Lezione Ing. Luca Romano - CM 2015 Roma La Sapienza

Corso di Costruzioni Metalliche A.A. 2015 – 2016
Docente: Prof. Ing. Franco Bontempi
Annuncio Seminario: 27 novembre 2015
Ing. Luca ROMANO
Direttore Tecnico Studio Romano – ALBENGA
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE
Ponte Strallato a Molassana, Genova, 2015

 Quadro Normativo:
- DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici
- DPR 207/2010 Regolamento appalti
- NTC 2008 testo Unico Strutture
- Bandi di progettazione ed incarichi
- Livelli di progettazione
- Progetto esecutivo: contenuti e appalto
 Concept Design:
- Analisi del Contesto
- Predimensionamenti
- divisione in conci, costruibilità, trasportabilità, montaggio
- problematiche d’officina
- saldature e controlli
- protezione
 NTC 2008 - Strutture Metalliche e Ponti
 Esempio: Ponte ad arco Albenga
 Esempio: Ponte strallato a Molassana (GE)

Ing. Luca Romano 2015
127 novembre 2015
Ing. Luca ROMANO, libero professionista - Albenga
Direttore Tecnico I QUADRO INGEGNERIA – GENOVA
QUADRO NORMATIVO
 DL 163/2006 Codice dei contratti pubblici (appalti)
 DPR 207/2010 Regolamento appalti
 NTC 2008 “Norme tecniche per le costruzioni e Circolare applicativa”
 DPR 380/2001 Testo Unico delle disposizioni legislative e regolamenti in
materia edilizia”.
 DL 81/2008 Testo Unico per la sicurezza
PRINCIPI FONDAMENTALI
● La stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) deve stilare un Programma
triennale di interventi, da cui anno per anno estrapola l’Elenco annuale delle opere,
che sono inseribili solo se finanziate.
La stazione appaltante nomina un responsabile del procedimento RUP (ingegnere
capo del Comune, Provincia, ecc.) che supervisiona il progetto e ne coordina le varie
fasi.
I progetti non possono essere appaltati se non sono esecutivi (eseguibili senza
l’intervento di un altro progettista) e devono essere validati (art.112, DL 163 e
art.44:59, DPR 207/2010)

227 novembre 2015
INCARICO DI PROGETTAZIONE
Gara: la stazione appaltante (Comune, Provincia, ecc.) può affidare incarichi con:
 Affidamento fiduciario diretto da parte del RUP per incarichi inferiori a 40.000
euro (art.125 comma 11, DL 163)
 incarico sulla base di elenco progettisti dell’Ente, con richiesta offerta ad
almeno 5 professionisti, per incarichi tra i 40.000 ed i 100.000 euro (art.91
comma 2, DL 163)
 bando di gara nazionale per procedura aperta, per incarichi tra i 100.000 ed i
200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163)
 gara comunitaria per incarichi oltre i 200.000 euro (art.91 comma 1, DL 163)
 concorso di progettazione o di idee (progetti di particolare rilevanza) (art.91
comma 5, DL 163)
Criterio per l’aggiudicazione dell’appalto è quello dell’offerta economicamente più
vantaggiosa (art.83 DL 163), il bando di gara stabilisce dei punteggi per merito
tecnico (curriculum e progetti analoghi), caratteristiche qualitative (relazione
metodologica del progetto), ribasso percentuale sul prezzo offerto.
Affidamento:
Una volta espletata la gara, la progettazione viene affidata sulla base di un
disciplinare d’incarico, dove vengono esplicitate le prestazioni da effettuare, i tempi, i
pagamenti per ogni fase, le penali per i ritardi, ecc.

327 novembre 2015
Progettazione:
Ottenuto l’incarico, il progetto si svolge su diversi livelli, indicati dal Regolamento
degli Appalti:
- preliminare
- definitivo
- esecutivo
Dopo ogni livello progettuale, l’Amministrazione appaltante, col suo RUP
(Responsabile Unico del Procedimento), procedono all’analisi ed approvazione della
fase progettuale, dando indicazioni circa le modifiche da sviluppare negli
approfondimenti delle successive fasi.
●NOTA: ogni progetto di opera pubblica deve andare in Conferenza dei Servizi, che
è il luogo deputato a riunire i vari Enti (Beni Ambientali, Comunità Montana,
Forestale, Polizia Idraulica, Demanio, Provincia, Regione ecc.) per esprimersi sul
progetto. Si ha una prima riunione (referente) sul progetto preliminare ed una
deliberante su quello definitivo.

427 novembre 2015
CONTENUTI DEI TRE LIVELLI DI PROGETTAZIONE:
Progetto preliminare (art. 17:23, D.P.R. 207/2010)
Il progetto preliminare stabilisce i profili e le caratteristiche più significative degli
elaborati dei successivi livelli di progettazione, in funzione delle dimensioni
economiche e della tipologia e categoria dell’intervento.
Dopo aver selezionato le soluzioni più efficaci nel contemperare le prestazioni attese,
e dopo i primi sopralluoghi, le ipotesi redatte verranno tradotte in progetto preliminare
ai sensi di quanto prescritto dal D.P.R. 207/2010
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno in linea di massima i seguenti:
- Relazione tecnico illustrativa (descrizione intervento, scelte, disponibilità aree,
cronoprogramma)
- Relazione geologica, geotecnica, idrologica, idraulica e sismica
- Studio di prefattibilità ambientale (foto, fotomontaggio, schede varie)
- Indagini archeologiche preliminari
- Inquadramento territoriale, scala 1:10000
- Planimetria generale, scala 1:2000
- Planimetria, scala 1:500
- Sezioni tipo, scala 1:50
- Rilievo plano-altimetrico
- Sovrapposizione mappa catastale – rilievo - opere di progetto
- Rilievo dei sottoservizi (fognatura, acquedotto, enel, illuminazione pubblica,
gas, telecom, ecc.)
- Planimetria, sezioni e prospetto-stato attuale e di progetto
- Schemi strutturali
- Piano particellare di esproprio
- Documentazione fotografica
- Prime indicazioni e disposizioni per la stesura dei piani di sicurezza
- Calcolo sommario della spesa e quadro economico

527 novembre 2015
Progetto definitivo(art. 24:32, D.P.R. 207/2010)
Il progetto definitivo, redatto sulla base delle indicazioni del progetto preliminare
approvato e di quanto emerso in sede di eventuale conferenza dei servizi, contiene
tutti gli elementi necessari ai fini del rilascio della concessione edilizia,
dell’accertamento di conformità urbanistica o di altro atto equivalente.
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti:
- Relazione tecnico illustrativa del progetto
- Rilievo plano altimetrico generale dell’area di intervento, scala 1:500
- Planimetria catastale dell’area oggetto di intervento, scala 1:2000
- Studio di fattibilità ambientale
- Relazione geologica
- Relazione geotecnica
- Relazione sismica
- Relazione idraulica
- Planimetria generale di progetto, scala 1:1000
- Profili longitudinali (scala 1:1000/1:100)
- Sezioni trasversali 1:100
- Planimetria dei lotti di intervento, scala 1:500
- Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000
- Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50
- Planimetria posizionamento delle barriere di sicurezza stradale, scala 1:1000
- Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000
- Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000
- Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000
- Schema dell’accessibilità per i portatori di handicap
- Viste prospettiche di assieme e dettaglio
- Calcoli preliminari strutturali con una relazione di calcolo
- Calcolo preliminare degli impianti
- Impostazioni strutturali
- Carpenterie scala 1:50
- Disciplinare prescrittivo e prestazionale degli elementi tecnici
- Eventuale piano particellare di esproprio e planimetria delle aree da occupare
(scala 1:500)
- Computo dei movimenti di terra
- Computo metrico estimativo
- Quadro economico con indicazione dei costi della sicurezza
- Studio della viabilità di accesso al cantiere, con eventuali soluzioni provvisorie
e conseguente minimizzazione delle interferenze con il traffico locale, gli
operatori edilizi e l’ambiente

627 novembre 2015
Progetto esecutivo (art. 33:43, D.P.R. 207/2010)
Il progetto esecutivo costituisce la ingegnerizzazione di tutte le lavorazioni e,
pertanto, definisce compiutamente ed in ogni particolare architettonico, strutturale ed
impiantistico l’intervento da realizzare. Restano esclusi soltanto i piani operativi di
cantiere, i piani di approvvigionamenti, nonché i calcoli e i grafici relativi alle opere
provvisionali. Il progetto è redatto nel pieno rispetto del progetto definitivo nonché
delle prescrizioni dettate in sede di rilascio della concessione edilizia o di
accertamento di conformità urbanistica, o di conferenza di servizi o di pronuncia di
compatibilità ambientale ovvero il provvedimento di esclusione delle procedure, ove
previsti.
Gli elaborati relativi al progetto esecutivo saranno redatti conformemente con quanto
prescritto dal D.P.R. 207/2010.
Gli studi e gli elaborati che verranno prodotti saranno i seguenti:
- Relazione generale
- Relazione tecnico specialistiche
- Relazione tecnico-illustrativa
- Inquadramento territoriale scala 1:10000
- Planimetria generale di progetto, scala 1:1000
- Planimetrie di dettaglio, scala 1:200
- Planimetria delle opere viabilistiche, scala 1:1000
- Sezioni tipo delle opere viabilistiche, scala 1:50
- Profili longitudinali scala 1:1000/1:100
- Sezioni trasversali scala 1:100
- Dettagli costruttivi delle opere viabilistiche, opere d’arte e particolari costruttivi
scala 1:20
- Planimetria degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:1000
- Dettagli costruttivi degli arredi e delle pavimentazioni, scala 1:20
- Planimetria del progetto illuminotecnico, scala 1:1000
- Dettagli costruttivi dei corpi illuminanti, scala 1:20
- Planimetria degli impianti tecnologici, scala 1:1000
- Calcoli esecutivi degli impianti
- Calcoli esecutivi strutturali con relazione di calcolo

727 novembre 2015
- Tracciamento
- Impostazione strutturale, scala 1:50
- Carpenterie scala 1:50
- Orditure scala 1:50
- Dettagli strutturali, scala 1:10
- Piano di manutenzione dell’opera e delle sue parti
- Piano di sicurezza e di coordinamento in fase di progetto con crono
programma fasi di sicurezza e computo sicurezza
- Computo metrico estimativo
- Computo dei movimenti di terra
- Quadro economico
- Crono programma dei lavori
- Elenco dei prezzi unitari
- Analisi dei prezzi
- Quadro di incidenza percentuale della quantità di manodopera per le diverse
categorie in cui scomporre l’opera
- Schema di contratto
- Capitolato speciale d’appalto, comprensivo delle categorie specialistiche per
l’esecuzione dei lavori con specifico riferimento alla componentistica
prefabbricata

827 novembre 2015
● Tipologie di appalto: a corpo, a misura, a misura e a corpo.
 Lavori a corpo: stipulabili per ogni tipo di lavoro, appaltabili con ribasso unico
sull’importo dei lavori a base d’asta oppure mediante offerta a prezzi unitari
 Lavori a misura: sono ammessi solo per opere di manutenzione e restauro
 Lavori a corpo e a misura: stipulabili per ogni tipo di lavoro.
La parte a misura si usa quando si hanno particolari categorie di lavoro difficilmente
quantificabili in esecutivo.
Sono appaltabili mediante offerta a prezzi unitari
Il codice dei contratti predilige gli appalti a corpo; spesso si fanno a corpo e a misura,
prevedendo a misura le opere interrate (difficili da stimare e computare) ed a corpo
tutte le opere fuori terra.

927 novembre 2015
A corpo: il corrispettivo consiste in una somma determinata, fissa ed invariabile,
riferita all’opera nel suo complesso. Si creano varie categorie di lavoro omogenee
(es. fondazioni, murature, carpenteria metallica, ecc.) le si quantifica in maniera
definitiva, le si prezza ed i corpi che ne derivano sono invariabili, anche nella quantità
(l’appaltatore si accolla il rischio delle quantità).
I corpi d’opera devono essere ben individuati sia nel computo che nei disegni, I corpi
d’opera caratterizzano l’appalto, il contratto e la sua successiva contabilità.
A misura: il corrispettivo corrisponde all’individuazione del prezzo per ogni unità di
misura di lavorazione o di opera finita, quindi l’importo dei lavori è variabile ed il
rischio delle diverse quantità resta a carico del committente.
Bando di gara di appalto: deve indicare l’importo complessivo dei lavori
e la relativa categoria prevalente del tipo di lavorazione ( quella di importo maggiore),
oltre a tutte quelle che superano il 10% dell’importo a base d’asta, tutte con i relativi
importi. Questo perché esistono le qualificazioni per le Imprese solo per determinati
lavori ed esiste una limitata possibilità di subappaltare (max. 30%). In più esistono
categorie speciali (impiantistica, strutture prefabbricate, strutture speciali) che sono
specificate nel bando e che non possono essere subappaltabili, quindi l’impresa deve
possederne le qualifiche o costituire un’ATI (Associazione Temporanea d’Imprese)
con ditte qualificate, per poter partecipare all’appalto.

127 novembre 2015
CONCEPT DESIGN
Sopralluogo:
 ascoltare le esigenze dell’Amministrazione
 capire il contesto e le problematiche
documentazione propedeutica:
 cartografia (strumenti urbanistici, CTR, catasto, …)
 relazione geologica e sondaggi
 relazione idraulica eventuale
 rilievo strumentale su base CAD
primi studi:
 2:3 idee da sottoporre all’Amministrazione, stimandone i costi, illustrandone i pro ed
i contro, ecc.
 Farsi indicare il prezziario da usare
Rendering e fotomontaggio della soluzione scelta o delle ipotesi fatte (esempio)

227 novembre 2015
 Predimensionamento:
-esperienza, tabelle rapporti luce/altezza
-modelli semplici “a mano”, controllo flessione, taglio, torsione, deformabilità
(Santarella, Massonet-Bares, Manuali ingegnere vari)
→ dimensionamento
 Carichi:
Pesi propri: da predimensionamento
Sovraccarichi permanenti: studio progetto, pacchetti, ecc.
Sovraccarichi accidentali: NTC 2008
 Calcolo:
- Elementi finiti con modelli bidimensionali → prime verifiche e correzione
dimensionamento
- Elementi finiti con modelli tridimensionali → ulteriore correzione
dimensionamento
- Elementi finiti analisi dinamica:
controllo modi di vibrare (bontà del modello, vincoli, connessioni, deformabilità,
frequenze)
→ ulteriore correzione dimensionamento (se la struttura è troppo deformabile
o ha “debolezze” su alcuni modi di vibrare.
N.B. spesso le fasi sopra descritte si ripetono
 studio delle sezioni: ottimizzazione della forma / estetica
 ripetitività degli elementi: modularità
 ottimizzazione giunti e connessioni (dettaglio)
 verifiche di resistenza finali
 verifiche in esercizio (deformate, vibrazioni, tensioni, …)

327 novembre 2015
N.B. relazione di calcolo redatta secondo cap. 10 NTC 2008, con:
-relazione di calcolo strutturale
-relazione sui materiali
-elaborati grafici e particolari
-piano di manutenzione
-relazione sulle prove sperimentali
-relazione geologica, geotecnica e sismica
-giudizio motivato di accettabilità dei risultati (confronto con semplici calcoli, verifiche
di equilibrio reazioni-carichi, ecc.)

427 novembre 2015
ESEMPI PREDIMENSIONAMENTO
Solai: c.a. h ~ L / 25
Travetti precompr. h ~ L / 30
pannelli precompr. h ~ L / 35
piastre piene c.a.: h ~ L / 30:36
piastre piene c.a.p: h ~ L / 35:45
travi c.a.: h ~ L / 6:7 se alte
h ~ L / 12:14 se medie (larghe come pilastro)
h ~ L / 18:21 se in spessore
h ~ L / 8:10 se sbalzo
travi c.a.p.: h ~ L / 15:20 se solai
h ~ L / 25:35 se copertura
lunghezza:
fino a 25 m senza scorta
fino a 30 m con scorta
travi a parete piena acciaio: h ~ L / 15:18 se semplice appoggio
h ~ L / 25 se continua
travi reticolare acciaio: h ~ L / 8 se semplice appoggio
h ~ L / 10 se continua
ponte a travata acc.-cls.: Hsteel ~ L / 18 se semplice appoggio
Hsteel ~ L / 25:28 se continua
ponte a cassone acc.-cls.: Hsteel ~ L / 35
travi legno lamellare: H ~ L / 15
con:
H/B ≤ 10 per stabilità laterale
B = 10:12:14:16:18:20:22:24 cm
H = multiplo lamelle (3 cm)
H ≤ 240 cm

527 novembre 2015
IMPOSTAZIONE PROGETTO
Concezione:
 Fondazioni:
-dirette - profonde
-avere sempre sondaggi, prove laboratorio, SPT, livello falda, ecc.
 Dimensioni della struttura, quindi:
-Come costruirla – montarla
-Fabbricabilità in cantiere ed in officina in funzione del cantiere che si può
installare
 Divisione della struttura in conci:
-concezione del concio e sua fabbricabilità in funzione del materiale di base
-dimensioni trasportabili
-tipi di giunto per collegarli
-collegamento alle sottostrutture realizzate in cantiere
-pesi dei conci per il relativo montaggio e tipo di montaggio (funzione delle
autogrù o mezzi che si possono usare)
 Protezione della struttura

627 novembre 2015
DIMENSIONE CONCI E TRASPORTO
La dimensione dei conci è dettata dalla trasportabilità e dai mezzi di montaggio in cantiere.
Trasporto: generalmente su gomma:
peso legale (codice strada): 44 ton
lunghezza:
fino a 25 metri trasporto ordinario
oltre 25 metri trasporto con scorta
L max 42 metri
Larghezza:
ordinaria fino a 2.5 metri
oltre i 3 metri: scorta
Altezza:
ordinaria fino a 2.5 metri
fino a 4 metri con super ribassato e studio percorso
esempio motrice con rimorchio a ralle:
H < 3.5 metri
L < 25 metri

727 novembre 2015
MONTAGGIO
1. VARO DAL BASSO SU PILE PROVVISORIE
2. VARO SU PONTE/PONTEGGIO DI SERVIZIO
3. MONTAGGIO “A RIVA” E VARO CON AUTOGRU
4. VARO LONGITUDIANEL SU TRAVE DI LANCIO
5. VARO LONGITUDINALE CON AVANBECCO
6. MONTAGGIO A SBALZO (CON DERRICK o CASSEFORME A SBALZO)
ZONA CANTIERE:
stoccaggio
montaggio
movimentazione e sede autogru
opere provvisionali per stabilizzatori (magrone + piastre; platea; gabbioni; …)
AUTOGRU
Macchina da 200 ton: costo 3000 euro/giorno
Portata: 30 ton sbracciate” a 20 m.
Macchina da 300 ton: costo 4000 euro/giorno
Macchina da 400 ton: costo 30.000 euro
Tempi: 2 giorni per armarla, 1 giorno per smontarla
Accessori: 2 bilici + 3 camions
Stabilizzatori: piastre nervate 2x3.5m
MARTINETTI IDRAULICI
Portata (ton) corsa (mm) diametro (mm) peso (kg)
50 160 125 15
100 160 175 26
200 200 245 57
260 204 275 74
400 223 350 134
520 237 400 189

827 novembre 2015

927 novembre 2015

1027 novembre 2015

1127 novembre 2015

1227 novembre 2015
GIUNTI TRA I CONCI
Strutture metalliche, tendenzialmente:
giunti saldati in officina
Giunti bullonati in cantiere
bullonati:
travi principali e di spina: di forza, con coprigiunti, con bulloni ad attrito e m=0.3
traversi e controventi: spesso con bulloni a taglio, perché “portano” di più e dissipano
energia
giunto flangiato: sempre ad attrito
bulloni più usati: M16, M20, M24, M27
preparazione lembi in officina: sabbiatura + primer (intermedio e finitura in cantiere)
(se arrivano verniciati: pb. Schiacciamento vernice ed occorre un riserraggio dopo 12
mesi, con controllo coppia)
saldati:
problematici in cantiere: vento, umidità, controlli, tempi lunghi
-piena penetrazione: per travate principali e controllate US
-cordoni d’angolo:
-per strutture: cordone minimo 4x4
-per ponti: cordone minimo 6x6
-dimensioni:
cordone 6x6: fino a lamiere sp. 19 mm e maggiori sp. 9 mm
cordone 8x8: per lamiere sp. >12 mm

1327 novembre 2015
PROBLEMATICHE D’OFFICINA
DISEGNI ESECUTIVI: devono indicare con precisione la geometria della struttura, tutti
gli spessori delle lamiere, profili, tubi, tutte le dimensioni delle saldature, i bulloni in
numero, diametro e posizione.
Devono essere precisati i materiali, le coppie di serraggio dei bulloni, e quant’altro serva
per individuare con precisione la struttura.
I disegni di carpenteria metallica devono essere quotati con precisione, tutto in millimetri.
Si nota che la tolleranza di produzione qui è il millimetro, non il centimetro che si usa per il
cemento armato!
DISEGNI COSTRUTTIVI (di officina): sono derivati dai disegni esecutivi.
Si ridisegna la struttura indicando ogni elemento costituente con la sua numerazione
(marcatura).
Poi si disegna singolarmente ogni marca (elemento), con tutta la geometria, i fori, gli
spessori, gli smussi, le saldature e si indica il numero di pezzi da produrre.
I disegni d’officina sono in numero maggiore dell’esecutivo, sono realizzati dal carpentiere
metallico sulla scorta dell’esecutivo del progettista.
Ogni costruttore ha il suo standard e le proprie convenzioni.
DISTINTA DEI MATERIALI: elenca tutte le posizioni dei pezzi costituenti la struttura
e, per ogni pezzo, il fabbisogno unitario, la qualità e le dimensioni del materiale grezzo.
Serve per l’approvvigionamento dei materiali.
DISTINTE DI LAVORAZIONE: fatta dai tecnici, elenca tutte le posizioni da costruire,
riportando per ognuna tutte le lavorazioni previste nella costruzione:
preparazioni
saldature
pieghe, centinature, e altro
eventuale montaggio di prova
tipo di protezione
Servono per guidare la successione delle operazioni d’officina ed organizzare e valutare il
carico di lavoro dei vari reparti.

1427 novembre 2015
MATERIALE BASE:
Secondo le NTC 2008, cap.11, si può usare solo materiale qualificato e con
controlli obbligatori in stabilimento e cantiere.
Per questo è importante specificare nel progetto e nel “Capitolato speciale
d’appalto”, che il materiale sia rispondente alle norme UNI EN 10025.
Quindi il carpentiere metallico deve fornire alla Direzione Lavori (D.L.) la
dichiarazione di qualifica del prodotto rilasciata dal produttore.
Questo fatto è molto importante, perché ci si può trovare nell’imbarazzo di
fronte al collaudatore statico della struttura, che potrebbe non accettare il
materiale!
N.B. non si può più qualificare il materiale come una volta, con 3 provini ogni
20 tonnellate!!
Il materiale base consiste in:
acciaio:
S235 (ex Fe360)
S275 (ex Fe430)
S355 (ex Fe510)
Resilienza:
JR: resilienza minima 27 J a +20°C
J0 resilienza minima 27 J a 0°C
J2 resilienza minima 27 J a -20°C
Esempio: S355 J0 W (acciaio ex Fe510, resiliente a 0°C, con caratteristiche
CORTEN resistente alla corrosione atmosferica)

1527 novembre 2015
 lamiere di vario spessore
 profili aperti (IPE, HE, HLS, angolari, “U”, “T”, ecc., (meno facile in
corten, lotto minimo 30 ton per profilo)
 profili cavi (tubi tondi, quadrati, rettangolari) ricavati per estrusione
(senza saldatura: hanno forti tolleranze, possono creare dei problemi;
si trovano solo in S 235 e S 355) o per calandratura di lamiere poi
saldate longitudinalmente (sono migliori, possono essere realizzati
anche con lamiere in corten). Sul mercato si trovano tubi di ogni
specie, per ogni uso, di ogni materiale (specifiche API, DIN o altre),
generalmente usati per metanodotti ecc., quindi occorre avere i
documenti del prodotto e farlo, eventualmente, analizzare
chimicamente, comunque deve essere materiale certificato.
N.B. in pratica è difficile trovare tubi certificati, per cui occorre
sensibilizzare il carpentiere sulla problematica e dirgli fin dall’inizio che
non accettate materiale che non sia a norma. In questo modo è
costretto a procurarselo pagandolo il dovuto o facendoselo produrre per
calandratura. In ogni caso bisogna tener in conto dei tempi
d’approvvigionamento del materiale che possono arrivare ai 5:6 mesi,
contro i normali 1:2 mesi.
 Tondi, quadri, esagoni e piatti: esistono fino ad un diametro o lato di
200mm. In particolare in tondi pieni possono essere tipo bulloni, per cui
se ne può indicare la classe ed il diametro (esempio M30 cl.10.9). I
piatti sono forniti in larghezze sino a 300mm e spessori fino a 50mm

1627 novembre 2015
LAVORAZIONI SULLA CARPENTERIA METALLICA:
 preparazione: taglio, raddrizzatura, marcatura, tracciatura,
punzonatura, alesatura, foratura, piegatura, mortasatura, preparazione
dei lembi
 saldatura: imbastitura, saldatura, raddrizzatura
 lavorazione: intestatura, tracciatura, foratura, alesatura,
assemblaggio, chiodatura
 finitura: raddrizzatura, squadratura
 montaggio: collegamento di elementi strutturali, di nodi, di strutture
complete
 protezione: sfiammatura, sabbiatura, decapaggio chimico,
verniciatura, metallizzazione, zincatura
Tracciatura: consiste nel riprodurre sul materiale le linee di taglio, i fori e
tutte le lavorazioni del caso. Le macchine a controllo numerico stanno
soppiantando questa operazione. Si usano maschere in cartone o lamierino
quando si debbano tracciare numerosi pezzi uguali e le si usa anche per
eseguire con precisione i fori dei giunti bullonati.

1727 novembre 2015
Marcatura: si stampiglia la “marca” su ogni singolo pezzo, per
permetterne l’identificazione in ogni fase di costruzione. E’ eseguita col bulino
o col punzone, oppure con presse oleodinamiche.
Raddrizzatura: è compito delle ferriere, che devono dare barre e profili in
tolleranza dimensionale.
Spianamento: serve per eliminare ingobbamenti e bugnature nelle lamiere.
E’ un’operazione eseguita a freddo, con presse o con spianatrici a rulli.

1827 novembre 2015
Centinatura dei profilati e calandratura di lamiere: sono eseguite a
freddo con macchine curvatrici a rulli. Provocano il progressivo snervamento
dei lembi del profilo. Si controlla la centinatura con una dima. Per
calandratura si possono ottenere tubi da lamiere, poi saldate
longitudinalmente. Si può eseguire anche la calandratura conica.

1927 novembre 2015
Pieghe localizzate nei profilati e nelle lamiere piani:
si ottengono con l’ausilio di stampi . Spesso un intaglio può favorire la piega e viene
successivamente saldato. Altre volte servono irrigidimenti provvisori per non deformare il
profilo trasversale.
I laminati vengono piegati pressando la lamiera fra un coltello ed i bordi di un
controstampo. Se la pressatura viene spinta a fondo nel vertice della piega si ha lo
stampaggio.
Entro i raggi minimi della tabella successiva si può piegare a freddo, se no a caldo.
Attenzione alle cricche sulla convessità della piega (controllo visivo, liquidi penetranti,
magnaflux o ultrasuoni).
Stampatura:è eseguita su lamiere, con stampo e controstampo, a caldo alla temperatura
di forgiatura (1000 °C).

2027 novembre 2015
TAGLIO ALLE MACCHINE:taglio alla cesoia, alla segatrice a freddo, alla
sega a frizione.
Taglio a cesoia:di lamiere e profili. La lamiera è tagliata per mezzo di una
lama mobile ed una controlama. Gli spessori massimi cesoiabili sono 25mm
(Fe360) e 20mm (Fe510 e corten). Nel caso dei profili si devono usare
opportuni riscontri della forma del profilo.
Taglio alla sega: si esegue con un disco munito di denti che lavorano
per asportazione di truciolo. L’utensile ruota e avanza. E’ un’operazione più
lenta della cesoia ma non ha limitazione di spessore; consente tagli obliqui di
preparazione della lamiera.
Taglio alla sega a frizione (troncatrice): un disco troncatore ruota
velocemente e viene premuto contro un profilo. Non ha bisogno di riscontri o
particolari serraggi. E’ un metodo di taglio molto veloce.

2127 novembre 2015
TAGLIO AL CANNELLO: ossitaglio, taglio all’arco plasma, taglio all’arco e
aria compressa (Arcair).
Ossitaglio (cannello ossiacetilenico):consente l’esecuzione di tagli anche
non rettilinei senza limitazione di spessore. Si basa sulla reazione fra
l’acciaio, portato localmente ad alta temperatura (1300°C) da una fiamma di
riscaldo, e l’ossigeno. Il getto di ossigeno allontana l’ossido fuso e crea le
caratteristiche striature del taglio. L’ossitaglio può essere effettuato sia a
mano che a macchina. Col taglio a macchina si possono eseguire le
preparazioni dei lembi (cianfrino). Con un dispositivo copiatore (tracciatore) si
può eseguire il taglio su sagoma.
Taglio all’arco-plasma: è analogo al precedente, consente maggior
velocità ed è applicabile anche all’acciaio inox ed alluminio. I gas utilizzati
(idrogeno o azoto o ossigeno) vengono portati a temperature elevatissime
(20000°C), allo stato di plasma, e fondono con facilità il metallo. Gli spessori
di taglio sono limitati a 130mm (acciaio inox e alluminio) e 50mm (acciai al
carbonio).
Taglio con l’arco e aria compressa: il procedimento arcair utilizza pinze
con elettrodo di carbonio e grafite, alimentate da aria compressa. Innescato
l’arco tra elettrodo e metallo, esso fonde e viene allontanato dal getto d’aria.
E’ un procedimento che non dà luogo ad alterazioni chimiche e fisiche del
materiale ed è usato per tagliare, smussare, incidere, scriccare e forare.

2227 novembre 2015
LA PREPARAZIONE DEI LEMBI:
Viene eseguita in due casi:
1. su elementi da saldare: per assicurare la corretta esecuzione della
saldatura (fusione dei lembi ecc.), lo spazio che viene creato si chiama
cianfrino ed è destinato ad essere riempito dal metallo d’apporto.
La preparazione può essere a “V”, a “X”, a “K”. Vi si riconosce una
“spalla” e degli “smussi”.
Si esegue con taglio termico, alla pialla o con cesoie speciali.
2. su elementi da non saldare: nel caso serva un accoppiamento di
precisione in compressione, per forti carichi trasmessi dalle colonne
(operazione che si chiama intestatura ed è eseguita alla pialla o alla
fresa)

2327 novembre 2015
LA FORATURA
I procedimenti che si utilizzano sono:
 Foratura mediante punzone alla pressa
 Foratura mediante punta elicoidale al trapano
 Foratura mediante taglio termico
Punzonatura: è rapidissima ma incontra limitazioni crescenti con lo
spessore.
La normativa la limita allo spessore di 20mm per l’acciaio S235 e di 16mm
per l’acciaio S355.
Altera la struttura cristallina del bordo foro, sovente con piccole cricche
radiali, quindi può richiedere l’alesatura nel caso di giunto a taglio, no se
giunto ad attrito (obbligatoria per le giunzioni sottoposte a sollecitazioni
dinamiche o a fatica, tipo per le ferrovie). L’alesatura deve allargare il foro di
3mm di diametro.
La punzonatura si esegue con presse meccaniche o oleodinamiche.
Si esegue con un punzone che agisce contro il pezzo da forare, col contrasto
di una matrice. Nel caso il foro non sia circolare, l’operazione si chiama
tranciatura.

2427 novembre 2015
Trapanatura: consente l’esecuzione di fori soltanto circolari, è
un’operazione più lenta ma non ha limitazioni di spessore da forare.
Si esegue con trapani a colonna verticale, radiale, trapani portatili.
L’utensile che esegue il foro è la punta elicoidale, alla quale si impartisce un
moto di rotazione e di avanzamento. La punta deve essere raffreddata con
una buona lubrificazione.
Una volta si eseguivano i fori sulla tracciatura, ora si usano maschere in
lamierino o macchine a controllo numerico.
Si possono eseguire fori multipli:
Taglio termico: non è consentito per eseguire i fori dei giunti bullonati, serve
per fori ed intagli di maggiori dimensioni. Altera la struttura cristallina del
bordo foro.

2527 novembre 2015
ASSEMBLAGGI
Consiste nell’accoppiamento di pezzi, può essere un’imbastitura o un vero e
proprio montaggio di controllo intermedio o finale.
Imbastitura: precede la saldatura per l’unione di vari pezzi, consiste in
punti o tratti di saldatura che tengano in posizione gli elementi che devono
essere saldati.
Montaggi: sono montaggi di prova che si eseguono per controllare la
precisione delle strutture e la loro geometria. Sono utilissimi per strutture
inusuali; in questi casi è bene che il progettista indichi nel progetto l’intero
pre-montaggio della struttura (montaggio in bianco). Nel caso di produzione
di svariati pezzi modulari, il montaggio del primo consente migliorie nella
geometria dei successivi e nella standardizzazione.

2627 novembre 2015
SALDATURA
Consiste nell’unioni di due pezzi senza soluzione di continuità. I procedimenti
di saldatura sono numerosi, i principali sono:
 Saldatura a pressione:eseguita con la pistola, è usata soprattutto per i
prigionieri (pioli Nelson). E’ realizzata facendo scoccare un arco
elettrico tra la punta del prigioniero e la superficie dell’elemento
metallico.
 Saldatura per fusione:
 a combustione di gas (con la fiamma ossiacetilenica)
 all’arco elettrico: con elettrodi rivestiti (in officina e cantiere)
arco sommerso (in officina, con filo in bobine)
con filo elettrodo in gas protettivo (MIG/MAG)
a elettrodo in fusibile con protezione di gas
inerte (TIG)
Gli ultimi due metodi sono costosi ma hanno una stabilità elevata dell’arco
elettrico, quindi danno un’ottima saldatura; si usano in casi speciali, specie
con acciai inossidabili o al nichel-cromo.

2727 novembre 2015
SALDABILITA’ ACCIAIO
La saldatura consiste nella giunzione di due elementi metallici realizzata
mediante apporto di materiale fuso.
Saldabilità di un materiale quando è possibile effettuare un’operazione di
saldatura senza effettuare successivi trattamenti termici.
Il gradiente termico sviluppato durante l’operazione determina la presenza di
tre zone metallurgicamente diverse (Zone Termicamente Alterate ZTA):
Nelle ZTA si possono avere problemi derivanti dal surriscaldamento:
 Microstruttura ingrossata e formazione di strutture dure
 Diminuzione della resistenza a trazione
 Infragilimento e formazione di precipitati
Se si passa da struttura austenitica a martensitica, durante il raffreddamento
si possono avere cricche a freddo.
Se è presente anche idrogeno (dovuto a umidità o ruggine), la formazione di
cricche è molto probabile.

2827 novembre 2015
PROBLEMI DELLE ZTA
I problemi legati alla ZTA sono descritti dal parametro CE (carbonio
equivalente).
Tale parametro è anche usato per valutare la saldabilità degli acciai:
Il CE è indice per la misura della maggiore o minore attitudine ad assumere
struttura di tempra al raffreddamento dopo saldatura:
Scopo del preriscaldo: ridurre la velocità di raffreddamento della ZTA in
modo tale da escludere la formazione di martensite.
Scopo del post-riscaldo: ridurre lo stato tensionale della martensite
rendendo in tal modo più duttile il giunto saldato

2927 novembre 2015
E’ importante la preparazione dei lembi da saldare, se ne ha un esempio
nella tabella che segue (si notano le “spalle” e gli smussi necessari in
funzione degli spessori della lamiera):
Nel foglio che segue si riportano i parametri principali da utilizzare per la saldatura all’arco
elettrico.

3027 novembre 2015

3127 novembre 2015
ESEMPIO PIASTRA ORTOTROPA (PONTE STRALLATO A LA SPEZIA)
Ponte strallato a La Spezia
Impalcato: piastra ortotropa (piastra metallica irrigidita di sostegno del piano viabile)

3227 novembre 2015
Nel caso di saldatura continua di piastre ortotrope, si usa un piatto di
sostegno.
Tale piatto può essere metallico (dà problemi in fase di controllo con
ultrasuoni della saldatura, perché riflette le onde e non si comprende la bontà
del cordone) o meglio ceramico (il più usato e tecnologico).
In questo modo si esegue la saldatura interamente dall’alto, i due lembi sono
preparati a “V” e tenuti a distanza di 6:8 mm.
Nel seguito si riportano i particolari salienti di una piastra ortotropa:

3327 novembre 2015
Controlli sulle saldature:
Si devono verificare: -la saldabilità dell’acciaio e l’idoneità dell’elettrodo
-le certificazioni dei saldatori in funzione della
saldatura eseguenda (esistono vari patentini)
Si devono controllare: -le saldature eseguite, che non presenti difetti fisici
Si devono imporre i controlli sulle saldature che si sono previste in progetto,
in funzione del tipo di saldatura e dell’importanza del giunto.
Il progettista impone il tipo e la percentuale dei controlli per ogni giunto ed
inserisce la specifica nel capitolato speciale d’appalto.
E’ bene imporre anche un organismo autonomo di controllo, generalmente
l’I.I.S. (Istituto Italiano della Saldatura di Genova), l’organo più importante in
Europa per le saldature, certificazioni, sperimentazioni, ecc.
Ogni carpentiere ha dei controllori patentati, ma lavorano e sono pagati dallo
stesso, quindi il controllo non è svincolato dall’esecutore.
Generalmente prescrivendo l’I.I.S. il controllore interno esegue le normali specifiche di
qualità ed il controllore dell’I.I.S. verifica il processo ed esegue controlli random o
supplementari richiesti dal progettista.
I controlli eseguibili sono:
 visivo
 coi liquidi penetranti
 magnetico (magnaflux), generalmente prescritto per i cordoni d’angolo
 radiografico (raro per le nostre strutture)
 con gli ultrasuoni (da prescrivere per tutti i giunti a completa
penetrazione)
Generalmente si impone un controllo visivo su tutti i cordoni d’angolo, più una
percentuale con magnaflux che può andare dal 30% al 100%, per quelli che
si ritengono più importanti per la sicurezza strutturale.
Per i giunti a completa penetrazione si impone il controllo ultrasonoro (US)
per la totalità del giunto.
I difetti fisici principali sono:
 mancata penetrazione (il cordone non ha fuso tutta la sezione)
 incollatura (solo aderenza, mancata fusione)
 inclusioni (presenza di scoria nel cordone)
 soffiature (inclusioni di gas nel cordone)
 cricche (fessure nel cordone)

3427 novembre 2015
Nel foglio che segue si riportano i difetti principali e le relative cause ed un
esempio di controlli richiesti.

3527 novembre 2015
Esempio di prescrizione di capitolato: CONTROLLI SULLE SALDATURE
Per quanto concerne il progetto della saldatura, é fatto obbligo all'Impresa di avvalersi, a
sua cura e spese, della consulenza dell'Istituto Italiano della Saldatura, che dovrà redigere
apposita relazione da allegare al progetto. In sede di approvazione dei progetti, la D.L.
stabilirà in particolare i tipi e la estensione dei controlli sulle saldature in conformità a
quanto stabilito dal D.M. 14/1/2008, e tenuto conto di quanto prescritto al riguardo
dall'Istituto Italiano della Saldatura nella sua relazione.
Per tutte le saldature facenti parte dell’antenna e dell’impalcato si raccomanda un controllo
visivo e dimensionale. Nel seguito si specifica il tipo di controllo da effettuare per ogni
parte strutturale e la percentuale di controlli da effettuare sulle stesse.
Dove si è indicato “saldatura a piena penetrazione” è necessario eseguire controlli ad
ultrasuoni sul 100% delle saldature.
Andrà comunque effettuato un controllo minimo su:
1. –Antenna:
a. Lamiere principali: controlli con ultrasuoni sulle saldature di tutti i giunti;
b. Controllo con ultrasuoni sulle saldature della lamiera del tubo, nel punto
di attacco dei pendini, per verificare che non presentino sfogliature
c. magnaflux sul 30% delle saldature a cordone d’angolo
2. Attacco tirante: controlli con magnaflux sul 100% delle saldature degli attacchi
sia superiori che inferiori
3. Tubo-anima: magnaflux sul 50% delle saldature;
4. Briglia inferiore: magnaflux sul 30% delle saldature;
5. Impalcato: controllo con ultrasuoni sul 100% delle saldature a piena
penetrazione sulla piastra ortotropa;
6. Saldature di composizione della piastra ortotropa in cordoni d’angolo: magnaflux
sul 30% delle saldature
7. Saldature di composizione del traverso di testa: magnaflux sul 50% delle
saldature.
N.B. tutte le saldature eseguite in piena penetrazione per dare continuità a lamiere
strutturali, per eseguire qualsivoglia elemento, andranno controllate con ultrasuoni al
100%

Ing. Luca Romano 2015 127 novembre 2015
PROGETTO STRUTTURE METALLICHE - PONTI
NTC 2008: COSTRUZIONI IN ACCIAIO - PONTI
2.4 VITA NOMINALE, CLASSI D’USO E PERIODO DI RIFERIMENTO:

4.2.2 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA:

3.2.1 STATI LIMITE IN ZONA SISMICA:

Nella tabella che segue si riportano le verifiche di sicurezza richieste in funzione della
classe d’uso:

2.6 COMBINAZIONI DI CARICO:

 ANALISI STRUTTURALI
Nelle strutture in acciaio è essenziale definire con precisione l’influenza dei fenomeni di
instabilità locale sulla resistenza e sulla capacità deformativa delle sezioni di ciascuna
membratura.
Le NTC 2008 propongono un metodo di classificazione delle sezioni trasversali degli
elementi strutturali basato sulla capacità rotazionale degli stessi.

In base alla classificazione della sezione trasversale si determina la capacità
resistente di una membratura con uno dei seguenti metodi:

 RESISTENZA DEI MATERIALI:

PONTE STRADALE TIPO: struttura mista acciaio-calcestruzzo

PREDIMENSIONAMENTO PONTI STRUTTURA MISTA A due travi:
GEOMETRIA SEZIONE TRASVERSALE:

 FASI
Come in tutte le strutture miste si distinguono tre fasi:
Fase 1: solo la parte metallica resistente, col peso proprio dell'acciaio e della soletta
agenti su di essa
Fase 2: soletta, collaborante: carichi permanenti, le azioni del ritiro e la viscosità
Fase 3: soletta, collaborante; carichi accidentali
 AZIONI PERMANENTI:
Fase 1 Peso proprio (G1):
In questa fase si considerano agenti il peso proprio della struttura metallica, delle lastre
prefabbricate e del getto della soletta che è ancora inerte e che quindi non viene tenuto in
conto nella valutazione delle caratteristiche statiche delle travi.
Nota: elementi di collegamento, bulloneria e piastrame incidono tra il 10% ed il 15% del
peso totale di travi principali e traversi.
Fase 2 Permanenti portati (G2):
In questa fase si considerano agenti il peso del getto di completamento dei cordoli, la
pavimentazione, i parapetti ed i guard-rail più eventuali carichi derivanti dalla presenza di
particolari finiture o impianti. In questa fase la soletta è reagente ed omogeneizzata
tenendo in conto gli effetti della viscosità: n∞ = Ea / Ecls∞ con Ecls∞ = Ecls / (1+f)
- Peso pavimentazione: 3 kN/m2
- Peso cordoli: 2.0 kN/m
- Peso sicurvia: 1.5 kN/m
- Peso impianti portati: 1.0 kN/m

- Fase 2 Viscosità (2):
Le NTC 2008 prevedono l’utilizzo del modulo elastico secante del calcestruzzo, calcolabile
in funzione del valor medio della resistenza cilindrica (§ 11.2.10.3). Sono inoltre differenti i
valori riportati nella tabella per la determinazione del coefficiente di viscosità (§ 11.2.10.7)
e del modulo elastico dell’acciaio (§ 11.3.4.1). Si adottano quindi i seguenti valori:
Rispetto alle norme precedenti cambiano i coefficienti di omogeneizzazione n della
struttura.
Saranno quindi differenti i risultati del calcolo delle caratteristiche statiche delle sezioni
miste acciaio-calcestruzzo (riduzione del contributo del cls omogeneizzato).

- Fase 2 Ritiro (2):

Fase 2 Cedimenti Vincolari (4):
Il paragrafo 5.1.3.2 delle NTC 2008 prescrive che la valutazione degli effetti di cedimenti
vincolari debba essere effettuata sulla base delle indagini e delle valutazioni geotecniche,
quando queste risultino significative per le strutture.
E’ prassi progettuale, per gli impalcati da ponte, considerare un cedimento convenzionale
dato dalla seguente formula:
i-esima Pila : i = (li-1 + li)/2 * 1/5000
i-esima Spalla : i = li ·* 1/10000
Nel caso del ponte visto prima si avrebbe:
In genere si considerano due condizioni di carico che prevedono il cedimento alternato
delle pile non adiacenti, in modo da massimizzare le azioni dovute ai cedimenti vincolari.

 AZIONI VARIABILI DA TRAFFICO:
Fase 3 Azioni variabili da traffico (q1) paragrafo 5.1.3.3 del D.M. 14.01.2008:
Fase 3 Incremento dinamico dei carichi mobili (q2):
il D.M. 14/01/2008, in accordo con quanto previsto dagli eurocodici, considera il
coefficiente dinamico già compreso nel valore dei carichi mobili.

Ripartizione longitudinale dei carichi:
La ripartizione longitudinale che massimizza il momento flettente nella i-esima campata
viene ricavata spostando il carico Q1a o Q1k all’interno della campata stessa:
Ripartizione trasversale dei carichi:
massimo momento flettente e tagliante massimo momento torcente

Ripartizione trasversali dei carichi (metodo di Courbon)
Considerando la risultante dei carichi mobili P e la sua eccentricità, l’impalcato, per effetto
dei carichi, compie una rotazione rigida con una ripartizione lineare dei carichi mobili stessi
fra le diverse travi principali:
Il metodo prevede l’ipotesi di traverso infinitamente rigido e rigidezza torsionale delle travi
trascurabile. È valido per ponti stretti e traversi relativamente corti e rigidi, altrimenti si usa
il metodo di Massonet o modellazioni complete FEM.
Il procedimento di risoluzione consiste nel calcolo di un coefficiente di ripartizione del
carico secondo la seguente relazione (nel caso di travi di pari rigidezza):
Se ne ricavano le reazioni vincolari sulle singole travi:
Ri = ri • P
Reazioni che si inseriscono nel modello di calcolo a graticcio di travi.

Carico di fatica:
Al paragrafo 5.1.4.3 del D.M.14/01/2008 si indica che le verifiche di fatica per vita illimitata
devono essere effettuate applicando un modello di fatica 1 semplificato costituito da un
carico mobile pari al 70% dei Qik e al 30% dei qik.
La disposizione trasversale e quella longitudinale dei carichi per massimizzare le
sollecitazioni a fatica sono analoghe a quelle indicate per massimizzare il momento.
Fase 3 Variazione Termica:
- Variazione termica uniforme di ±25°C
- Gradiente termico lineare tra estradosso ed intradosso (DT=5°C)
Fase 3 Azione longitudinale di frenamento o di accelerazione (q3):
L’entità della forza longitudinale di frenatura e avviamento si assume agente in direzione
dell'asse della strada al livello della superficie stradale, con intensità pari al 60% dei carichi
concentrati più il 10% dei carichi distribuiti della singola colonna di carico più pesante.
Fase 3 Azione centrifuga (q4):
Fase 3 Urto veicoli in svio (q8):
Il valore dell’azione derivante dall’urto di un veicolo in svio su sicurvia ed elementi
strutturali ad esso collegati ha subito nel D.M.14/01/2008 un significativo incremento:

Fase 3 Urto di veicoli sulle strutture (q9):
Urto di un veicolo contro le strutture.
I piedritti dei ponti ubicati a distanza ≤ 5,0 m dalla sede stradale, dovranno essere protetti
contro il pericolo di urti di veicoli stradali, mediante adeguate opere chiaramente destinate
alla protezione dei piedritti stessi.
In ogni caso, gli impalcati sovrapassanti strade con franco inferiore a 6 m e gli elementi di
sostegno verticale dovranno essere progettati in modo da resistere all’azione delle forze
statiche indicate al §3.6.3.3.1.
Si noti anche il paragrafo 5.1.2.3 “Altezza libera sotto i ponti” delle NTC 2008:
Hmin ≥ 5m
Hmin ≥ 4m con traffico selezionato
Comunque sempre Hmin ≥ 3.2m (Hmin ≥ 2.5 m per i sottopassi pedonali)

Fase 3 Vento (q5):
La procedura di calcolo della pressione cinetica è riportata al paragrafo 3.3 “azioni del
vento” del D.M. 14.01.2008.
Azioni del vento secondo CNR-DT 207/2008:
Ad esempio le CNR-DT 207/2008.

 MODELLAZIONE STRUTTURALE
Contenuti progettuali (cap. 10 DM 08):

ANALISI E VERIFICHE SVOLTE CON L’AUSILIO DI CODICI DI CALCOLO (cap. 10.2
DM 08):
N.B. Giudizio motivato di accettabilità dei risultati.
Spetta al progettista il compito di sottoporre i risultati delle elaborazioni a controlli che ne
comprovino l’attendibilità.
Tale valutazione consisterà nel confronto con i risultati di semplici calcoli, anche di larga
massima, eseguiti con metodi tradizionali e adottati, ad esempio, in fase di primo
proporzionamento della struttura. Inoltre, sulla base di considerazioni riguardanti gli stati
tensionali e deformativi determinati, valuterà la consistenza delle scelte operate in sede di
schematizzazione e di modellazione della struttura e delle azioni.
Nella relazione devono essere elencati e sinteticamente illustrati i controlli svolti, quali
verifiche di equilibrio tra reazioni vincolari e carichi applicati, comparazioni tra i risultati
delle analisi e quelli di valutazioni semplificate, etc.

 CALCOLO DELLE SOLLECITAZIONI
Nel caso di strutture miste acciaio-calcestruzzo (travi in acciaio e soletta in c.a.
collaborante), si devono eseguire le analisi su tre diversi modelli, che possiedono inerzie
diverse a seconda della fase di carico considerata:
Fase 1: solo la parte metallica resistente
Fase 2: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. viscoso
Fase 3: sezione mista con soletta collaborante, coeff. omog. istantaneo
- Calcolo Larghezza collaborante (4.3.2.3 NTC 2008):
- Definizione inerzie elementi impalcato in funzione dei coefficienti di
omogeneizzazione nelle diverse fasi di applicazione del carico e delle larghezze
collaboranti di soletta in calcestruzzo:
(ad esempio con soletta Rck 40 MPa)
- Analisi globale secondo le NTC 2008, si può usare uno dei seguenti metodi:
Nota: Data la classificazione delle sezioni delle travi principali dell’impalcato (che vedremo
essere tutte in classe 3 e 4), nel caso della progettazione del ponte con l’applicazione
delle NTC 2008 si effettua l’analisi globale della struttura per il calcolo delle sollecitazioni
secondo il metodo elastico.

- Combinazioni dei carichi per i ponti (5.1.3.12 NTC 2008)
Ai fini della determinazione dei valori caratteristici delle azioni dovute al traffico, si
dovranno considerare, generalmente, le combinazioni riportate in Tab. 5.1.IV:
Con i seguenti valori dei coefficienti parziali da assumere agli SLU:

I valori dei coefficienti 0j, 1j e 2j per le diverse categorie di azioni sono riportati nella Tab.
5.1.VI:
es. LC1: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(Qik) + gQ •(qik) + gQi •(qfk) + gQi •(0.6 •vento ponte carico)
es. LC2: gG1 •(p.p.) + gG2 •(s.p.) + gQ •(0.75•Qik) + gQ •(0.4•qik) + gQ •(frenatura)

 PROCEDURA DI VERIFICA (5.1.4 NTC 2008)
Solo agli Stati Limite.
Le principali verifiche sono le seguenti:

 CAPACITÀ RESISTENTE DELLE SEZIONI IN ACCIAIO ALLO SLU:
siccome dipende dalla classe della sezione, vediamone un esempio di determinazione:
- Esempio di classificazione delle sezioni di un ponte:
geometria:
concio di pila:
Piattabanda superiore: 800 x 40 mm
Anima verticale: 22
Piattabanda inferiore: 1000 x 70
Saldature: X (10x10) : Y (10x10)
concio di mezzeria:
Piattabanda superiore: 600 x 30 mm
Anima verticale: 16
Piattabanda inferiore: 1000 x 35
Saldature: X (8x8) : Y (8x8)

Calcolo classe sezione:
concio di pila: calcolo snellezza parti compresse
Sezione di Classe 4
Parte inferiore d’Anima (1730x22mm)

concio di mezzeria: calcolo snellezza parti compresse
Sezione di Classe 4

 RESISTENZE DI CALCOLO (4.2.4.1.1 NTC 2008)
Facendo riferimento ad un acciaio strutturale non legato S 355:

 VERIFICHE DI RESISTENZA:
Si effettua l’analisi sezionale della sezione mista secondo la teoria classica (fase 1 + fase
2 + fase 3), confrontando le tensioni di calcolo col valore di resistenza precedentemente
determinato:
s < fyd ( 338 MPa)
Esempio verifica sezione mista con teoria classica:

Sezione mista tipo: VERIFICA RESISTENZA SLU

Nota - Schema del caso di analisi plastica (solo per classi di sezione 1 e 2):

 VERIFICHE DI STABILITA’ (imbozzamento dell’anima) (4.2.4.1.3.4 NTC 2008):
Si svolge la verifica di imbozzamento allo stato limite elastico secondo la formulazione
proposta dalle istruzioni CNR 10011/97 (normativa di comprovata validità, comunque a
favore di sicurezza poiché non sfrutta le risorse post-elastiche), verificando:
Dove 1 e t sono le tensioni agenti sul pannello (determinate nella analisi sezionale precedente)
I coefficienti di imbozzamento k e kt sono riportati nella tab. seguente:
- (oppure si può usare la procedura indicata nella Circolare 2 febbraio 2009 n.617 al
punto C4.2.4.1.3.4)

Esempio CNR 10011/97:
Esempio NTC 2008:

Si noti che anche gli irrigidimenti devono essere verificati. Ad esempio:

 VERIFICHE DI FATICA (4.2.4.1.4 NTC 2008):
- Si calcolano le variazioni tensionali in varie parti strutturali (dettagli) coi carichi di
fatica applicati sul modello ad elementi finiti del ponte
- Si determina la classe di riferimento di fatica di ciascun dettaglio e la si penalizza
con ulteriore coefficiente di sicurezza:
Generalmente si effettua la verifica a vita illimitata (C4.2.4.1.4.6.1):

Ad esempio per la saldatura longitudinale della trave da ponte composta deve essere
verificata la seguente espressione:
gMf*Ds≤ DsD = 0.737Dsc
si ricade nel caso 2 della tabella seguente:
scheda di verifica:

 GIUNTI:
si riporta un giunto tipo di una travata da ponte:
I bulloni sono M27 classe 10.9 e sono dimensionati ad attrito allo SLE.
Viene anche effettuata la verifica di resistenza allo SLU sulla resistenza minore tra quella
a taglio sul gambo del bullone e quella a rifollamento della lamiera.
Il tutto parte dalla verifica sezionale fatta nella posizione del giunto progettato, verifica
dalla quale si determinano:
sup valore medio della tensione nella piattabanda superiore col quale si
dimensiona la parte di giunto superiore
inf valore medio della tensione nella piattabanda inferiore col quale si
dimensiona la parte di giunto inferiore
anima sup
anima inf valori coi quali si dimensiona il giunto d’anima
t medio anima

Esempio Preserraggio bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008):
Portata ad attrito del singolo bullone M27 classe 10.9 (secondo NTC 2008):
(Valore per singola sezione di scorrimento)

Esempio verifica coprigiunto ala:

Esempio verifica coprigiunto anima:

 SOLETTA IN C.A.
Si riportano alcune considerazioni relative alle verifiche locali sulla soletta effettuate su
una soletta tipo (spessore 28 cm) con il seguente schema statico:
Larghezza collaborante:
Disposizione carico per sollecitazione massima in Campata (schema di carico 1):
B eff = B + L/2 = 120+40+20+28+450/2 = 433 cm
( Momento flettente e Taglio )
Questa larghezza si utilizza per la determinazione della sollecitazione sulla striscia unitaria
di campata di impalcato.
B B eff
Direz.ponte
Assetrave

Disposizione carico per sollecitazione massima sullo sbalzo e calcolo larghezza
collaborante:
oss. per il Taglio massimo l’impronta è vicina alla piattabanda, quindi il valore di “x” è
inferiore, quindi anche Beff.
Queste larghezze si utilizzano per la determinazione delle sollecitazioni sulla striscia
unitaria di sbalzo di impalcato.

Le sollecitazioni che ne seguono sono le seguenti:
campata:
Le sollecitazioni dai precedenti schemi sono riportate al metro di larghezza di soletta
dividendo per la larghezza collaborante di soletta prima calcolata ( Beff):
N.B. in fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico
dal sistema misto coppella + traliccio della coppella, che quindi deve essere verificato
come illustrato nella pagina seguente:

quindi il traliccio necessario e': 12/20/8 h=16

sbalzo:
N.B. nella parte a sbalzo il traliccio deve essere continuo per funzionare a sbalzo. Infatti in
fase 1, il peso proprio della coppella e del getto del calcestruzzo, è preso in carico
dal sistema misto coppella + traliccio della coppella
Esempio coppella tralicciata per soletta ponte

Verifiche di resistenza:
Le resistenze di calcolo per la definizione dei domini di rottura sono le seguenti:
Le sezioni tipo per le verifiche di resistenza allo stato limite ultimo sono quelle di seguito
riportate:

Di seguito si riporta l’orditura tipo della soletta di un ponte:

Verifiche di fessurazione:
Il nuovo DM 2008 (§ 4.1.2.2.4.2) prevede solo le combinazioni di carico quasi permanente
e frequente:
Con:
w1 = 0.2 mm
w2 = 0.3 mm
w3 = 0.4 mm
e con le seguenti combinazioni:

PONTI IN ZONA SISMICA (cap. 7.9 DM 08):
7.9.2 CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE
La struttura del ponte deve essere concepita e dimensionata in modo tale che sotto
l’azione sismica di progetto per lo SLV essa dia luogo alla formazione di un meccanismo
dissipativo stabile, nel quale la dissipazione sia limitata alle pile o ad appositi apparecchi
dissipativi.
Il proporzionamento della struttura deve essere tale da favorire l’impegno plastico del
maggior numero possibile di pile. Il comportamento inelastico dissipativo deve essere di
tipo flessionale, con esclusione di possibili meccanismi di rottura per taglio.
Gli elementi ai quali non viene richiesta capacità dissipativa e devono, quindi, mantenere
un comportamento sostanzialmente elastico sono: l’impalcato, gli apparecchi di appoggio,
le strutture di fondazione ed il terreno da esse interessato, le spalle se sostengono
l’impalcato attraverso appoggi mobili o deformabili. A tal fine si adotta il criterio della
“gerarchia delle resistenze” descritto nel seguito per ogni caso specifico.
La cinematica della struttura deve essere tale da limitare l’entità degli spostamenti relativi
tra le sue diverse parti. L’intrinseca incertezza che caratterizza la valutazione di tali
spostamenti rende il loro assorbimento economicamente e tecnicamente impegnativo. In
ogni caso, deve essere verificato che gli spostamenti relativi ed assoluti tra le parti siano
tali da escludere martellamenti e/o perdite di appoggio.
Quindi, siccome il coefficiente di struttura q=1 è imposto per l’impalcato, per le spalle e le
fondazioni, la prassi è quella di usare q=1 per tutto il modello strutturale.
Nel caso le pile ricevano sollecitazioni sismiche eccessive per il loro dimensionamento
economico ed estetico, allora si dovranno prevedere dispositivi di isolamento sismico e/o
dissipazione (cap. 7.10 NTC 2008).

PROGETTO DELLA DURABILITA’
ing. Luca ROMANO – STUDIO ROMANO – ALBENGA - www.studioromano.org - luca@studioromano.org

ing. Luca ROMANO – STUDIO ROMANO – ALBENGA - www.studioromano.org - luca@studioromano.org 227 novembre 2015
 PRESTAZIONI DI PROGETTO CON LE NORME ATTUALI: PROGETTO + MANUTENZIONE = DURABILITA’
MATERIALI: prescrizioni su tavole e capitolato speciale d’appalto
CLASSE DI ESECUZIONE: prescrizioni su tavole e capitolato (EN-1090-2 marcatura CE)
SALDATURE: prescrizioni a capitolato - controlli
BULLONATURE: prescrizioni a capitolato - controlli
PROTEZIONE: prescrizioni su tavole e capitolato
MANUTENZIONE: Piano di Manutenzione “ad hoc” per la struttura progettata, con ispezioni ed
interventi programmati

 MATERIALI ACCIAIO
Secondo le NTC 2008, cap.11, si può usare solo materiale qualificato e con controlli obbligatori in stabilimento e
cantiere.
Per questo è importante specificare nel progetto e nel “Capitolato speciale d’appalto”, che il materiale sia
rispondente alle norme UNI EN 10025.
Quindi il carpentiere metallico deve fornire alla Direzione Lavori (D.L.) la dichiarazione di qualifica del prodotto
rilasciata dal produttore.
Il materiale base consiste in:
acciaio:
S235
S275
S355
Resilienza:
JR: resilienza minima 27 J a +20°C
J0 resilienza minima 27 J a 0°C
J2 resilienza minima 27 J a -20°C
Esempio: S355 J0 W (acciaio ex Fe510, resiliente 27 J a 0°C, con caratteristiche CORTEN resistente alla corrosione atmosferica)

 CLASSI DI ESECUZIONE – EXECUTION CLASSES
La UNI EN 1090-2 (acciaio) è cogente dal 1 luglio 2014.
Introduce il concetto di “Execution Class” in termini di requisiti specificati e classificati per l'esecuzione di un’ opera
nel suo complesso, di un singolo componente o di un dettaglio di un componente.
La classe di esecuzione seleziona e specifica il livello di qualità appropriato in relazione alla sicurezza che quel
componente avrà nell’opera di costruzione.
La Norma EN 1090 prevede 4 classi di esecuzione denominate EXC1, EXC2, EXC3, EXC4 (con criticità e
performance crescenti dalla 1 alla 4).
I requisiti da rispettare, da parte del fabbricante, in funzione della EXC di progetto, sono dati nell’Appendice A della
norma di supporto.
N.B. La classe di esecuzione viene definita in fase di progettazione della struttura e pertanto il fabbricate è tenuto a
rispettare quella prevista nella documentazione tecnica. Nel caso non sia indicata il fabbricante potrà applicare la
EXC2 come previsto dal § 4.1.2 della UNI EN 1090-2, avendo cura di richiedere l’approvazione al progettista.

SCELTA DELLA CLASSE DI ESECUZIONE:

DEFINIZIONE DELLA CLASSE DI CONSEGUENZA (CC): DEFINITA IN BASE ALL’IMPATTO SULLA POPOLAZIONE,
SULL’AMBIENTE, SULLA VITA UMANA, SUL SOCIALE

DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DI SERVIZIO (SC): DEFINITA IN BASE ALLE SOLLECITAZIONI PREVISTE (DINAMICHE /
STATICHE)

DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DI PRODUZIONE (PC): DEFINITA IN BASE ALLE TECNOLOGIE PRODUTTIVE

Applicando il criterio ai ponti, si vede come la classe di esecuzione minima sia la EXC3:
Esempio classificazione ponte stradale a struttura metallica in zona sismica, in acciaio S355, con medie
conseguenze su perdite di vite umane:
specificare sulle tavole esecutive: classe di esecuzione: EXC3 –EN 1090-2
Ciò significa:
-serie di procedure, controllo sui materiali, sugli assemblaggi e lavorazioni che il carpentiere metallico deve
eseguire e documentare insieme al prodotto
-maggiore è la classe di esecuzione, maggiori sono i controlli da eseguire ed i costi di produzione
-non tutti i carpentiere sono qualificati per tutte le classi di esecuzione

ESEMPIO DI MARCATURA “CE”

 CONTROLLI SULLE SALDATURE
Verificare / imporre: -la saldabilità dell’acciaio e l’idoneità del metodo di saldatura
-le certificazioni dei saldatori
Controllare: -che le saldature eseguite non presentino difetti fisici
-Imporre a capitolato i controlli sulle saldature che si sono previste in progetto, in funzione del tipo di saldatura e
dell’importanza del giunto
-Il progettista impone il tipo e la percentuale dei controlli per ogni giunto ed inserisce la specifica nel capitolato
speciale d’appalto
I controlli eseguibili sono:
 visivo
 coi liquidi penetranti
 magnetico (magnaflux), generalmente prescritto per i cordoni d’angolo
 radiografico
 con gli ultrasuoni
Generalmente si impone un controllo visivo su tutti i cordoni d’angolo, più una percentuale con magnaflux che può
andare dal 30% al 100%, per quelli che si ritengono più importanti per la sicurezza strutturale.
Per i giunti a completa penetrazione si impone il controllo ultrasonoro (US) per la totalità del giunto.

ESEMPIO CONTROLLO SALDATURE PONTE STRALLATO “LA SPEZIA” (NEL CAPITOLATO):
Dove è indicato “saldatura a piena penetrazione” è necessario eseguire controlli ad ultrasuoni sul 100% delle saldature.
Andrà comunque effettuato un controllo minimo su:
1. –Antenna:
a. Lamiere principali: controlli con ultrasuoni sulle saldature di tutti i giunti;
b. Controllo con ultrasuoni sulle saldature della lamiera del tubo, nel punto di attacco dei pendini, per verificare che non
presentino sfogliature
c. magnaflux sul 30% delle saldature a cordone d’angolo
2. Attacco tirante: controlli con magnaflux sul 100% delle saldature degli attacchi sia superiori che inferiori
3. Tubo-anima: magnaflux sul 50% delle saldature;
4. Briglia inferiore: magnaflux sul 30% delle saldature;
5. Impalcato: controllo con ultrasuoni sul 100% delle saldature a piena penetrazione sulla piastra ortotropa;
6. Saldature di composizione della piastra ortotropa in cordoni d’angolo: magnaflux sul 30% delle saldature
7. Saldature di composizione del traverso di testa: magnaflux sul 50% delle saldature.
N.B. tutte le saldature eseguite in piena penetrazione per dare continuità a lamiere strutturali, per eseguire qualsivoglia elemento,
andranno controllate con ultrasuoni al 100%

 CONTROLLI SULLE BULLONATURE
Le nuove Norme NTC 2008 e gli Eurocodici distinguono in:
- connessioni non precaricate (a Taglio)
- connessioni precaricate (ad Attrito, con bulloni solo di classe 8.8 o 10.9)
Le norme di riferimento sulla bulloneria sono le EN 14399 ((bulloni a serraggio controllato) e le EN 15048 ((bulloni
non a serraggio controllato).
Le connessioni precaricate si usano:
- in presenza di sforzi che cambiano segno
- in presenza di fenomeni di fatica
- se ci sono vibrazioni
- per strutture sismo-resistenti
- se si voglio evitare scorrimenti del giunto
Praticamente sempre nei giunti principali dei ponti.
Il dimensionamento di tali giunti generalmente avviene:
- calcolo ad attrito per SLE
- calcolo a Taglio e Rifollamento per SLU

Sistema Bulloneria strutturale a serraggio controllato (vite, rondella e dado)

Sistema Bulloneria strutturale a serraggio non controllato (vite, rondella e dado):

SISTEMA BULLONERIA STRUTTURALE A SERRAGGIO CONTROLLATO
Sistema HV: derivazione tedesca, dado più basso e meno resistente, minor duttilità e rottura per cedimento del
dado. Sola classe 10.9
Sistema HR: derivazione anglo francese, dado più alto e resistente, maggior duttilità e rottura nella vite. Classi
8.8 e 10.9
Sistema HRC:
I bulloni sono uguali agli HR, ma con un codolo con rottura a torsione tarata.
Si usa avvitatore speciale a due bussole
È sempre più usato e permette l’esatta taratura della coppia applicata ed il controllo visivo dell’avvenuto serraggio

SERRAGGIO VITI PRECARICATE (SISTEMI HV, HR, HRC)
La norma prescrive il precarico al 70% del carico ultimo del bullone:
Si applica un momento di serraggio il 110% di: Mr,2 = km d Fp,C
(“d” diametro vite; km sull’imballaggio viti)
Il fattore di rendimento della coppia “k”, definito dal produttore del sistema e stampigliato sulle scatole dei bulloni
Nota: la coppia finale applicata: 1.1 Mr,2 = 1.1 km d (0.7 fub As)
Sollecita la vite molto a ridosso del limite di snervamento convenzionale:
ad es. per una vite classe 8.8. si calcola: 1.1 0.7 (fyb / 0.8) = 0.96 fyb
Applicazione del serraggio: di norma con chiave dinamometrica, con procedura in due step (es. metodo della
coppia):
1- pre-serraggio col 75% della coppia Mr,2
2- serraggio finale con il 110% di Mr,2

N.B.
- Il serraggio si applica sul dado e non sulla testa della vite
- Se si applica il serraggio sulla testa della vite occorre comunicarlo al fabbricante che eseguirà test integrativi
sul valore “k”
- SERRAGGIO VITI NON PRECARICATE (SISTEMA SB)
- Le viti non precaricate sono da chiudere manualmente, con una chiave normale (cioè senza prolunghe), o
una chiave a percussione, fermandosi all’inizio del tipico battito di “martellamento”.

CONTROLLARE:
Giunti non precaricati:
- controllo visivo, piastre accostate, aperte non più di 4mm agli angoli e con esteso contatto nella zona
centrale
- rondelle presenti sotto l’elemento ruotato (dado !)
Giunti precaricati:
- Rondelle presenti sotto l’elemento ruotato (dado).
- Rondelle smussate sotto la testa della vite (sempre consigliate, obbligatorie in classe 10.9), smusso
lato vite per non incidere il raccordo.

CONTROLLO SERRAGGIO – GIUNTI PRECARICATI SISTEMI HV E HR:
- 1° step: controllo visivo del contatto tra le piastre
- 2° step: controllo coppia serraggio nelle percentuali di tabella seguente, in funzione della classe di
esecuzione strutturale:
Tabella EN 1090-2: controllo giunti precaricati

CONTROLLO SERRAGGIO – GIUNTI PRECARICATI SISTEMI HRC:
- Per questi assiemi è possibile solo il controllo visivo, verificando il corretto distacco del codolo su ogni
bullone del giunto:

 PROTEZIONE DALLA CORROSIONE
Acciaio: normale e auto passivante (corten) es. S355 J0 W
Il materiale base presenta ruggine e scaglie di laminazione (calamina): → preparazione
PREPARAZIONE:
-meccanica (spazzolatura, raschiatura, molatura)
-Sfiammatura
-Decapaggio (acido cloridrico)
-Sabbiatura (grado Sa2-commerciale; grado Sa21/2 -metallo quasi bianco)
PROTEZIONE:
-zincatura (per immersione-a caldo; a spruzzo-metallizzazione a freddo). È una barriera meccanica + chimica
poiché lo zinco è + elettronegativo.
-pitturazione:
primer (fondo): aderente e anticorrosivo
intermedio: pigmentato, dà spessore, barriera
finitura: isolamento ed estetica
NOTA: Superfici interne: problemi di condensa → perfettamente stagne oppure verniciarle ed aerarle oppure
deumidificarle.

PROTEZIONE DALLA CORROSIONE

PROTEZIONE STRUTTURE ACCIAIO

Esempio ponte Molassana - Genova:
ciclo di verniciatura:
ciclo C4 > 15 anni
steel preparation min livello 1
sabbiatura Sa 2 ½, rugosità 50-75 mm
primer epossidico ai fosfati di zinco 160 mm
finitura acrilico poliuretanica 80 mm

PROTEZIONE DALLA CORROSIONE – ACCIAIO ZINCATO A CALDO
Anche nel caso di zincatura a caldo si deve imporre uno spessore di zincatura funzione della vita prevista e della corrosività
dell’ambiente:

PROTEZIONE DALLA CORROSIONE – CICLI DI MANUTENZIONE
Cicli di manutenzione da seguire per garantire la durata della struttura:

 Esempio: MATERIALI E INDICAZIONI PROGETTUALI –PONTE MOLASSANA (GE)

PONTI IN STRUTTURA METALLICA - PROGETTO
PONTE AD ARCO SUL FIUME CENTA - ALBENGA
 CONCEZIONE
 PREDIMENSIONAMENTO
 OTTIMIZZAZIONE
 CALCOLO
 MONTAGGIO

Il vecchio ponte, danneggiato dall’alluvione del 1994
Vecchio ponte durante l’alluvione - 1994

INTRODUZIONE
Danneggiamento del precedente dovuto all'alluvione del novembre '94
Problemi idraulici: massima piena duecentennale, no pile in alveo
Problemi di spessore dell'impalcato: rampe di accesso con pendenza
inferiore all’8%
Ponte di 100 metri in campata unica e con l'impalcato di spessore
complessivo inferiore a 180 cm
Ponte tradizionale: troppo spesso, allora un ponte strallato od uno ad arco.
Tipologia ad arco poiché era meno costosa e più adatta ad una lunghezza di
100 metri.
Questa tipologia ha permesso di progettare un unico arco reticolare, molto
sottile e slanciato, ed un impalcato di spessore ridotto a 140 cm, sostenuto da
un'unica serie di cavi posti al centro delle carreggiate.
Velocità d'esecuzione: l'utilizzo dell'acciaio ha permesso la costruzione in
officina dei vari conci costituenti il ponte, mentre in cantiere si realizzavano le
spalle e l'assemblaggio senza bisogno di centinature provvisorie.
In 12 mesi si è progettato, appaltato, realizzato ed inaugurato il nuovo ponte.

CONDIZIONI AL CONTORNO:
- Problematiche idrauliche:
- alveo insufficiente per deflusso max piena
- no pile in alveo
- rampe di accesso con pendenza limitate: spessori ridotti
- velocità d’esecuzione: ponte in acciaio (fondazioni in cantiere e ponte in
officina)
PONTE: impalcato sottile (<1,5 m) - campata 100m → soluzione strallata o
ad arco
Esigenze idrauliche e strutturali:
Arco che inviluppa idealmente i tre archi del vecchio ponte
72
95

DESCRIZIONE DEL PONTE
Il nuovo ponte, un arco che inviluppa idealmente i tre archi del vecchio
Il ponte misura 98 metri di lunghezza tra gli assi vincolo ed ha un'altezza in
chiave di 21 metri.
La struttura portante è costituita da un arco che regge un cassone posto al di
sotto, il tutto è in acciaio e forma una struttura portante ad arco a spinta
eliminata, poiché il cassone inferiore funziona come catena per l'arco; in
questo modo le fondazioni e le spalle del ponte risultano notevolmente più
semplici ed economiche.
L'arco è formato da tre tubi di diametro  = 609.6 mm e spessi 40 mm, saldati
a formare spezzoni di 12 metri circa e successivamente calandrati. I tre tubi
principali sono collegati tra loro da tubi più piccoli ( = 139.7 mm, spessi 12.5
mm), il tutto per formare una struttura reticolare spaziale molto snella.

Ogni 5 metri una fune spiroidale chiusa di 65 mm di diametro appende
l'impalcato all'arco, per mezzo di un capocorda fisso sull'arco ed uno
regolabile all'interno del cassone.

L'impalcato è costituito da un cassone metallico, dotato ogni 5 metri di
traversi reticolari interni che portano l'apparecchio di aggancio dei cavi e di
remi esterni che hanno la funzione di reggere la soletta in cemento armato.
I remi hanno il compito di riportare i carichi eccentrici al cassone attraverso
un comportamento schematizzabile in uno schema puntone-tirante; essi sono
alleggeriti con vari fori per aumentarne la leggerezza ed evidenziarne il
funzionamento.
Il cassone metallico è l'elemento torsio-rigido della struttura; esso resiste alle
sollecitazioni derivanti dalle eccentricità di carico, mentre all'insieme arco-
impalcato sono demandati i compiti di sopportare carichi verticali.
Nonostante la sezione chiusa il fondo del cassone è forato ogni 5 metri, tra
un traverso e l'altro per tener aerato l'interno del ponte ed impedire fenomeni
di condensa che potrebbero pregiudicarne la durabilità.
Il piano viabile è costituito da una soletta in cemento armato spessa 25 cm,
ordita in direzione dell'asse principale del ponte, cioè nella direzione degli
sforzi di trazione derivanti dal comportamento di catena; essa poggia ogni 5
metri sui traversi interni al cassone e sui remi esterni.
La larghezza totale dell'impalcato è di 15.4 metri, così utilizzati: due passaggi
pedonali alle estremità larghi 125 cm., due piste ciclabili più interne larghe
150 cm., due corsie larghe 350 cm., con due slarghi d'emergenza verso
l'interno larghi 95 cm., inoltre tra le due carreggiate vi è una zona di 1 metro
posta a protezione dei cavi di sospensione.

SCHEMA STATICO
- arco a spinta eliminata nel piano verticale
- i carichi eccentrici sono riportati alla torsio-rigidità del cassone chiuso
centrale, con funzionamento alla Bredt

La struttura resistente nel complesso è mista acciaio-calcestruzzo, poiché la
soletta è resa collaborante alla struttura metallica
remi esterni: servono per portare la soletta ordita longitudinalmente e per
riportare i carichi eccentrici al cassone; lavorano secondo uno schema strut
and tie
traversi: sono calcolati utilizzando uno schema a travatura reticolare piana,
servono a trasferire i carichi provenienti dal cassone e dai remi esterni ai cavi
di sospensione
La soletta è continua sugli appoggi costituiti dai traversi e dai remi, con
comportamento a piastra in corrispondenza di appoggi nelle due direzioni e
come elemento teso per il funzionamento di catena dell’arco e tirante del
remo esterno

CONCEZIONE
Sopralluogo, studio e comprensione del contesto, richieste
dell’Amministrazione
indagini geologiche per comprendere i problemi fondazionale che si
ripercuotono sulla scelta del tipo di fondazione ma anche del ponte (arco
spingente, a spinta eliminata, strallato ad una sola antenna,…)
problemi idraulici, calcolo piena duecentennale, simulazione interazione
ponte corrente (Hec-Ras)
Prime idee (2 o 3) da sottoporre all’Amministrazione
Rendering o modello della soluzione scelta
Seguono i tre livelli di progettazione: preliminare, definitivo, esecutivo
(cantierabile!)
Fondazioni: quasi sempre profonde, meglio con pali di medio-grande
diametro se c’è l’accesso per la macchina, da dimensionare con almeno un
sondaggio per spalla/pila e prove SPT e di laboratorio
Decidere spalla fissa e mobile in funzione delle problematiche locali
Concezione strutturale: divisione in conci e costruibilità in officina
Problemi di dimensioni e mezzi di trasporto (sagoma limite e trasporti
eccezionali)
Montaggio in cantiere in funzione dell’area a disposizione, dei mezzi che
possono accedervi, dello spazio, del posizionamento autogrù, ecc.

ESEMPIO DI UN PROGETTO COMPLETO: “PONTE AD ARCO AD
ALBENGA”
 Predimensionamento: flessione, torsione, deformabilità
 Modelli di calcolo bidimensionali: altro predimensionamento
 Modelli FEM tridimensionali: altro dimensionamento
 Analisi dinamica: dimensionamento finale
 Studio delle sezioni: ottimizzazione della forma e
dell’estetica
 Ricerca della modularità e ripetitività degli elementi per contenere i costi
 Ottimizzazione di giunti e connessioni
N.B. spesso le fasi sopra accennate si intrecciano e si ripetono
 Verifiche di resistenza finale
 Verifiche in esercizio: SLE, deformate, spostamento giunti, appoggi,
vibrazioni,…
 Verifiche di montaggio

PREDIMENSIONAMENTO PONTE ALBENGA
1. PESI E CARICHI
Pesi propri: incidenza acciaio: da libri, opere simili o esperienza
acciaio 450 kg/mq * 15 m = 6750 kg/m
CLS 0.25*2500*15 m = 9375 kg/m
pavimentazione 0.10*2000*15 m = 3000 kg/m
sicurvia 2*100 kg/m = 200 kg/m
totali arrotondati: 19350 kg/m
Accidentali:
2 corsie da 4000 kg/m 8000 kg/m
Carichi totali sul modello piano del ponte: circa 27000 kg/m

2. AZIONI NEI TIRANTI E PREDIMENSIONAMENTO
Un ponte a cassone deve avere traversi interni per risultare a sezione
non deformabile.
Da una divisione modulare della luce del ponte si stabilisce un passo
ottimale dei traversi pari a 5 metri, corrispondente a quello dei tiranti
che li sostengono.
Ne risulta una forza di trazione nel tirante pari circa a:
N ≈ 27 t/m * 5 m = 135 ton
Si scelgono funi spiroidali chiuse che permettono attacchi fissi e di
regolazione più piccoli ed adatti ad un ponte di luce media:
sadm = 6000 kg/cm2
coefficiente di sicurezza a rottura = 2.4
Es = 1600 t/ cm2
Si sceglie una fune ø65 con carico di rottura di 378 ton che hanno un
carico ammissibile di:
378/2.4 = 157 ton

PREDIMENSIONAMENTO PESO CARPENTERIA METALLICA:

PREDIMENSIONAMENTO PESO PONTI STRUTTURA MISTA: BITRAVE E CASSONE
(luce 50:70 metri, campate di riva ≈ 80% della luce di quelle interne
PREDIMENSIONAMENTO PESO PONTI STRUTTURA MISTA A due travi:

3. PREDIMENSIONAMENTO ARCO:
rapporto freccia su luce da opere simili o esperienze:
f/L ≈ 1/5
avendo una luce di 100 metri si ottiene una freccia dell’arco di 20 metri.
Per semplificare le fondazioni si sceglie una struttura ad arco bow-
string, a spinta eliminata, dove l’impalcato funge da catena ed entra in
trazione; in questo modo in fondazione si hanno solo carichi verticali.
Ne risulta una notevole semplificazione delle spalle e minor carico sui
pali, in una zona limo-sabbiosa complicata anche dal rischio di
rinvenimento di reperti archeologici (poi trovati).
Predimensionando la forza di trazione si ottiene:
Z=q L2
/ 8 * 1/f = 27 t/m*982
/ 8 * 1/20 m = 1620 ton
trazione nel cassone
As necessaria catena = 1620/1.6 t/ cm2
= 1010 cm2
Forma dell’arco = parabola (funicolare dei carichi uniformemente
distribuiti)

PREDIMENSIONAMENTO SEZIONE ARCO:

PREDIMENSIONAMENTO INERZIA ARCO:
Se ne ricavano:
- A (area della sezione)
- J (momento d’inerzia della sezione)
- I (raggio minimo d’inerzia della sezione)
Che servono per le successive modellazioni e verifiche

4. PREDIMENSIONAMENTO PIATTABANDE CASSONE:
Bibl. De Miranda: “Ponti in acciaio”

5. DIMENSIONAMENTO CON MODELLO PIANO AGLI ELEMENTI FINITI
Dai predimensionamento precedenti si sono ricavati i dati geometrici ed inerziali per
analizzare un modello piano agli elementi finiti.
La geometria dell’arco deriva dal calcolo della parabola impostata sulla luce del ponte e
sulla freccia:
si introducono le aree e le inerzie prima ricavate, omogeneizzando tutto con m=18 come se
analizzassimo a tempo infinito.
Analisi di carico sul modello piano:
uniformemente distribuito:
carico emisimmetrico:
A valle dell’analisi piana si rifanno le verifiche resistenziali e si correggono le inerzie
dell’arco, dei tiranti e della catena
Si controllano anche le deformate e si correggono le rigidezze dell’arco e del cassone per
avere frecce dovute al solo carico accidentale inferiori a L/500
Osservazione: si può ripetere il ciclo precedente scindendo nelle fasi 1,2,3 delle strutture
miste e sovrapponendo gli effetti.
Osservazione: conviene sempre controllare gli effetti del II ordine con la modellazione FEM
di non linearità geometrica, verificando che la struttura converga velocemente e sia poco
sensibile agli effetti del II ordine.

6. PREDIMENSIONAMENTO PER LA TORSIONE
( La trattazione teorica si trova sul De Miranda: “Ponti strallati di grande luce”, dove si
indica in θ = 0.02 la rotazione limite ).

7. STABILITA’ ARCO
Si possono fare i primi ragionamenti utilizzando varie indicazioni normative.
Una era contenuta in una passata edizione delle CNR 10011:
Si ri-verifica con w = 1.72 e si ottiene un nuovo dimensionamento

ANALISI STATICA NON LINEARE
Naturalmente dopo queste prime valutazioni, coi moderni programmi
FEM si possono agevolmente fare analisi statiche non lineari per
geometria, chiedendo al solutore di aggiornare la matrice di rigidezza
con la quota parte dovuta al carico assiale, in modo da poter tenere in
conto gli effetti del secondo ordine.
Tale tipo di analisi deve essere svolta sulla condizione di carico ritenuta
più insidiosa, in modo da valutare la sensibilità della struttura a tali
effetti.
Si devono indicare al solutore vari step di carico ed una norma sulla
convergenza sia sugli spostamenti (dell’ordine almeno di 10-4
) sia sulle
forze residue (dell’ordine almeno di 10-3
).
ANALISI DI BUCKLING
È agevole effettuare anche un’analisi di stabilità globale, di Buckling,
con un solutore agli elementi finiti ed un modello tridimensionale.
Si possono determinare i moltiplicatori critici per le principali condizioni
di carico (uniformemente distribuito ed emisimmetrico) e le relative
configurazioni.
È bene che tali moltiplicatori non siano mai inferiori a gf = 5

8. CORREZIONE DIMENSIONAMENTO CON ANALISI DINAMICHE:
le prime analisi dinamiche sono state svolte con arco costituito da tubi
ø508x40 e davano un primo periodo fondamentale (arco fuori dal piano)
di 3.3 sec
passando a tubi tubi ø508x50 il periodo fondamentale scendeva a 2.5
sec
passando a tubi tubi ø558x40 il periodo fondamentale scendeva a 2.1
sec
infine passando a tubi ø609.6x40 e controventi a croci di S.andrea si
arriva alla soluzione definitiva che ha dato i seguenti risultati:
Primi due modi di vibrare

Terzo e quarto modo
modo frequenza (Hz) periodo (sec)
1 0.871 1.147
2 0.997 1.003
3 1.648 0.607
4 1.856 0.539
5 1.999 0.500
6 2.006 0.498

9. VENTO
Effetto statico:
Le normative (DM 90) indicavano una pressione di 250 kg/mq da
distribuire sulle strutture e su una colonna di automezzi alta 3 metri.
Si tratta di un valore elevato, infatti ricordando che
Q = Vref 2
/ 1.6
corrisponde ad una velocità del vento maggiore di 200 km/h
L’effetto statico si mette in conto considerando due diverse condizioni di
carico:
- vento a ponte scarico su arco e impalcato
- vento a ponte carico su arco e impalcato ( carichi mobili + 0.6 *
vento, per tutte le 75 combinazioni di carico considerate
nell’analisi statica)
Effetto dinamico:
quando il ponte ha una frequenza principale minore di f0 = 1 Hz perché
possono essere sensibili alle oscillazioni causate dal vento.
Nel nostro caso solo la prima frequenza è inferiore a tale valore, ma è
rappresentata dall’oscillazione dell’arco fuori dal suo piano.
Già il modo torsionale ha un valore doppio, per cui garantisce sia la
stabilità sia il disaccoppiamento con l’oscillazione verticale

In pratica i ponti possono manifestare:
- vortex shedding (distacco alternato dei vortici): non causa crolli
ma può creare problemi di vibrazioni e di fatica nei giunti; si
manifesta a velocità del vento non elevate. È dipendente dallo
smorzamento strutturale.
- buffeting: effetto dovuto alle fluttuazioni di velocità del vento,
dipende dall’intensità di turbolenza del vento, non causa crolli
ma può creare problemi di vibrazioni e di fatica negli elementi
strutturali.
- Torsional instability (divergenza torsionale): può causare crolli.
Si deve controllare che la velocità critica del vento associata a
questa instabilità sia ben maggiore della velocità di calcolo del
vento per il nostro ponte: V < Vcrit
- flutter: può causare crolli. Si manifesta quando la frequenza di
vibrazione torsionale è vicina a quella verticale del ponte. Si
deve controllare che la frequenza torsionale sia almeno il 50%
maggiore di quella verticale.
- Galloping: sono vibrazioni ortogonali alla direzione del vento
che si manifestano su elementi snelli con sezione tozza o su
cavi coperti da ghiaccio. È un fenomeno di minor importanza
per i ponti, lo può essere per alcuni componenti.
oss. Torsional instability e flutter non sono molto dipendenti dallo
smorzamento strutturale, quindi sono di difficile controllo.
Si controlla con varie normative e testi specialistici di essere distanti dai
valori minimi di innesco di tali fenomeni.

10. ANALISI STRUTTURALE
Finiti i predimensionamenti: modello tridimensionale agli Elementi Finiti: 314
nodi e 702 elementi finiti trave (1876 gradi di libertà).
Modellazione tipica dei ponti a cassone:
Alla trave centrale sono state assegnate le caratteristiche inerziali del
cassone metallico e della soletta, dopo che è stata solidarizzata con
l'impalcato; le travi esterne sono servite per inserire le stese di carico e per
tener conto dell'eccentricità dello stesso, ma non hanno caratteristiche
geometriche ed inerziali proprie.
I traversi ed i remi sono stati modellati come infinitamente rigidi e sono
posizionati così come nella realtà.
L'arco è stato modellato attraverso tutti i tubi che lo compongono, ognuno con
le sue caratteristiche geometriche.
modello agli Elementi Finiti

ANALISI STATICA
Come in tutte le strutture miste, è svolta per fasi, utilizzando il principio di
sovrapposizione degli effetti:
Fase 1: solo la parte metallica resistente, col peso proprio dell'acciaio e
della soletta agenti su di essa;
Fase 2: soletta, collaborante: carichi permanenti, le azioni del ritiro e la
viscosità;
Fase 3: soletta, collaborante; carichi accidentali:
25 diverse stese di carico per massimizzare i momenti flettenti nei
vari elementi
25 stese per massimizzare il taglio
25 stese per massimizzare i momenti torcenti.
Complicazioni:
 la fase 1 durante il montaggio ha "memorizzato" stati tensionali di trave
continua prima dell'inizio del funzionamento ad arco del ponte; in più,
dopo la solidarizzazione del calcestruzzo, è stato operato un
abbassamento dell'impalcato sulle pile provvisorie, in modo da
precomprimere la soletta e limitarne la fessurazione in esercizio, cioè
durante il funzionamento a catena dell'intero impalcato.
parziali stese di carico max flettenti e max taglianti

Oss. due diverse colonne di mezzi formate da carichi Q1a e Q1b di
normativa (D.M. 4 maggio 1990 ), senza riduzioni perché le due carreggiate
sono separate.
Altre azioni: ritiro, frenanti, attrito degli appoggi.
Combinazioni: come indicato dal D.M. 5 maggio 1990.
N.B. controllare ordine di grandezza dei risultati con le analisi semplificate già
svolte
ANALISI SISMICA
La zona non era sismica, ma è stato considerato un sisma di II categoria.
Analisi modale con la tecnica dello spettro di risposta, usando il DM 90 e le
istruzioni GNDT del C.N.R.
Masse corrispondenti ai pesi propri ed ai sovraccarichi permanenti
Verifiche non si considerano le azioni sismiche combinate con sollecitazioni
dovute ai carichi mobili o del vento.
L'analisi è stata limitata ai primi cinque modi di vibrare (masse smobilizzate
>85%): combinazioni con la regola SRSS
Oss. le azioni sismiche risultano meno gravose di quelle dovute ai carichi
mobili più vento, come sempre nelle zona a bassa sismicità
N.B. i ponti devono rimanere in campo elastico, quindi si adotta un
coefficiente di struttura q=1

11. CONTROLLO DEFORMAZIONI
Carichi da peso proprio e permanenti:
si adotta controfreccia costruttiva
Carichi mobili:
f/L ≤ 1/700 vecchie norme (valore piccolo)
f/L ≤ le nuove norme non dicono niente ma 1/500 è un valore idoneo
controfreccia ≥ fase 1 + fase 2 + 25% fase 3
(fase 1 + fase 2) + 15%
Verifica freccia massima:
bisogna tener conto anche della deformabilità dei remi esterni,
calcolata sul modello parziale del remo stesso:
deformata max solo accidentali: 71 mm
deformata del remo: 16.5 mm
deformata tot. = 71+16.5 = 87.5 mm ≈ L/1120

12. GIUNTI:
controllo rotazione max. all’estremo fisso:
Øy (solo carichi mobili) = 0.0015 rad
Spostamento a quota pavimentazione:
δacc = tg(Øy) * H = tg(0.0015*180/π) * ( 140+25+11) = 0.24 cm
si noti che è opportuno non lesinare sul coefficiente di sicurezza
da adottare su appoggi e giunti, che presentano frequenti dissesti:
γF = 1.4
si adotta un giunto da ±10 mm
spostamenti max. all’estremo libero:
ΔT = +20°C - 30°C
δT = α ΔT * L = 1.2e-5
*30*98000 = 35 mm
Δtot = γF (δT + δacc ) = 1.4 (35+2.4) = 52.4 mm
si adotta un giunto da ±60 mm
N.B. analogo controllo deve essere effettuato sugli apparecchi
d’appoggio

13. URTO E ROTTURA DI UN TIRANTE O SOSTITUZIONE
Partendo dalla nota relazione di sovrapposizione degli effetti del caso di
costruzione su puntelli
applicando al nostro caso si sovrappongono gli effetti di fase 1 e 2 delle
sottostanti figure:
condizione equivalente alle fasi 1 e 2
effetto della mancanza del tirante: carico corrispondente alla forza
assiale nel tirante
Si aggiungono i carichi mobili ridotti a quelli di II categoria e si fanno le
verifiche strutturali.

14. APPARECCHI DI APPOGGIO
Dettaglio sezione verticale
Schema pianta appoggi e relativi vincoli
N.B. Fissare con resine solo quelli multi direzionali, per gli altri usare
tirafondi dimensionati per le forze orizzontali di calcolo

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