula riportata di seguito. La larghezza effettiva, tuttavia, non deve superare la larghezza effettiva della lastra.

Dove b e = larghezza effettiva della lastra su cui agisce il carico.

L = lo span effettivo in caso di span semplicemente supportato e lo span chiaro in caso di span continuo.

X = distanza del CG del carico concentrato dal supporto più vicino.

W = la dimensione dell'area di contatto del pneumatico in una direzione ad angolo retto rispetto alla campata più il doppio dello spessore del rivestimento della mano che indossa.

K = un coefficiente con i valori mostrati nella tabella 5.2 a seconda del rapporto di b / L dove b è la larghezza della lastra.

(ii) Per due o più carichi concentrati su una linea nella direzione della campata, il momento flettente per metro di larghezza deve essere calcolato separatamente per ciascun carico in base alla larghezza effettiva appropriata.

(iii) Per due o più carichi attraverso lo span, se la larghezza effettiva della lastra per un carico si sovrappone alla larghezza effettiva della lastra per un carico adiacente, la larghezza effettiva risultante della lastra per i due carichi deve essere considerata uguale alla somma della rispettiva larghezza effettiva per ogni carico meno la larghezza della sovrapposizione, a condizione che la lastra sia controllata per i due carichi che agiscono separatamente.

(b) Solid slab cantilever:

(i) Per un singolo carico concentrato, la larghezza effettiva della lastra resistente al momento flettente (misurata parallelamente al bordo supportato) deve essere la seguente:

b e = 1.2x + W (5.2)

Dove b e, x e W hanno lo stesso significato di prima.

Purché la larghezza effettiva non superi un terzo della lunghezza della soletta a sbalzo misurata parallelamente al supporto e purché la larghezza effettiva non ecceda la metà del valore di cui sopra più la distanza del carico concentrato dalla estremità più vicina quando la il carico concentrato è posizionato vicino a una delle due estremità estreme della soletta a sbalzo.

(ii) per due o più carichi concentrati:

Se la larghezza effettiva della lastra per un carico si sovrappone alla larghezza effettiva per un carico adiacente, la larghezza effettiva risultante per due carichi deve essere considerata uguale alla somma delle rispettive larghezze effettive per ciascun carico meno la larghezza di sovrapposizione purché la lastra così progettato è testato per i due carichi che agiscono separatamente.

B. Dispersione del carico lungo l'intervallo:

La lunghezza effettiva della lastra su cui agisce il carico di una ruota o il carico di virata deve essere considerata uguale alle dimensioni dell'area di contatto del pneumatico sulla superficie di usura della lastra nella direzione dello span più il doppio della profondità complessiva della lastra inclusiva di lo spessore della mano che indossa

2. Per lastre che si estendono in due direzioni e per lastre che si estendono in una direzione con larghezza maggiore di 3 volte l'estensione effettiva:

Adotta il campo di influenza, Piegeaud o qualsiasi altro metodo razionale con il valore del rapporto di Poisson come 0, 15.

3. Per lastre scanalate o lastre diverse dalla soletta:

Quando il rapporto tra la rigidità flessionale trasversale e la rigidità flessionale longitudinale è l'unità, le larghezze effettive possono essere calcolate come per la soletta solida. Quando il rapporto è inferiore all'unità, deve essere preso un valore proporzionalmente più piccolo.

4. Dispersione dei carichi attraverso i riempimenti e la mano che indossa:

La dispersione dei carichi attraverso i riempimenti e il rivestimento deve essere presa a 45 gradi sia lungo che perpendicolare alla campata.

Caricamento in piano:

Per span efficace di 7, 5 m o inferiore, 400 Kg / m 2 . Questo carico deve essere portato a 500 Kg / m 2 per ponti vicino a una città o centro di pellegrinaggio o grandi fiere della congregazione.

Per un'ampiezza effettiva di oltre 7, 5 m ma non superiore a 30 m, l'intensità del carico deve essere calcolata secondo la seguente equazione:

Per campate di lunghezza superiore a 30 m, l'intensità del carico su strada va determinata secondo la seguente formula:

Dove P '= 400 Kg / m 2, a seconda dei casi

P = Carreggiata in Kg per m 2

L = Efficacia della trave principale in metri

W = Larghezza del marciapiede in metri

Il marciapiede deve essere progettato per sopportare un carico di 4 tonnellate comprensivo di impatto distribuito su una superficie avente un diametro di 300 mm. In tal caso, le sollecitazioni consentite possono essere aumentate del 25% per soddisfare questa disposizione. Laddove i veicoli non possano montare il marciapiede, non è necessario effettuare questa disposizione.

Indennità di impatto:

La tolleranza all'impatto in percentuale dei carichi reali applicati deve essere consentita per l'azione dinamica dei carichi sotto tensione come indicato di seguito:

Per il caricamento di classe A o di classe B:

La percentuale di impatto deve essere come mostrato in Fig. 5.3. La frazione di impatto deve essere calcolata dalle seguenti formule per intervalli da 3 ma 45 m:

(a) Per ponti in cemento armato:

Frazione di impatto = 4, 5 / 6 + L

(b) Per ponti in acciaio:

Frazione di impatto = 9 / 13, 5 + L

Dove L = Lunghezza dello span in metri come delineato

Per caricamento Classe AA e caricamento Classe 70R:

La percentuale di impatto deve essere presa come indicato di seguito:

A. Per intervalli inferiori a 9 m:

i) Per i veicoli cingolati - 25 percento per campate fino a 5 m in modo lineare, riducendo al 10 percento per campate di 9 m.

ii) Per i veicoli a ruote - 25 percento.

B. Per campate di 9 m o più:

a) Ponti di cemento armato:

(i) Veicoli cingolati: 10% fino a una distanza di 40 me secondo la curva di figura 5.3 per campate superiori a 40 m.

(ii) Veicoli a ruote: 25 percento per campate fino a 12 me secondo la curva di Fig. 5.3 per campate di oltre 12 m.

(b) ponti in acciaio :

(i) Veicoli cingolati: 10 per cento per tutte le campate.

(ii) Veicoli a ruote: 25 percento per campate fino a 23 me secondo la curva indicata in Fig. 5.3 per campate superiori a 23 m.

Non è consentita alcuna tolleranza d'impatto al carico sul fondo. Per la struttura del ponte avente un riempimento non inferiore a 600 mm, compresa la crosta stradale, la percentuale di impatto sarà pari alla metà di quelle specificate sopra nei carichi di carico di classe A o di classe B e di carico della classe AA e di carico della classe 70R.

Le percentuali di impatto alle seguenti proporzioni sono consentite per il calcolo delle sollecitazioni in vari punti di pilastri e abutment dalla parte superiore del blocco letto:

(i) Pressione sui cuscinetti e sulla superficie superiore del blocco letto. Valore totale

(ii) Superficie inferiore del mezzo valore del blocco letto

(iii) Dalla superficie inferiore del blocco letto fino a 3 m della struttura sotto il blocco letto da mezzo a zero decrescente uniformemente

(iv) 3 m sotto il fondo del blocco letto Zero

La lunghezza dello span, L, da considerare nel calcolo delle percentuali di impatto come specificato nel caricamento della classe A o della carica di classe B e del caricamento della classe AA e della classe 70R deve essere come indicato in:

(a) Per campate semplicemente supportate o continue o per archi, L = l'estensione effettiva su cui è posizionato il carico.

(b) Per ponti con bracci a sbalzo senza campate sospese, L = la sporgenza effettiva del cantilever ridotta del 25 percento per i carichi sul braccio a sbalzo e L = l'estensione effettiva tra i supporti per i carichi sulla campata principale.

(c) Per ponti con bracci a sbalzo con luci sospese, L = la sporgenza effettiva del braccio a sbalzo più metà della lunghezza della campata sospesa per i carichi sul braccio a sbalzo e L = la lunghezza effettiva della campata sospesa per i carichi sul braccio sospeso span e 'L = l'intervallo effettivo tra i supporti per i carichi sulla campata principale.

Carico del vento:

Si suppone che il carico del vento agisca orizzontalmente su qualsiasi parte esposta della struttura del ponte. La direzione del carico del vento può essere tale da produrre le massime sollecitazioni risultanti nell'elemento considerato.

Si presume che la forza del vento agisca sull'area della struttura come di seguito:

(a) Per la struttura del ponte - l'area della struttura vista in elevazione, incluso il sistema del pavimento e la ringhiera, meno area della perforazione nei binari delle mani o nelle pareti del parapetto.

(b) Per una struttura passante o semitrasparente: l'area dell'elevazione della capriata sopravento come specificato in (a) sopra più metà dell'area di elevazione sopra il livello del ponte di tutte le altre travi reticolari o travi.

L'intensità della pressione del vento deve essere come indicato nella tabella 5.3 di seguito. L'intensità può essere raddoppiata in certe zone costiere come la penisola di Kathiawar, il Bengala e le coste dell'Orissa come mostrato nella mappa (Fig. 5.4).

Dove

H = L'altezza media in metri della superficie esposta al di sopra della superficie media di rallentamento (suolo o letto o livello dell'acqua).

V = Velocità del vento in Km all'ora.

P = Intensità della pressione del vento in Kg / m 2 in altezza H

Si suppone che il carico del vento sul carico in movimento vivo agisca a 1, 5 m sopra la carreggiata alla velocità di 300 kg per metro lineare di carico vivo in caso di ponti ordinari e 450 kg per metro lineare per ponti che trasportano il tram.

La forza del vento totale non deve essere inferiore a 450 kg per metro lineare nel piano della corda caricata e 225 kg per metro lineare nella corda non caricata su traliccio passante o traliccio, traliccio o altre campate simili e non inferiore a 450 Kg per metro lineare su campate.

Una pressione del vento di 240 Kg per metro sulla struttura a vuoto deve essere presa in considerazione se produce sollecitazioni maggiori rispetto ai carichi del vento menzionati precedentemente.

Forza orizzontale dovuta alle correnti d'acqua:

L'effetto della forza orizzontale dovuta alle correnti d'acqua deve essere considerato nel progettare qualsiasi parte della struttura del ponte sommersa nell'acqua corrente.

L'intensità della pressione dell'acqua dovuta alla corrente d'acqua può essere calcolata dalla formula:

Dove:

P = Intensità della pressione in Kg / m2

U = la velocità della corrente dell'acqua nel punto preso in considerazione in metri al secondo.

K = Una costante avente i valori per le diverse forme di pile come mostrato nella Tabella 5.4

Si può assumere che la variazione di U 2 sia lineare con valore zero al livello di raschiatura massimo e il quadrato della velocità massima sulla superficie (Fig. 5.5). La massima velocità superficiale V può essere assunta come V m √2, cioè V 2 s = 2 V 2 m dove V m è la velocità media.

Pertanto, U 2 nell'equazione 5, 7 a una profondità X dal livello di raschiatura massimo è data da:

Allo scopo di fornire contro ogni possibile variazione della direzione della corrente dell'acqua dalla normale direzione del flusso, è possibile prevedere nel progetto assumendo un'inclinazione di 20 gradi della corrente idrica rispetto alla normale direzione del flusso.

La velocità in tali casi deve essere risolta in due componenti vale a dire. un parallelo e l'altro normale al molo. Il valore di K per componente normale deve essere considerato pari a 1, 5 tranne per i moli circolari quando K può essere preso come 0.66.

Forze longitudinali:

L'effetto delle forze longitudinali dovute allo sforzo di trazione o all'effetto frenante (quest'ultimo è maggiore del primo) e la resistenza di attrito offerta dal cuscinetto libero al movimento a causa del cambiamento di temperatura o di qualsiasi altra causa devono essere considerate nella progettazione di cuscinetto, sottostrutture e fondazioni.

Si presume che la forza orizzontale dovuta alla trazione o alla frenata agisca lungo la carreggiata ea 1, 2 metri sopra di essa.

Gli effetti della frenata e della temperatura sul ponte Le strutture che non hanno cuscinetti come archi, telai rigidi, ecc., Devono essere considerate secondo il metodo di analisi approvato di strutture indeterminate.

Per strutture in cemento armato rinforzate e precompresse semplicemente supportate, i cuscinetti a piastra non possono essere utilizzati per campate di oltre 15 metri.

Per span semplicemente supportati fino a 10 metri in cui non sono previsti cuscinetti (tranne lo strato di bitume), la forza orizzontale a livello del cuscinetto deve essere:

F / 2 o μ Rg a seconda di quale è più alto

Dove F = Forza orizzontale applicata

μ = Coefficiente di attrito come indicato nella Tabella 5.5

Rg = Reazione dovuta a carico morto.

La forza longitudinale a qualsiasi cuscinetto libero (a scorrimento o a rulli) per un ponte semplicemente supportato deve essere considerata uguale a μR dove co-è il coefficiente di attrito e R è la somma delle reazioni di carico morto e vivo. I valori di p. come mostrato nella Tabella 5.5, di solito sono considerati nel progetto.

La forza longitudinale su qualsiasi supporto fisso per un ponte semplicemente sostenuto deve essere la seguente:

F - μR o, F / 2 + μR a seconda di quale è maggiore

Dove F = Forza orizzontale applicata

μ = Coefficiente di attrito come indicato nella Tabella 5.5

R = Reazione dovuta a carico morto.

La forza longitudinale a ciascuna estremità di una struttura semplice e supportata con cuscinetti elastomerici identici è data da F / 2 V δ dove V r è il valore di taglio del cuscinetto elastomerico e 8 è il movimento del piatto a causa della temperatura ecc. alle forze applicate.

Le forze longitudinali su supporti di una struttura continua devono essere determinate sulla base della valutazione di taglio dei singoli supporti e del punto zero di movimento del ponte.

Le forze longitudinali e tutte le altre forze orizzontali devono essere calcolate fino al livello in cui la risultante pressione terrestre passiva del suolo al di sotto del livello di pulizia più profondo (o il livello del pavimento nel caso di un ponte con pavimento in pucca) equilibra queste forze.

Si presume che la grandezza dell'effetto frenante abbia i seguenti valori:

(i) Per un ponte a una corsia o due corsie, l'effetto frenante è pari al venti percento per il primo treno del veicolo più il dieci percento per i treni successivi o parte di esso.

Nel calcolo dell'effetto frenante deve essere presa in considerazione solo una corsia del carico del treno, anche quando il ponte di coperta trasporta due corsie di carico del treno. L'effetto frenante deve essere pari al venti percento del carico effettivo sull'intervallo in cui l'intero primo treno non è sulla portata.

(ii) Per ponti con più di due corsie, l'effetto frenante deve essere considerato pari al valore indicato in (i) sopra per due corsie più il cinque per cento dei carichi sulle corsie superiori a due.

Forze centrifughe:

Per un ponte curvo, l'effetto della forza centrifuga dovuta al 'movimento dei veicoli in una curva deve essere debitamente considerato e gli elementi devono essere progettati per soddisfare le sollecitazioni extra indotte dall'azione centrifuga.

La forza centrifuga deve essere calcolata secondo la formula:

C = WV 2 / 127R (5.8)

Dove: C = La forza centrifuga in tonnellate

W = carico vivo totale in tonnellate sulla campata

V = Velocità di progetto in Km all'ora

R = raggio di curvatura in metri

Si presume che la forza centrifuga agisca ad un'altezza di 1, 2 m sopra la carreggiata. Non è richiesto alcun aumento per effetto di impatto. Si presume che la forza centrifuga agisca nel punto di azione dei carichi della ruota o distribuita uniformemente sulla lunghezza su cui agisce un carico uniformemente distribuito.

galleggiabilità:

L'effetto della galleggiabilità deve essere considerato nel progettare i membri della struttura del ponte se questa considerazione produce l'effetto peggiore nel membro. A causa della galleggiabilità, viene effettuata una riduzione del peso della struttura.

Se la fondazione poggia su strati impenetrabili omogenei, non è richiesto alcun accorgimento per l'effetto galleggiamento, ma se, d'altra parte, la fondazione poggia su strati permeabili come sabbia, limo ecc., Si deve prendere in considerazione la piena galleggiabilità. Per altre condizioni di fondazione, incluso il fondamento su roccia, si presume che una percentuale della piena galleggiabilità sia l'effetto di galleggiamento a discrezione del progettista del ponte.

Il 15% della piena galleggiabilità deve essere preso come effetto di galleggiamento per le strutture in calcestruzzo o mattoni in muratura sommersi a causa della pressione dei pori.

L'effetto della piena galleggiabilità deve essere debitamente considerato nella progettazione della sovrastruttura per i ponti sommergibili, se produce sollecitazioni maggiori.

In caso di fondazioni profonde che spostano l'acqua così come la massa del suolo come sabbia, limo ecc., La galleggiabilità che causa la riduzione del peso deve essere considerata su due conteggi come sotto:

(i) La galleggiabilità dovuta all'acqua spostata deve essere presa come il peso del volume d'acqua spostato dalla struttura dalla superficie libera dell'acqua fino al livello di fondazione.

(ii) Pressione ascendente a causa del peso del terreno sommerso calcolato secondo la teoria di Rankine.

Pressione terrestre:

La pressione di terra per la quale devono essere progettate strutture di sostegno della terra deve essere calcolata in conformità con qualsiasi teoria razionale. La teoria della pressione di terra di Coulomb può essere utilizzata con la modifica che si presume che la pressione risultante della terra agisca ad un'altezza di 0, 42 H dalla base, dove H è l'altezza del muro di sostegno.

Si presume che l'intensità minima della pressione orizzontale del terreno non sia inferiore alla pressione esercitata da un fluido del peso di 480 kg per sperma. Tutti gli abutment devono essere progettati per un sovraccarico di carico vivo equivalente a 1, 2 m di altezza di riempimento a terra. Per la progettazione di parafanghi e pareti di rinvio, la sovrattassa sul carico in tensione deve essere considerata equivalente a 0, 6 m di altezza di riempimento a terra.

I riempimenti dietro gli abutment, le ali e le pareti di ritorno che esercitano la pressione sulla terra devono essere composti da materiali granulari. Su tutta la superficie degli abutment, delle ali o delle pareti di ritorno deve essere presente un filtro con uno spessore di 600 mm con dimensioni ridotte verso il suolo e dimensioni maggiori verso la parete.

Un numero adeguato di fori per le lacrime deve essere previsto nelle spalle, nelle pareti dell'ala o di ritorno sopra il livello dell'acqua bassa per il drenaggio dell'acqua accumulata dietro le pareti. La spaziatura dei fori delle lenti non deve superare un metro in entrambe le direzioni orizzontale e verticale. La dimensione dei fori per le lacrime deve essere adeguata per un corretto drenaggio e i fori per le lacrime devono essere collocati in pendenza verso la faccia esterna.

Effetti della temperatura:

Tutte le strutture devono essere progettate per soddisfare le sollecitazioni derivanti dalla variazione di temperatura. L'intervallo di variazione deve essere fissato con giudizio per la località in cui deve essere costruita la struttura.

Il ritardo tra la temperatura dell'aria e la temperatura interna dei massicci elementi in calcestruzzo deve essere tenuto in debita considerazione. L'intervallo di temperatura indicato nella Tabella 5.6 deve essere generalmente assunto nel progetto.

Il coefficiente di espansione per grado Celsius deve essere preso come 11, 7 x 10 -6 per le strutture in acciaio e RC e 10, 8 x 10 -6 per le strutture in calcestruzzo.

Effetti di deformazione (solo per ponti in acciaio):

Lo stress da deformazione è causato dalla piegatura di qualsiasi elemento di un trave a nastro aperto a causa della deflessione verticale della trave combinata con la rigidità delle articolazioni. Tutti i ponti in acciaio devono essere progettati, fabbricati e costruiti in modo tale da ridurre al minimo le sollecitazioni di deformazione. In assenza di calcoli di progettazione, le sollecitazioni di deformazione non devono essere inferiori al 16 percento delle tensioni del carico morto e in tensione.

Effetti secondari:

Strutture in acciaio:

Le tensioni secondarie sono sollecitazioni aggiuntive causate dall'eccentricità delle connessioni, dai carichi del raggio del pavimento applicati nei punti intermedi di un pannello, dai carichi laterali del vento sui montanti terminali dei tralicci trasversali ecc. E dalle sollecitazioni dovute al movimento dei supporti.

Strutture in cemento armato:

Le tensioni secondarie sono ulteriori sollecitazioni causate dal movimento dei supporti o dalla deformazione nella forma geometrica della struttura o dal restringimento restrittivo delle travi del pavimento in calcestruzzo, ecc. Per le strutture in cemento armato, i coefficienti di contrazione devono essere considerati come 2 x 10 -4 . Tutti i ponti devono essere progettati e costruiti in modo tale che le sollecitazioni secondarie siano ridotte al minimo.

Pressione delle onde:

Le forze d'onda devono essere determinate mediante un'adeguata analisi che tenga conto delle forze di trazione e di inerzia ecc. Su singoli membri strutturali basati su metodi razionali o studi di modelli. In caso di gruppo di pile, moli ecc. Si considerano anche gli effetti di prossimità.

Impatto dovuto ai corpi galleggianti o ai vasi:

I membri come piloni di ponti, pali per tralicci ecc. Che sono soggetti a forze d'impatto di corpi o navi galleggianti devono essere progettati considerando l'effetto dell'impatto su tali membri. Se la forza d'urto colpisce i membri con un angolo, anche l'effetto delle forze componenti deve essere debitamente considerato.

Effetti di erezione:

L'ufficio di progettazione deve essere fornito con il programma di costruzione e la sequenza di costruzione che gli ingegneri edili desiderano adottare e il progettista deve tenere conto nel suo progetto delle sollecitazioni dovute agli effetti di erezione. Questo include un intervallo completato e lo span adiacente non è in posizione.

Forza Sismica:

La figura 5.6 mostra la mappa dell'India che indica la zona sismica da I a zona V. Tutti i ponti nella zona V devono essere progettati per forze sismiche come specificato di seguito. Tutti i ponti principali con una lunghezza totale di oltre 60 metri devono essere progettati anche per le forze sismiche nelle zone III e IV. I ponti nelle zone I e II non devono essere progettati per le forze sismiche.

La forza sismica verticale deve essere considerata nella progettazione di ponti da costruire nelle Zone IV e V in cui la stabilità è un criterio per la progettazione. Il coefficiente sismico verticale deve essere preso come metà del coefficiente sismico orizzontale come indicato qui sotto.

Quando si prende in considerazione l'effetto sismico, lo strofinamento per la progettazione della fondazione deve basarsi su un progetto di piena. In assenza di dati dettagliati, la setacciatura può essere considerata pari a 0, 9 volte la profondità massima del setaccio.

Forza sismica orizzontale:

La forza sismica orizzontale deve essere determinata dalla seguente espressione che è valida per ponti aventi una campata fino a 150 m. Nel caso di ponti a campata lunga con campate superiori a 150 m, il progetto deve basarsi su un approccio dinamico.

F eq = α. Β. Ƴ. sol

Dove F eq = Forza sismica

α = coefficiente sismico orizzontale in base alla posizione come indicato nella tabella 5.7 (per la parte al di sotto della profondità del setaccio, questa può essere presa come zero).

β = Un coefficiente dipendente dal sistema di fondazione del suolo come indicato nella tabella 5.8.

α = Un coefficiente dipendente dall'importanza del ponte come indicato di seguito. L'importanza deve essere decisa su condizioni locali come importanza strategica, collegamento di comunicazione vitale ecc.

(a) Importante ponte 1.5

(b) Altri ponti 1.0

G = Carico morto o morto più carico vivo

Le forze sismiche orizzontali devono essere prese per agire al centro di gravità di tutti i carichi considerati. La direzione della forza sismica deve essere tale che l'effetto risultante della forza sismica e di altre forze produca sollecitazioni massime nella struttura.

La forza sismica per i carichi vivi non deve essere considerata quando agisce nella direzione del traffico, ma deve essere considerata nella direzione perpendicolare al traffico.

La porzione della struttura incorporata nel terreno non deve essere considerata per produrre forze sismiche. In sabbie libere o scarsamente calibrate con piccole o nulle multe, le vibrazioni dovute all'effetto sismico possono causare liquefazione del terreno o un eccessivo assestamento totale e differenziale. Pertanto, la fondazione di ponti su tali strati nelle zone III, IV e V deve essere evitata a meno che non vengano adottati metodi appropriati di compattazione o stabilizzazione.

La muratura o i ponti in cemento non armato non devono essere costruiti nella zona V.

Influenza Diagrammi lineari:

Tutti gli elementi strutturali devono essere progettati con carichi, forze e sollecitazioni che possono agire insieme. La maggior parte di questi carichi e forze ha più o meno punti fissi di applicazione, ad eccezione dei carichi in tensione e delle forze derivanti da carichi reali come forza d'impatto, forza di trazione o frenata e forza centrifuga.

Poiché i carichi vivi sono carichi in movimento, i loro punti di applicazione devono essere attentamente determinati per ottenere il massimo effetto. Questo risultato è ottenuto con l'aiuto di diagrammi a linee di influenza come descritto nei paragrafi seguenti.

Una linea di influenza è una curva che indica la reazione, momento, taglio, spinta ecc. In corrispondenza di una sezione di un raggio o di altri elementi a causa del movimento di un carico concentrato unitario lungo la lunghezza del raggio o dell'elemento.

La procedura per disegnare il diagramma di influenza è illustrata nei paragrafi seguenti. Influenza i diagrammi lineari per alcune strutture speciali come ponti continui RC e ponti a arco RC. Il metodo di utilizzo di questi diagrammi delle linee di influenza per la determinazione dei valori massimi di momenti, cesoie, reazioni ecc.

Influenza Diagramma di linea per il momento:

Semplicemente supportato Bridge-Section a 0.25L e 0.5L:

In Fig. 5.7 (a), quando un carico unitario è posto tra A e X (ovvero la sezione considerata), R B = a / L e M x = (ax 0, 75L) / L ma quando il carico unitario è compreso tra X e B, R A = (La) / L e M x = (La) 0, 25L / L. Il valore di M x sarà massimo quando il carico unitario è in X ovvero la sezione considerata e il valore di M x = 0, 1875L. Il diagramma della linea di influenza per M x a 0, 25 L è mostrato in Fig. 5.7 (c).

Analogamente, in Fig. 5.7 (b), quando il carico unitario è posto tra A e X, M x = ax 0.5L / L ma quando il carico unitario è posto tra X e B, M x = (La) x 0.5L / L Il valore di M x massimo quando il carico dell'unità è posizionato su X, nel qual caso M x = 0, 25L. Il diagramma della linea d'influenza per M, a 0, 5 L è mostrato in Fig. 5.7 (d).

Balanced Cantilever Bridge - Sezione al centro di Main Span e presso Support:

I diagrammi delle linee di influenza possono essere disegnati nello stesso modo illustrato in Fig. 5.8.

Diagramma della linea di influenza per il taglio:

Semplicemente supportato Bridge - Sezione a 0, 25L e 0, 5L:

Facendo riferimento alla Fig. 5.7 (a) quando il carico unitario è posto tra A e X (cioè la sezione considerata), R B = a / LS x (cioè a taglio a X) = R B = a / L. Come per convenzione normale, questo taglio cioè forze risultanti che agiscono verso l'alto sulla destra della sezione e che agiscono verso il basso sulla sinistra della sezione è negativo.

Quando il carico unitario è compreso tra X e B, R A = (La / L) e S x (shear at x) = (La / L). Questo taglio come da convenzione normale è positivo. Il taglio cambia quando il carico unitario si trova su X. Pertanto, il diagramma della linea d'influenza per la sezione di taglio nella sezione 0.25L sarà come mostrato in Fig. 5.9 (a). L'ordinata di taglio negativo a X = 0, 25 L / L = 0, 25 e l'ordinata di taglio positivo = L- 0, 25 L / L = 0, 75

Facendo riferimento alla Fig. 5.7 (b) si può trovare come prima che quando il carico unitario è tra A e X, S x = a / L e quando il carico unitario è tra X e B, S, = (La / L) . Il taglio cambia quando il carico unitario si trova nella Sezione, cioè a 0, 5 L e le ordinate sia per taglio positivo che negativo sono 0, 5. Il diagramma della linea di influenza è mostrato in Fig. 5.9 (b).

Balanced Cantilever Bridge - Sezione al centro di Main Span e presso Support:

i) Sezione al centro della campata principale:

Facendo riferimento alla Fig. 5.8 (a), quando il carico unitario si sposta da A a G (ovvero la sezione considerata), la reazione a D sarà la seguente:

Ma quando il carico unitario si sposta da G a F, la reazione in C sarà la seguente:

Le reazioni R c o R D sono le cesoie della Sezione G. Usando la convenzione del segno normale, il diagramma delle linee d'influenza per le forze di taglio nella Sezione G è come mostrato in Fig. 5.10 (a).

ii) Sezione a sinistra del supporto C:

Facendo riferimento alla Fig. 5.8 (a), il taglio a sinistra del Supporto C sarà il carico in C quando il carico unitario si sposta da A a C e zero oltre C. Pertanto, il diagramma della linea di influenza di taglio sarà come mostrato in Fig. 5.10 (b).

iii) Sezione a destra del supporto C:

Facendo riferimento alla figura 5.8 (a), quando il carico unitario si sposta da A a C, la cesoia sarà numericamente uguale a Rd e quando il carico unitario si muove oltre C, la cesoia sarà numericamente uguale a Rc. Il diagramma della linea di influenza del taglio è mostrato in Fig. 5.10 (c).

Sollecitazioni ammissibili:

Membri concreti:

Le tensioni ammissibili per il calcestruzzo di vari gradi devono essere quelle indicate nella Tabella 5.9:

Nota:

Per il calcolo delle tensioni nella sezione, può essere adottato un rapporto modulare (E s / E c ) di 10

Le tensioni ammissibili nelle armature d'acciaio devono essere quelle indicate nella tabella 5.10

Le tensioni di trazione ammissibili di base nel calcestruzzo normale devono essere indicate nella tabella 5.11:

Gli elementi in cemento armato possono essere progettati senza rinforzo a taglio se lo sforzo di taglio, x <Xc dove Xc è dato dalla seguente espressione:

La tensione di taglio τ = V / bd non deve mai superare il limite massimo ammissibile τ max come indicato di seguito:

τ max = 0, 07 f ck o 2, 5 MP a seconda del valore minore. Dove f ck è la forza caratteristica del calcestruzzo.

Membri concreti pre-stress:

Grado di calcestruzzo:

La resistenza a compressione caratteristica del calcestruzzo non deve essere inferiore a 35 MP, cioè con grado M 35 ad eccezione della costruzione composita in cui il calcestruzzo del grado M 30 potrebbe essere consentito per il solaio del ponte.

Tensioni temporanee ammissibili in calcestruzzo:

Queste tensioni sono calcolate dopo aver contabilizzato tutte le perdite tranne che per il restringimento residuo e lo scorrimento viscoso del calcestruzzo. La tensione di compressione temporanea non deve superare 0, 5 f Cj che non deve essere superiore a 20 MP a, dove f Cj è la resistenza del calcestruzzo in quel momento soggetta a un valore massimo di f ck .

A pieno trasferimento, la resistenza del cubo del calcestruzzo non deve essere inferiore a 0, 8 f tk . Lo sforzo di compressione temporaneo nell'estrema fibra di calcestruzzo (incluso il pre-stress del palcoscenico) non deve superare 0, 45 f ck fino a un massimo di 20 MP a .

Lo sforzo di trazione temporaneo nella fibra estrema non deve superare 1/10 della tensione di compressione temporanea ammissibile nel calcestruzzo.

Tensioni di calcestruzzo ammissibili durante il servizio:

Lo sforzo di compressione nel calcestruzzo durante il servizio non deve superare 0, 33 f ck . Durante il servizio non è ammesso alcun carico di trazione nel calcestruzzo.

Se gli elementi segmentali prefabbricati vengono uniti mediante pre-sollecitazione, le sollecitazioni nell'estrema fibra di calcestruzzo durante il servizio devono essere sempre compressive e lo sforzo minimo di compressione in una fibra estrema non deve essere inferiore al 5 per cento della sollecitazione di compressione permanente massima che può essere sviluppato nella stessa sezione. Tuttavia, questa disposizione non si applica alle lastre del piano di lavoro precaricato.

Sforzo tollerabile del cuscinetto dietro gli ancoraggi:

Lo sforzo massimo ammissibile immediatamente dietro gli ancoraggi in blocchi terminali adeguatamente rinforzati può essere calcolato dall'equazione:

f b = 0.48 f cj √A 2 / A 1 0r 0.8 f cj qualunque sia il più piccolo

Dove f b = tensione di contatto ammissibile ammissibile nel calcestruzzo, comprese eventuali tensioni prevalenti come nel caso di ancoraggi intermedi.

A 1 = l'area di supporto dell'ancoraggio è convertita in forma in un quadrato di area equivalente

A 2 = l'area massima del quadrato che può essere contenuta all'interno dell'elemento senza sovrapposizione dell'area corrispondente degli ancoraggi adiacenti e concentrica con l'area di rilevamento A 1.

Il suddetto valore di sollecitazione del supporto è ammesso solo se esiste una proiezione di calcestruzzo di almeno 50 mm o b 1/4, a seconda di quale sia il più completo attorno all'ancoraggio, dove bi è come mostrato in Fig. 5.11.

Sollecitazioni ammissibili in acciaio pre-sollecitazione:

La sollecitazione massima temporanea nell'acciaio precompresso in qualsiasi sezione dopo aver tenuto conto delle perdite dovute allo scivolamento degli ancoraggi e all'accorciamento elastico non deve superare il 70 percento della resistenza minima alla trazione.

La sovrastampa per compensare lo scivolamento degli ancoraggi o per ottenere l'estensione calcolata può essere consentita a condizione che la forza di sollevamento sia limitata all'80 percento della resistenza a trazione minima minima o al 95 percento dello sforzo di prova (0, 2 percento) dell'acciaio precompresso quale è meno.