FRANCO BONTEMPI 1
APPROCCIO SISTEMICO AL PROGETTO DEI GRANDI PONTI
Franco Bontempi
Professore Ordinario di Tecnica delle CostruzioniFacolta’ di Ingegneria – Universita’ degli Studi di Roma La Sapienza
Via Eudossiana, 18 – 00184 ROMA
[email protected] - [email protected]
Ponti Strallatie
Ponti Sospesi
Politecnico di Milano, 20-23 giugno 2006
FRANCO BONTEMPI 2
FRANCO BONTEMPI 3
COMPLESSITA’non linearita’
incertezzeinterazioni
FRANCO BONTEMPI 4
LineareLineare NonlineareNonlineare
StrettaStretta
LascaLasca
COMPLESSITA’ DI UN SISTEMA
FRANCO BONTEMPI 5
FACTORS INFLUENCING STRUCTURAL COMPLEXITY
NON LINEAR
BEHAVIOR
LINEAR
FRANCO BONTEMPI 6
3300183 183777 627
+77.00 m
+383.00 +383.00
+54.00+118.00
+52.00 +63.00
3300183 183777 627
+77.00 m
+383.00 +383.00
+54.00+118.00
+52.00 +63.00
Dispositivi di Dissipazione
Comportamento del SuoloNon Linearità di Materiale
Interfaccia Suolo-Struttura Non Linearità di Contatto
Pendini
Torri
Cavi Principali
Non Linearità Geometrica
NON LINEARITA’
FRANCO BONTEMPI 7
FACTORS INFLUENCING STRUCTURAL COMPLEXITY
LOW
AMBIGUITY UNCERTAINTY
HIGH
NON LINEAR
BEHAVIOR
LINEAR
FRANCO BONTEMPI 8
3300183 183777 627
+77.00 m
+383.00 +383.00
+54.00+118.00
+52.00 +63.00
3300183 183777 627
+77.00 m
+383.00 +383.00
+54.00+118.00
+52.00 +63.00
Incertezze legate al modello strutturale
Incertezze legate alla modellazione dei carichi
Incertezze legate alla geometria ed ai materiali
INCERTEZZE
FRANCO BONTEMPI 9
FACTORS INFLUENCING STRUCTURAL COMPLEXITY
LOW
AMBIGUITY UNCERTAINTY
HIGH
TIGHT
COUPLING INTERACTIONS CONNECTIONS
LOOSE
NON LINEAR
BEHAVIOR
LINEAR
FRANCO BONTEMPI 10
3300183 183777 627
+77.00 m
+383.00 +383.00
+54.00+118.00
+52.00 +63.00
Interazione Struttura - Traffico
Interazione Struttura - Vento
Interazione Struttura - Terreno
INTERAZIONI
FRANCO BONTEMPI 11
LIVELLO GLOBALE3300 m
livello locale200 m
N.B. 1 - EFFETTO SCALA
FRANCO BONTEMPI 12
PROGETTO
COSTRUZIONE(MATERIALI – COMPONENTI)
CO
MPO
RTA
MEN
TOU
MA
NO
N.B. 2
FRANCO BONTEMPI 13
STRUCTURALQUALITY
- design life- railway runability- highway runability- free channel- robustness- durability- management
GLOBALGEOMETRY
ANDTOPOLOGY
TOPOLOGY- suspension system - towers - towers foundation- anchor system- main deck- deck landing- ...GLOBAL GEOMETRY - main span- sx span - dx span SECTIONAL GEOMETRY- continuous girder sections- transverse section- main cables- hangers- towers- secondary elementsMATERIALS CHARACTERISTICS- girders- cables
SYNTHESIS OFSTRUCTURAL
SOLUTION AND
DOCUMENTATION
BOUNDARYCONDITIONS
CONSTRAINTS:rigid and elastic
constraints, imposed
displacements
NATURALACTIONS- temperature- wind- earthquake
ANTROPICACTIONSa) permanent loading systemb) variable - railway - highwayc) accidental
CO
NV
EN
TION
AL M
OD
ELIN
G:
QU
AS
I STA
TIC R
EP
RE
SE
NTA
TION
BASIC STRUCTURALCONFIGURATION
PARAMETERS- individuation- definition- uncertainty- description- bounding
GLOBALMODELING
- 2D- 3D
MODELING WITHDYNAMIC INTERACTION
ALTERNATIVE STRUCTURALCONFIGURATIONS
GLOBALOPTIMIZATION- topology- morphology- parametric
LOCALOPTIMIZATION- girders section- transverse section- restraint zone
EXPERT ANDFIXED CHOICES
MEASURESa) qualitativeb) materials volumesc) serviceability - modal characteristics - deflections - deformations - reversibilityd) collapse scenarios - collapse characteristics - robustnesse) accidental scenarios - configurations - risks
DETAILEDMODELING
EXTENDEDMODELING
12 3
4
5
6
7
Numerical Modeling for the Structural Analysis and Design of
MESSINA STRAIT BRIDGE:subdivision and development of activities.
FB - june 6, 2005 / [email protected]
FRANCO BONTEMPI 14
Qualita’ ISO 9000…Codici Etici…
N.B. 3
FRANCO BONTEMPI 15
COMPLEXITY exists when there are manymany different partsparts that are strictly connectedconnected; moreover the way the elements are aggregated should not be reducible to a regular scheme
COMPLEXUS =COMPLEXUS = “entwined”, “twisted together”
DUALITY between parts that are at the same time
DISTINCT
CONNECTED
a Systemic Approach permits to consider both thecomponentscomponents and their relationshiprelationship
FRANCO BONTEMPI 16
APPROCCIO SISTEMICOcome affrontarela complessita’
FRANCO BONTEMPI 17
ELEMENTI E COMPONENTI STRUTTURALI
ORGANIZZAZIONELe relazioni stabili di funzione, funzionalità
e topologia che danno significato aglielementi indipendentemente dalla loro specificità.
STRUTTURAElementi specifici che tramite le relazioni
strutturali formano una configurazione persistente nel tempo
SISTEMAStruttura durevole di elementi organizzati, che
viene osservata come unità che presentacaratteristiche emergenti.
FRANCO BONTEMPI 18
PROCESSODECISIONALE
RISTRUTTURAZIONE E NEGOZIAZIONE PROBLEMAPROCESSO DI NEGOZIAZIONE E SPAZIO DECISIONALE
330018 3 183777 627
+7 7.00 m
+383.00 +383 .0 0
+54.00+118 .00
+52.00 +63.00
AMBIENTE ATMOSFERICO(AZIONI DEL VENTO E VARIAZIONI TERMICHE)
AMBIENTE TERRESTRE(SPOSATEMENTI IMPRESSI E SISMA)
AZION
I ANTR
OPIC
HE
(CAR
ICH
I STRAD
ALI E FERR
OVIAR
I)
ENVIRONMENT DI PROGETTO(SCENARI DI CONTINGENZA)
MODELLO
RISPO
STA STRU
TTUR
ALEE AN
ALISI PRESTAZIO
NALE
QU
AD
RO
PRESTA
ZION
I
FRANCO BONTEMPI 19
strategie
come pensare ed operare
FRANCO BONTEMPI 20
# 1 – SCOMPOSIZIONE:visione olistica e gerarchica
Definizione delle operazioni di dettaglio
passo-passo
Definizione delle operazioni di dettaglio
passo-passo
Definizioni delle funzioni principali e delle loro relazioni
Definizioni delle funzioni principali e delle loro relazioni
FRANCO BONTEMPI 21
# 2 – CONVERGENZA:approccio costruttivo e storicoconsapevolezza del problema
modelli / tempo
soluzione
FRANCO BONTEMPI 22
# 3 - SENSITIVITA’:cosa e’ importante – cosa cambia
passoesplorativoelementare
FRANCO BONTEMPI 23
N.B. 1Esplorazione: Testo Unitario
DM. 14 settembre 2005
FRANCO BONTEMPI 24
# 4 – DELIMITAZIONE:governance della complessita’
indipendenzadalle ipotesi e
dalle assunzioni
FRANCO BONTEMPI 25p
p
MOLTIPLICATORE COME FUNZIONE DEL GENERICO PARAMETRO STRUTTURALE p
N.B. 2
FRANCO BONTEMPI 26
INCERTEZZA DEL MOLTIPLICATORE DELLO STATO LIMITE COME FUNZIONE DELLA
INCERTEZZA DEL PARAMETRO STRUTTURALE p
p
FRANCO BONTEMPI 27
INTERVALLO DI RISPOSTA COME SOLUZIONE DI UN PROBLEMA DI (ANTI) OTTIMIZZAZIONE
Il problema di determinare l’intervallo della risposta puo’
essere convenientemente formulato come un problema di
ottimizzazione, in cui la funzione da ottimizzare e’ proprio
l’ampiezza dell’intervallo stesso.
Nel caso generale in cui si abbiano n parametri indipendenti
p, riassunti nel vettore Tnppp ]...[ 21x , e sianno
assegnati m stati limite, si possono introdurre le seguenti
funzioni obiettivo:
m
iiiF
1min,max,)( x
m
iiniF
1min,om,)( x
La soluzione x del problema di ottimizzazione, rispettosa dei
vincoli maxmin xxx , puo’ essere ottenuta
efficacemente attraverso algoritmi genetici.
FRANCO BONTEMPI 28
SCENARI DI CONTINGENZA• Carico ferroviario
– 2 binari: #2 + #2
• Carico stradale– 4 corsie:
#3 +#3+#3+#3
• Azione vento– #3
• Totale variabili per definire lo scenario:– #18
LUNGHEZZA IMPALCATO
TRENO
POSIZIONE TESTA TRENO
LUNGHEZZA COLONNAINIZIO COLONNA
FINE COLONNA
LUNGHEZZA IMPALCATO
INIZIO ZONA VENTOLUNGHEZZA ZONA VENTO
LUNGHEZZA IMPALCATO
FINE ZONA VENTO
ANGOLO DI INCLINAZIONE
FRANCO BONTEMPI 29
# 5 – RIDONDANZA:raddoppio di marcatura
Indipendent review
FRANCO BONTEMPI 30
Utilizzo di vari codici di calcolodifferenti configurazioni strutturali
specificita’ della modellazione
N.B. 1
FRANCO BONTEMPI 31
dependability
grado di confidenza neiconfronti delle prestazioni
di un sistema
FRANCO BONTEMPI 32
DEP
END
ABIL
ITY
ROBUSTNESS
SECURITY: 9/11
naturale/colposo
doloso
FRANCO BONTEMPI 33
LCHP vs. HCLP AccidentsEventi Frequenti con
Conseguenze LimitateEventi Rari con
Conseguenze Elevate
Stochastic
Complexity
Deterministic
AnalysisMethods
Stochastic
Complexity
Deterministic
AnalysisMethods
Qualitative
Analysis
Quantitative/Probabilistic
Analysis
PragmaticRisk
Scenarios
FRANCO BONTEMPI 34
FAILURE
System vulnerability: Firewalls
FRANCO BONTEMPI 35
Hazard incursion: Synchronicity
FRANCO BONTEMPI 36
FMEAFailure Modes and Effects Analysis
For identifying the consequences of the failure of a structural element.
FRANCO BONTEMPI 37
Variabile X
Valutazione prestazionale
Limite Prestazionale 1
Limite Prestazionale 3
Limite Prestazionale 2
Livello Prestazionaleinaccettabile
Liv. Prest. L1
Liv. Prest. L2
Liv. Prest. L3
Frequente
Domanda prestazionale
Rara
Eccezionale
I II III
Limite Prestazionale 0
Passo PassoPasso
Definizione degli SCENARI DI
CARICOper lo studio della
prestazione in esame
Richiesta prestazionale
Concessionaria per la progettazione, realizzazione e gestione del collegamento stabile tra la Sicilia e il Continente Organismo di Diritto Pubblico
(Legge n° 1158 del 17 dicembre 1971, modificata dal D.Lgs n° 114 del 24 aprile 2003)
PONTE SULLO STRETTO DI MESSINA
Documento principale: INGEGNERIA – PROGETTAZIONE DEFINITIVA ED ESECUTIVA
Titolo documento: Fondamenti Progettuali e Prestazioni Attese per l’Opera d’Attraversamento
Codice documento: GCG.F.04.01
Data Emissione: 14 Gennaio 2005
MODEL
PROGETTAZIONE PRESTAZIONALE
FRANCO BONTEMPI 38
PERFORMANCE ROBUSTNESSQUALITY
DAMAGE or ERROR
REQUIRED PERFORMANCE
NOMINALPERFORMANCE
NOMINAL SITUATION
FRANCO BONTEMPI 39
#1 CONTINUITA’
FRANCO BONTEMPI 40
#2 COMPARTIMENTAZIONE
FRANCO BONTEMPI 41
In particolare, secondo quanto stabilito nelle norme specifiche per le varie tipologiestrutturali, strutture ed elementi strutturali devono soddisfare i seguenti requisiti: - sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU): crolli, perdite di equilibrio e
dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l’incolumità delle personeovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali esociali,ovvero mettere fuori servizio l’opera;
- sicurezza nei confronti di stati limite dei esercizio(SLE): tutti i requisiti atti agarantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio;
- robustezza nei confronti di azioni accidentali: capacità di evitare dannisproporzionati rispetto all’entità delle cause innescanti quali incendio, esplosioni, urtio conseguenze di errori umani.
Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce“collasso strutturale”.
Robustezza: Testo Unitario
DM. 14 settembre 2005
N.B. 1
FRANCO BONTEMPI 42
N.B. 2
Oltre alle azioni accidentali definite al Paragrafo 5.4, dovrà essere considerato lo scenario dicontingenza che prevede, nella posizione più sfavorevole, il collasso della sospensione diun’estremità di un trasverso. L’analisi deve essere condotta in campo dinamico, ipotizzandouna rottura istantanea dei pendini stessi.
Oltre alle azioni accidentali definite al Paragrafo 5.4, dovrà essere considerato lo scenario dicontingenza che prevede, nella posizione più sfavorevole, il collasso di un trasverso e deicomponenti di impalcato corrente ad esso collegati: l’analisi deve essere condotta in campodinamico, ipotizzando, quindi, un repentino distacco di una porzione di impalcato dilunghezza complessiva pari a 60 m.
Il progetto e la costruzione dell’Opera di Attraversamento devono essere sviluppati in modo da:
garantire sicurezza e qualità funzionale per la vita utile prevista (Sicurezza strutturale eFunzionalità);
contenere, o in ogni caso non esaltare, gli effetti indotti da disturbi esterni (quali condizionicontingenti ambientali naturali ed antropiche) o disturbi interni (come alterazione deimateriali, dei componenti e variabilità dei processi produttivi e di assemblaggio), anchegrazie ad intrinseche caratteristiche di duttilità a livello di materiale, di componente e disistema (Robustezza strutturale);
perseguire una configurazione strutturale idonea ai fini: o dell’ispezionabilità, in modo da favorire il monitoraggio, la rilevazione e
l’identificazione immediata di eventuali mancanze o difetti; o della manutenibilità e della sostituibilità degli elementi strutturali, in processi di
manutenzione ordinaria e straordinaria.
Concessionaria per la progettazione, realizzazione e gestione del collegamento stabile tra la Sicilia e il Continente Organismo di Diritto Pubblico
(Legge n° 1158 del 17 dicembre 1971, modificata dal D.Lgs n° 114 del 24 aprile 2003)
PONTE SULLO STRETTO DI MESSINA
Documento principale: INGEGNERIA – PROGETTAZIONE DEFINITIVA ED ESECUTIVA
Titolo documento: Fondamenti Progettuali e Prestazioni Attese per l’Opera d’Attraversamento
Codice documento: GCG.F.04.01
Data Emissione: 14 Gennaio 2005
gen.
S.L.U.
S.L.I.S.
FRANCO BONTEMPI 43
SCOMPOSIZIONE STRUTTURALE
descrizionesistemica dell’oggetto
FRANCO BONTEMPI 44
outputO(t)
decisioniper l'analisi o la sintesi
del sistema reale
environmentE(t)
inputI(t)
modello del sistema reale
S(t)
parametriP(t)
S(t) = struttura del modello:- analitica;- numerica;- algoritmica.P(t) = parametri che entranonella struttura del modello.
contesto
- Normative;- Qualita';- One off / mass production;- Progettazione evolutiva o innovativa.
FRANCO BONTEMPI 45
Il MACROLIVELLO, che comprende il Ponte nella sua globalità e i sistemi strutturali;
Il MESOLIVELLO, che include le diverse strutture e sottostrutture che compongono il sistema strutturale;
Il MICROLIVELLO, nel quale vengono descritti i componenti delle sottostrutture e i rispettivi elementi costituenti.
Per ciascun livello devono essere poi identificate e definite le variabili di progetto.
Il complesso sistema strutturale deve essere scomposto, ovvero sottostrutturato, in livelli crescenti di dettaglio:
Scomposizione Strutturale
FRANCO BONTEMPI 46
SISTEMA STRUTTURALE
PRINCIPALE
ZONE SPECIALI DI IMPALCATO
SISTEMA DI RITEGNO/SOSTEGNO
SISTEMA STRUTTURALE SECONDARIO
SISTEMA DI SOSPENSIONE
IMPALCATO CORRENTE
FONDAZIONI DELLE TORRI
ANCORAGGI
TORRI
SELLE
CAVI PRINCIPALI
PENDINI
CASSONI STRADALI
CASSONE FERROVIARIO
TRAVERSO
INTERNE
TERMINALI
SISTEMA STRUTTURALE AUSILIARIO
STRADALE
FERROVIARIO
FUNZIONAMENTO
MANUTENZIONE
EMERGENZA
PONTE
MACROLIVELLOMESOLIVELLO
FRANCO BONTEMPI 47
Individuazione delle VARIABILI di progetto
per ciascun elemento
Individuazione delle VARIABILI di progetto
per ciascun elemento
Individuazione degliELEMENTI
per ciascun componente
Individuazione degliELEMENTI
per ciascun componente
Individuazione dei COMPONENTI
di ciascuna sottostruttura
Individuazione dei COMPONENTI
di ciascuna sottostruttura
SOTTOSTRUTTURAZIONE del sistema globale
per lo studio di dettaglio delle singole prestazioni
SOTTOSTRUTTURAZIONE del sistema globale
per lo studio di dettaglio delle singole prestazioni
SISTEMA DI RITEGNO/SOSTEGNO
FONDAZIONI DELLE TORRI
ANCORAGGI
TORRI
FRANCO BONTEMPI 48
Rappresentazione ipertestuale:modellazione ad oggetti
e rappresentazione ad alberodel problema strutturale
Leggibilita’ del modello con facilita’ di debugging e manutenzione
FRANCO BONTEMPI 49
FRANCO BONTEMPI 50
FRANCO BONTEMPI 51
Criterio meccanico: B-D regions
(c)
struttura
FRANCO BONTEMPI 52
L'analisi di un sistema strutturale complesso difficilmente puo'essere condotto in un'unica fase. All'interno della strutturasono infatti presenti, generalmente, due classi di regioni, chepresentano comportamenti meccanici qualitativamentedifferenti. Si possono infatti individuare le cosiddette: B-REGIONS: regioni dove lo stato di sforzo e' conseguente
ad un regime deformativo semplice (con andamenti lineari);la lettera B deriva da Bernoulli, che individuo' insieme aNavier l'ipotesi sul comportamento delle sezioni delle traviche ruotano, restando piane;
D-REGIONS: regioni dove l'assenza di una cinematica
semplice, comporta stati di sforzo comunque complessi; sihanno quindi regioni genericamente sedi di stati di sforzodiffusivi, da cui deriva la lettera D.
FRANCO BONTEMPI 53
FRANCO BONTEMPI 54
ZONE NODALI
ZONE DIFFUSIVE
FRANCO BONTEMPI 55
Criterio funzionale: criticita’Sistema
strutturale
FRANCO BONTEMPI 56
Ai differenti livelli strutturali sono associati differenti requisiti di affidabilità in termini diprestazioni di sicurezza, durabilità e funzionalità, e livelli differenziati di intensità delle azioniapplicate.
Riguardo alle situazioni di crisi strutturale, tale scomposizione permette di ordinare in sequenzai singoli comportamenti critici, in funzione della pericolosità del meccanismo di collassoconseguente.
In relazione alla funzione strutturale svolta, ai livelli di sicurezza richiesti ed alla riparabilità, lestrutture e sotto-strutture vengono distinte in:
1. Componenti Primari (C1), critici, non riparabili o la cui riparabilità presume la protratta messafuori servizio del Ponte;
2. Componenti Secondari (C2), riparabili, eventualmente con limitazioni all’esercizio del Ponte.
FRANCO BONTEMPI 57
Macrolivello Mesolivello
Sistemi strutturali Strutture Sottostrutture
Componenti Primari
(C1)
Componenti Secondari
(C2)
Fondazioni delle torri X Ancoraggi X Sistema di ritegno e
sostegno Torri X Selle X Sistema di sospensione
principale Cavi principali X Sistema dei pendini X Sistema di sospensione
secondario Pendino singolo(1) X Trasverso X Cassone ferroviario X Impalcato corrente Cassoni stradali X Zone terminali e giunti di espansione X
Principale
Zone speciali di impalcato Prossimità torri e dispositivi di ritegno X
Stradale X Secondario Ferroviario X Funzionamento X Manutenzione X Ausiliario Emergenza X
(1) Pendino: insieme di cavi verticali che sostengono ad ogni estremità ciascun trasverso di impalcato.
I
FRANCO BONTEMPI 58
STRUCTURAL DECOMPOSITION
FRANCO BONTEMPI 59
FRANCO BONTEMPI 60
FRANCO BONTEMPI 61
N.B. 1 modellazione per le verifiche di fatica
FRANCO BONTEMPI 62
FRANCO BONTEMPI 63
FRANCO BONTEMPI 64
FRANCO BONTEMPI 65
FRANCO BONTEMPI 66
FRANCO BONTEMPI 67
FRANCO BONTEMPI 68
APPROCCIO SISTEMICO
• #1 SCOMPOSIZIONE• #2 CONVERGENZA• #3 SENSIBILITA’• #4 DELIMITAZIONE• #5 RIDONDANZA
FRANCO BONTEMPI 69
FRANCO BONTEMPI 70
Modellazionedell’impalcato
FRANCO BONTEMPI 71
deck arrangement
FRANCO BONTEMPI 72
deck arrangement
FRANCO BONTEMPI 73
highway girder section
FRANCO BONTEMPI 74
railway girder section
FRANCO BONTEMPI 75
FRANCO BONTEMPI 76
transverse element section
FRANCO BONTEMPI 77
FRANCO BONTEMPI 78
FRANCO BONTEMPI 79
FRANCO BONTEMPI 80
FRANCO BONTEMPI 81
FRANCO BONTEMPI 82
FRANCO BONTEMPI 83
FRANCO BONTEMPI 84
FRANCO BONTEMPI 85
FRANCO BONTEMPI 86
FRANCO BONTEMPI 87
FRANCO BONTEMPI 88
FRANCO BONTEMPI 89
Modellazione parametrica
macro6.mac Crea prolungamenti cassoni stradali all'interno del traverso.
macro4.mac Crea contorno esterno e rib del cassone ferroviario. Sezione rettangolare.
Crea aree apposite per l'attacco dei pendini
Crea rotaie sul cassone ferroviario e sul prolungamento all'interno del traverso
Crea rib traverso
macro11.mac
macro10.mac
Sequenza macro MODELLO TOTALMENTE PARAMETRICODEFINITIVE
Nome macro Descrizione operazioni
macro0.mac Definisce le caratteristiche del materiale, gli spessori utilizzati ed il tipo di elementi
Crea prolungamenti cassone ferroviario all'interno del traverso.
Crea contorno esterno e rib del cassone stradale destro. Sezione trapezoidale non simmetrica
macro9.mac
macro7.mac
macro8.mac Crea aree longitudinali, setti longitudinali e parte mancante del contorno esterno del traverso.
macro12.mac crea traverso di chiusura
macro13.mac Copia moduli campate
Crea setti longitudinali e setti trasversali del cassone stradale destro
macro5.mac Crea setti longitudinali e trasversali del cassone ferroviario.
macro3.mac Crea secondo cassone stradale
macro1.mac
macro2.mac
N.B.
FRANCO BONTEMPI 90
Modello totalmente parametrico g (kg/m3) 7833
Cassone stradale p.p. (t/m) Cassone ferroviario p.p. (t/m)Parametri Simbolo Valori assegnati Lato superiore 1.43 Lato superiore 0.603 Parametri Simbolo Valori assegnati Parametri Simbolo Valori assegnati Parametri Simbolo Valori assegnati Parametri Simbolo Valori assegnatilunghezza cassoni in campata lung 26 a1 0.19739556 Lato inferiore 1.25 Lato inferiore 0.603 distanza cassoni stradali dist 23.5 larghezza lato inclinato D 4 a2 arctg(C/D) numero elementi mesh linee costruzione NL 4 a1 0.19739556 altezza lato dritto traverso B 1.25altezza lato dritto interno CS B 1 cos(a1) 0.980580676 Lati verticali 0.25 Lati verticali 0.564 lunghezza cassoni lung 26 dimensione mesh longitudinale dim 1 cosa2 dimensione mesh longitudinale dim 1 cosa1 0.980580676 larghezza attacco pendini larg 1.25larghezza lato inclinato interno CS D 3.25 sen(a1) 0.196116135 Rib superiori 0.54 Rib superiori 0.056 altezza lato dritto B 2.25 distanza cassoni stradali dist 23.5 sena2 larghezza òato inclinato traverso G 16.25 sena1 0.196116135 profondità traverso D 4altezza lato dritto esterno CS E 1.25 lFG 5.099019512 lunghezza lato inclinato esterno Rib altri lati 0.13 Rib altri lati 0.085 altezza lato inclinato C 0 Variabili interne Simbolo Valori assegnati lCD Ds/cosa2 lunghezza lato inclinato interno posizione setto centrale T 2.875 l 11.4727939 lunghezza lato inclinato esterno dimensione mesh longitudinale traver dim 1altezza lato inclinato esterno CS F 1 Dl1 0.849836585 lungh. Elementi lato inclinato esterno Setti longitudinali 0.35 Setti longitudinali 0.564 larghezza lato inclinato D 1 n° rib lato 1 n1 6 Dl2 lCD/(n9+1) lungh. Elementi lato inclinatointerno altezza traverso Ht 4.5 Dl l/(NL+2) lungh. Elementi lato inclinato esterno Variabili interne Simbolo Valori assegnatilarghezza lato inclinato esterno CS G 5 Dx1 0.833333333 proiezione di D1l in direzione x Tot. Contorno CS 3.95 Tot. Contorno CS 2.475 dimensione mesh longitudinale dim 2.6 n° rib lato 2 n2 4 Dx2 Dl2 cosa2 proiezione di D12 in direzione x Variabili interne Simbolo Valori assegnati Dx Dl cosa1 proiezione di D1 in direzione x distanza cassoni stradali dist 23.5dimensione mesh longitudinale in campata dim 2.6 Dxy1 0.166666666 proiezione di D1l in direzione y Variabili interne Simbolo Valori assegnati n° rib lato 3 n3 4 Dy2 Dl2 sena2 proiezione di D12 in direzione y distanza cassoni stradali dist 23.5 Dy Dl sena1 proiezione di D1 in direzione y larghezza CS LCS 13altezza rib lato superiore CS h1 0.25 posizione setto centrale P 0.5 n° rib lato 4 n4 9 larfghezza cassone ferroviario Af 5.5 h5 Hf/(nf4+1) altezze rib lato superiore traverso numero keypoint inizio macro 11 i11 2703altezza rib altri lati CS h2 0.15 a2 0.367173834 Setti trasversali 1.56 Setti trasversali 0.9693 numero keypoint inizio macro 4 i4 1297 n° rib lato 5 n5 2 larghezza cassone stradale LCS 13 h6 (Ht-Hf)/NL altezze rib lato inferiore traverso numero linee inizio macro 11 l11 3664Variabili interne Simbolo Valori assegnati cosa2 0.933345606 n° setti trasversali 11 n° setti trasversali 11 numero linee inizio macro 4 r4 1769 n° rib lato 6 n6 5 larghezza lato inclinato CF Df 1 numero aree inizio macro 11 w11 1215posizione setto centrale CS P 0.875 sena2 0.358979079 Tot. Setti trasversali (t) 17.21 Tot. Setti trasversali (t) 10.6627 numero aree inizio macro 4 w4 598 n° rib lato 7 n7 3 posizione setti CF Pf 0.5 lunghezza cassoni lung 26larghezza cassoni stradali A 13 lCD 3.48209707 lunghezza lato inclinato interno Distribuiti su lung (t/m) 0.66 Distribuiti su lung (t/m) 0.4101 larghezza cassone ferroviario A 5.5 n° rib lato 8 n8 3 altezza cassone ferroviario Hf 2.25 numero rib campo 5 CS n5 2n° rib lato 1 n1 6 Dl2 lCD/(n9+1) lungh. Elementi lato inclinatointerno n° rib lato 1 nf1 2 n° rib lato 9 n9 3 larghezza lato inclinato esterno CS Gs 5
n° rib lato 2 n2 4 Dx2 Dl2 cosa2 proiezione di D12 in direzione xTot. Cassone stradale
(t/m) 4.61Tot. Cassone ferroviario
(t/m) 2.8853 n° rib lato 2 nf2 4 n° rib lato 10 n10 2 altezza lato sritto interno CS Bs 1n° rib lato 3 n3 4 Dy2 Dl2 sena2 proiezione di D12 in direzione y Totale CS (t) 119.83 Totale CF (t) 75.0186 n° rib lato 3 nf3 2 larghezza cassoni stradali As 13 n° rib lato 4 nf4 2n° rib lato 4 n4 9 n° rib lato 4 nf4 2 larghezza lato inclinato esterno CS Gs 5 n° rib lato 5 nf5 2 Parametri Simbolo Valori assegnatin° rib lato 5 n5 2 n° rib lato 5 nf5 2 posizione setto centrale CS Ps 0.875 n° rib lato 6 nf6 4 altezza lato dritto traverso B 1.25n° rib lato 6 n6 5 Traverso n° rib lato 6 nf6 4 larghezza lato inclinato interno CS Ds 3.25 n° rib lato 7 nf7 2 lunghezza cassoni in campata lung 26n° rib lato 7 n7 3 Lato superiore 7.75467 n° rib lato 7 nf7 2 altezza lato dritto interno CS Bs 1 n° rib lato 5 n5 2 Variabili interne Simbolo Valori assegnatin° rib lato 8 n8 3 Lato inferiore 7.855500579 n° rib lato 8 nf8 2 numero keypoint inizio macro 2 w2 92 n° rib lato 6 n6 5 numero setti trasversali in campata N 11n° rib lato 9 n9 3 Lati verticali 0.39165 altezza rib superiori h3 0.15 numero keypoint inizio macro 6 i6 1759 numero aree inizio macro 2 w2 92 dimensione mesh long. Traverso dim 1n° rib lato 10 n10 2 Rib superiori altezza rib inferiori h4 0.15 numero linee inizio macro 6 l6 2411 numero aree inizio macro 5 w5 646 distanza cassoni stradali dist 23.5
Rib altri lati numero aree inizio macro 6 w6 817 numero keypoint inizio macro 9 i9 2364 numero aree inizio macro 2 w2 92Setti longitudinali 4.22982 numero linee inizio macro 9 l9 3266 numero aree inizio macro 3 w3 299
macro 2.mac Prolung. CS 1.362733634 numero aree inizio macro 9 w9 1101 numero aree inizio macro 5 w5 646Parametri Simbolo Valori assegnati Prolung.CF 1.167 numero aree inizio macro 6 w6 817interasse setti trasversali L 2.6 Tot. Contorno 24.12422485 Parametri Simbolo Valori assegnati Parametri Simbolo Valori assegnati numero aree inizio macro 10 w10 1171numero setti trasversali compresi gli estrem N 11 interasse setti trasversali CF L 2.6 larghezza lato inclinato D 4 numero aree inizio macro 12 w12 1227Variabili interne Simbolo Valori assegnati numero setti trasversali compresi gli estrem N 11 dimensione mesh longitudinale dim 1 Parametri Simbolo Valori assegnatin° rib lato 1 n1 6 Setto trasversale 23.4402525 Variabili interne Simbolo Valori assegnati distanza cassoni stradali dist 23.5 larghezza lato inclinato dist 23.5n° rib lato 2 n2 4 faccia traverso 14.0641515 numero linee inizio macro 4 l4 1769 larghezza cassone ferroviario A 5.5 dimensione mesh longitudinale HB 0.186n° rib lato 3 n3 4 Tot. Setti trasversali (t) 51.5685555 numero keypoint inizio macro 5 i5 1463 Variabili interne Simbolo Valori assegnati larghezza lato inclinato CF D2 1 Parametri Simbolo Valori assegnatin° rib lato 4 n4 9 numero linee inizio macro 5 l5 1948 n° rib lato 1 nf1 2 distanza cassoni stradali P 0.5 lunghezza cassoni in campata lung 26n° rib lato 5 n5 2 totale traverso (t) 148.0654549 numero aree inizio macro 5 w5 646 n° rib lato 2 nf2 4 Variabili interne Simbolo Valori assegnati profondità traverso D 4n° rib lato 6 n6 5 n° rib lato 1 nf1 2 n° rib lato 3 nf3 2 lunghezza cassoni in campata lung 26 numero moduli N 5n° rib lato 7 n7 3 n° rib lato 2 nf2 4 n° rib lato 4 nf4 2 dimensione mesh longitudinale in campa dim 2.6 Variabili interne Simbolo Valori assegnatin° rib lato 8 n8 3 Totale 610.8067374 n° rib lato 3 nf3 2 n° rib lato 5 nf5 2 dimensione mesh long. Nel traverso dimt 1 numero aree inizio macro 12 w12 1227n° rib lato 9 n9 3 n° rib lato 4 nf4 2 n° rib lato 6 nf6 4 profodità traverso D 4n° rib lato 10 n10 2 n° rib lato 5 nf5 2 n° rib lato 7 nf7 2 dimensioni mesh altezza binari M 0.186altezza rib lato superiore CS h1 0.25 n° rib lato 6 nf6 4 n° rib lato 8 nf8 2 lrghezza CF A 5.5altezza rib altri lati CS h2 0.15 n° rib lato 7 nf7 2 altezza lato dritto CF Bf 2.25 numero keypoint inizio macro 10 i10 2532numero keypoint inizio macro 2 i2 351 n° rib lato 8 nf8 2 larghezza lato dritto CF Df 1 numero linee inizio macro 10 l10 3490numero linee inizio macro 2 l2 352 altezza rib superiori h3 0.15 posizione setti long. Centrali CF Pf 0.5 numero aree inizio macro 10 w10 1171numero aree inizio macro 2 w2 92 altezza rib inferiori h4 0.15 numero keypoint inizio macro 5 w5 646
numero keypoint inizio macro 7 i7 2075numero linee inizio macro 7 l7 2853
Variabili interne Simbolo Valori assegnati numero aree inizio macro 7 w7 965numero aree inizio macro 3 w3 299distanza bordi interni cassoni stradali dist 23.5
Parametri Simbolo Valori assegnatidistanza cassoni stradali dist 23.5larghezza CF Af 5.5larghezza lato inclinato esterno CS Gs 5altezza CS Hs 2.25larghezza lato inclinato traverso G 16.25profondità traverso D 4altezza CF Hf 2.25altezza traverso Ht 4.5posizione setti intermedi T 2.875Variabili interne Simbolo Valori assegnatidimensione mesh longitudinale dim 1posizione setto long. CS Ps 0.875larghezza lato inclinato interno CS Ds 3.25altezza lato dritto interno CS Bs 1posizione setto long. CF Pf 0.5larghezza lato inclinato CF Df 1larghezza CS LCS 13n° rib lato 7 n7 3n° rib lato 8 n8 3n° rib lato 9 n9 3n° rib lato 10 n10 2n° rib lato 4 nf4 2n° rib lato 5 nf5 2n° rib lato 6 nf6 4n° rib lato 7 nf7 2n° rib lato 8 nf8 2numero elementi mesh linee costruzion NL 4numero keypoint inizio macro8 i8 2215numero linee inizio macro 8 l8 3047numero aree inizio macro 8 w8 1029numero linee inizio macro 6 l6 2411
macro 11.macCalcoli preventivi Calcoli preventivi Calcoli preventivi
macro 1.mac macro 4.mac macro 6.mac macro 9.mac
angolo lato inclinato esterno con l'orizzontale angolo lato inclinato interno con l'orizzontale
angolo lato inclinato esterno con l'orizzontale
angolo lato inclinato interno con l'orizzontale
macro 13.mac
macro 3.mac
macro 8.mac
macro 12.mac
macro 5.mac macro 7.mac
macro 10.mac
Macroper la generazione automatica del modello
FRANCO BONTEMPI 91
Condensazionedella modellazione
FRANCO BONTEMPI 92
VALIDAZIONE DEI MODELLI LOCALIPresentazione del modello Shell ISOP4
Elementi lastra-piastra a 4 nodi
(Shell 63)
Passo discretizzazione
Direzione longitudinaleCampata: 2.6 m
Trasverso: 1m
Direzione trasversale Variabile in funzionedell’interasse tra i rib
Campata tipo: 10923 nodi
FRANCO BONTEMPI 93
VALIDAZIONE DEI MODELLI LOCALIPresentazione del modello Shell ISOP8
Elementi lastra-piastra a 8 nodi
(Shell 99)
Passo discretizzazione
Direzione longitudinaleCampata: 2.6 m
Trasverso: 2 m
Direzione trasversale Variabile in funzionedell’interasse tra i setti
Campata tipo: 2112 nodi
FRANCO BONTEMPI 94
VALIDAZIONE DEI MODELLI LOCALIPresentazione del modello Frame
Campata tipo: 177 nodi
Elementi trave(Beam 4)
Passo discretizzazione
10 elementi per ogni tratto
FRANCO BONTEMPI 95
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 1
Modello Frame
T = 0.390 s.
Modo 1
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.365 s.
Modo 1
T = 0.360 s.
Modo 97
FRANCO BONTEMPI 96
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 2
Modello Frame
T = 0.272 s.
Modo 2
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.275 s.
Modo 2
T = 0.280 s.
Modo 98
FRANCO BONTEMPI 97
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 3
Modello Frame
T = 0.190 s.
Modo 3
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.186 s.
Modo 3
T = 0.197 s.
Modo 101
FRANCO BONTEMPI 98
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 4
Modello Frame
T = 0.126 s.
Modo 5
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.171 s.
Modo 4
T = 0.172 s.
Modo 118
FRANCO BONTEMPI 99
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 5
Modello Frame
T = 0.137 s.
Modo 4
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.150 s.
Modo 5
T = 0.170 s.
Modo 119
FRANCO BONTEMPI 100
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 6
Modello Frame
T = 0.107 s.
Modo 7
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.147 s.
Modo 6
T = 0.154 s.
Modo 132
FRANCO BONTEMPI 101
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 7
Modello Frame
T = 0.099 s.
Modo 8
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.135 s.
Modo 7
T = 0.142 s.
Modo 145
FRANCO BONTEMPI 102
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 8
Modello Frame
T = 0.094 s.
Modo 9
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.131 s.
Modo 8
T = 0.138 s.
Modo 146
FRANCO BONTEMPI 103
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 9
Modello Frame
T = 0.115 s.
Modo 6
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.124 s.
Modo 9
T = 0.131 s.
Modo 147
FRANCO BONTEMPI 104
CONFRONTI FORME MODALI DEI MODELLI SHELL ISOP4, ISOP8 E FRAMEGruppo 10
Modello Frame
T = 0.079 s.
Modo 11
Modello Shell ISOP4Modello Shell ISOP8
T = 0.100 s.
Modo 10
T = 0.101 s.
Modo 234
FRANCO BONTEMPI 105
Spostamenti verticali (m) modelli shell ISOP4 / ISOP8
soggetti ad azione verticale (1.0g)
FRANCO BONTEMPI 106
Spostamenti verticali del cassone stradale
-24,00-21,00-18,00-15,00-12,00
-9,00-6,00-3,000,00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
z(m)
uz(m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
Spostamenti verticali del cassone ferroviario
-60-55-50-45-40-35-30-25-20-15-10
-50
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
z(m)
uz (m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
Spostamenti verticali del trasverso centrale
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0-3 2 7 12 17 22 27 32 37 42 47 52
z(m)
uz (m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
FRANCO BONTEMPI 107
Spostamenti verticali (m) modelli shell ISOP4 / ISOP8
soggetti ad azione orizzonatle (0.1g)
FRANCO BONTEMPI 108
Spostamenti trasversali del cassone stradale
-12,00-11,00-10,00
-9,00-8,00-7,00-6,00-5,00-4,00-3,00-2,00-1,000,00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
z(m)
u(m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
Spostamenti trasversali del cassone ferroviario
-12-11-10
-9-8-7-6-5-4-3-2-10
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64
z(m)
u(m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
Spostamenti trasversali del trasverso centrale
-12-11-10
-9-8-7-6-5-4-3-2-10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
z(m)
u(m
m)
ISO-P4 ISOP8 Frame
FRANCO BONTEMPI 109
Modellazionecon sottostrutturazione
FRANCO BONTEMPI 110
FRANCO BONTEMPI 111
FRANCO BONTEMPI 112
FRANCO BONTEMPI 113
sottostruttura dell’impalcato di dimensione complessiva pari a 1200 m
(40 campate)
FRANCO BONTEMPI 114
Condizioni di vincoloper gli estremi dell’impalcato
FRANCO BONTEMPI 115
1
2 3
4
xz
1
2 3
41
2 3
4
xz
xz
Figura 1: Posizione dei vincoli.
Vincolo Modello Fx (kN) Fy (kN) Fz (kN) Mx (kNm) My (kNm) Mz (kNm)
1 Frame -1.08E+06 -1.34E+00 -7.03E+05 6.22E+00 -3.41E+03 5.57E+00
Shell-Frame -1.09E+06 -1.28E+00 -7.03E+05 5.96E+00 -3.48E+03 5.98E+00
2 Frame 1.65E+02 4.73E+04 1.24E+06 1.04E+05 4.09E+04 1.48E+03
Shell-Frame 1.38E+02 4.69E+04 1.24E+06 1.04E+05 4.23E+04 1.55E+03
3 Frame -0.84E+02 4.02E+04 1.21E+06 4.47E+04 2.80E+04 8.62E+02
Shell-Frame 0.85E+02 4.02E+04 1.21E+06 4.53E+04 2.60E+04 8.00E+02
4 Frame 1.09E+06 -1.42E+00 7.01E+05 6.61E+00 3.24E+03 -6.531E+00
Tabella 1: Valori assunti dalle reazioni vincolari nei due diversi modelli soggetti a peso proprio ed ai carichi permanenti non strutturali.
FRANCO BONTEMPI 116
ab c
de f
g
Sicilia Calabria
ab c
de f
g
Sicilia Calabria
Figura 1: Punti di lettura del tiro nei cavi.
VALORE NUMERICO CALCOLATO (KN) PUNTI DI LETTURA DEL TIRO
Frame Shell-frame
a 1.28E+06 1.29E+06
b 1.34E+06 1.34E+06
c 1.31E+06 1.31E+06
d 1.24E+06 1.23E+06
e 1.31E+06 1.31E+06
f 1.33E+06 1.32E+06
g 1.28E+06 1.29E+06
Tabella 1: Valori del tiro nei cavi nei due diversi modelli soggetti al peso proprio ed ai carichi permanenti non strutturali.
FRANCO BONTEMPI 117
Analisi modale: confronto dei periodi propri
FRANCO BONTEMPI 118
Figura 1: Deformata del primo modo proprio del modello shell-frame (a sinistra) e del modello frame (a destra).
Figura 2: Deformata del secondo modo proprio del modello shell-frame (a sinistra) e del modello frame (a destra).
FRANCO BONTEMPI 119
Figura 1: Deformata del terzo modo proprio del modello shell-frame (a sinistra) e del modello frame (a destra).
Figura 2: Deformata del quarto modo proprio del modello shell-frame (a sinistra) e del modello frame (a destra).
FRANCO BONTEMPI 120
Meccanismi elementari e scenari
AZIONE DEL VENTO TEMPO DI RITORNO Vref (m/s) (h = 70 m)
Vento “ridotto” --------- 27
Vento livello 1 T = 50 anni 47
Vento livello 2 T = 400 anni 55
Vento livello 3 T = 2000 anni 60
Tabella 1: Velocità e tempi di ritorno delle azioni del vento considerate.
vento
AZIONE DESCRIZIONE
Carico ferroviario 2 treni tipo LM71 (52 KN/m per rotaia)
Carico stradale 4 corsie caricate a 5 KN/m
Tabella 1: Valori del carico da traffico considerati.
Figura 1: Schema di distribuzione del carico da traffico.
treno
Figura 1: Schema dei cedimenti dei blocchi di ancoraggio dei cavi.
cedimenti
FRANCO BONTEMPI 121
SCENARI DI CONTINGENZA AZIONI CONSIDERATE
1 PP + Perm.
2 PP + Perm. + Vento (Livello ridotto, 1, 2, 3)
3 PP + Perm. + Vento Livello1 + Carico da traffico
4 PP + Perm + Cedimenti dei vincoli
Tabella 1: Scenari di contingenza considerati.
Figura 1: Tensioni ideali di Von Mises (N/m2) in prossimità della torre (scenario 1).
A
B
Figura 1: Tensioni ideali di Von Mises (N/m2) per la zona terminale dell’impalcato (scenario 1).
C
FRANCO BONTEMPI 122
o Scenario di contingenza n°2:
Azione del vento Von Mises (N/mm2)
Vento “ridotto” 117
Vento livello 1 222
Vento livello 2 289
Vento livello 3 330
Tabella 1: Tensioni di Von Mises massime per i diversi livelli di vento (punto A)
Azione del vento Von Mises (N/mm2)
Vento “ridotto” 85
Vento livello 1 94
Vento livello 2 116
Vento livello 3 131
Tabella 2: Tensioni di Von Mises massime per i diversi livelli di vento (punto C)
o Scenario di contingenza n°3:
Zona Von Mises (N/mm2)
A 423 B 390 C 257
Tabella 1: Tensioni di Von Mises massime nelle diverse zone.
o Scenario di contingenza n°1:
Zona Von Mises (N/mm2)
A 79
B 130
C 72
Tabella 1: Tensioni di Von Mises massime nelle zone esaminate.
Figura 1: Tensioni ideali di Von Mises (N/m2) in prossimità della torre (scenario 1).
A
B
Figura 1: Tensioni ideali di Von Mises (N/m2) per la zona terminale dell’impalcato (scenario 1).
C
FRANCO BONTEMPI 123
CRUSTAL DISPLACEMENTS
FRANCO BONTEMPI 124
A
B
C
VON MISES (N/mmq)
FRANCO BONTEMPI 125
WIND
HGTG
SICILIA’S TOWER LEG
WIND
SICILIA’S TOWER LEG CALABRIA’S TOWER LEG
CALABRIA’S TOWER LEG
TS
LS
Sicilia Calabria
RG
HG
TG
LS
TS
WIND
HGTG
SICILIA’S TOWER LEG
WIND
SICILIA’S TOWER LEG CALABRIA’S TOWER LEG
CALABRIA’S TOWER LEG
TS
LS
Sicilia Calabria
RG
HG
TG
LS
TS
Transversal slack (TS) and longitudinal slack (LS) arrangement along the suspension bridge.
(HG: Highway box girder; RG: Railway box girder; TG: Transverse box girder.)
FRANCO BONTEMPI 126
F [N]
L [cm]
-1000
-9.81E+08
Max
allo
wed
di
spla
cem
ent
TEN
SIO
N
0
F [N]
L [cm]
-1000
-9.81E+08
Max
allo
wed
di
spla
cem
ent
TEN
SIO
N
0
12992132505014735149763017094173140[kN][kN][cm]
Calabria’s tower reaction
Sicilia’s tower
reaction
Max allowed displacement
TRANSVERSAL SLACK
FRANCO BONTEMPI 127
FRANCO BONTEMPI 128
FRANCO BONTEMPI 129
FRANCO BONTEMPI 130
TRANSVERSAL DISPLACEMENTS
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
-192 180 540 900 1260 1620 1980 2340 2700 3060 3420
L [m]
Uy
[m]
0 cm 30 cm 50 cm
FRANCO BONTEMPI 131
HORIZONTAL CURVATURE
-2.0E-05
0.0E+00
2.0E-05
4.0E-05
6.0E-05
-120 240 600 960 1320 1680 2040 2400 2760 3120L [m]
[m
-1]
0 cm 30 cm 50 cm
FRANCO BONTEMPI 132
FRANCO BONTEMPI 133
SISMA
FRANCO BONTEMPI 134
Fondazione
Torri
Cavi principali
Pendini
Impalcato
Load transfer mechanism
FRANCO BONTEMPI 135
#3 sensibilita’
cosa e’ critico ?
FRANCO BONTEMPI 136
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
RESPONSE SPECTRUM – EC 8
Period (s)
FRANCO BONTEMPI 137
MODAL PARTECIPATING MASS RATIO (CUMULATIVE)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500 600 700
LongitudinalTransversalVertical
Numero modi considerati
% m
assaconsiderata
FRANCO BONTEMPI 138
1st mode, T = 30 s
FRANCO BONTEMPI 139
2nd mode, T = 16 s
FRANCO BONTEMPI 140
3rd mode, T = 12 s
FRANCO BONTEMPI 141
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
PARTECIPATING MODAL MASS -TRANSVERSAL
Period (s)
85 % of the total mass
45 %
8 %
FRANCO BONTEMPI 142
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
20 %
15 %
11 %
PARTECIPATING MODAL MASS –VERTICAL
Period (s)
60 % of the total mass
FRANCO BONTEMPI 143
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
45 %
11 %
PARTECIPATING MODAL MASS -LONGITUDINAL
Period (s)
35 % of the total mass
FRANCO BONTEMPI 144
#4 delimitazione
valutazione robustadella risposta
FRANCO BONTEMPI 145-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 10 20 30 40 50 60 70
tempo(s)
spos
tam
ento
(m)
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 10 20 30 40 50 60 70
tempo(s)
spos
tam
ento
(m)
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0 10 20 30 40 50 60 70
tempo(s)
spos
tam
ento
(m)
Sisma longitudinale Sisma trasversale Sisma verticale
Zona B
Zona A
Zona C
Zona D
x y
zdA(t)x y
z
dB(t)
x y
z
dD(t)x y
zdC(t)
APPLICATION OF THE SEISMIC ACTION
FRANCO BONTEMPI 146
400 TIME SIMULATIONSPGA (longitudinal) = 4.71 m/s2 PGA (transversal) = 5.88 m/s2 PGA (vertical) = 4.41 m/s2
0 5 10 15 20 25 30
0 5 10 15 20 25 30
DIR X
DIR Y
DIR Z
0 10 20 30 40
0 10 20 30 40
0
0 5
…….1° 2°
0 5 10 15 20 25 30
SEISMIC ACTION GENERATION
FRANCO BONTEMPI 147
LONGITUDINAL DISPLACEMENTS
-0.80 m
+0.93 m
FRACTILES 95% o 5%:
-0.67 m
+0.74 m
MEAN VALUES:
+-
0
1
2
3
4
5
0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5Spostamento massimo (m)
0
1
2
3
4
5
-1.5 -1.25 -1 -0.75 -0.5 -0.25 0Spostamento minimo (m)
DISPLACEMENTS (m)
DISPLACEMENTS (m)
FRANCO BONTEMPI 148
1/2 SPAN TRANSVERSAL DISPLACEMENT
-3.2 m
+3.3 m
FRACTILES 95% o 5%:
-1.8 m
+1.9 m
MEAN VALUES:
+-
00.10.20.30.40.50.6
-8 -6 -4 -2 0 2Spostamento minimo (m)
00.10.20.30.40.50.6
-2 0 2 4 6 8Spostamento massimo (m)DISPLACEMENTS (m)
DISPLACEMENTS (m)
FRANCO BONTEMPI 149
TENSION IN THE MAIN CABLES
-19700 t
+22600 t
FRACTILES 95% o 5%:
-16800 t
+19600 t
MEAN VALUES:
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
-25 -20 -15 -10 -5Variazione azione minima (t x 1000)
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
10 15 20 25 30Variazione azione massima (t x 1000)NORMAL ACTION INCREASE (t*1000)
NORMAL ACTION DECREASE (t*1000)
NORMAL TENSION FOR SELF WEIGHT: 127000 t
FRANCO BONTEMPI 150
Sisma con PGA = 2.60
in direzione longitudinale
Solo Permanente Media su 10 simulazioni
Massimo su 10 simulazioni
330 Mpa150 Mpa 290 Mpa
FRANCO BONTEMPI 151
Sisma con PGA = 2.60 con 3 treni
Solo Permanente Media su 10 simulazioni
Massimo su 10 simulazioni
350 Mpa300 Mpa170 Mpa
FRANCO BONTEMPI 152
Sisma con PGA = 5.70
in direzione longitudinale
Solo Permanente Media su 10 simulazioni
Massimo su 10 simulazioni
550 Mpa440 Mpa150 Mpa
FRANCO BONTEMPI 153
incertezze cognitive
conoscenza imperfetta
FRANCO BONTEMPI 154
Spettri 1992 – Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
1 TS 1 TC
2 TS 2 TC
3 TS 3 TC
4 TS 4 TC
Spettro
Spettri 1992 – Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )1 TS 1 TC
2 TS 2 TC
3 TS 3 TC
4 TS 4 TC
Spettro
Spettri 1992 – Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
1 TS 1 TC
2 TS 2 TC
3 TS 3 TC
4 TS 4 TC
Spettro
Figura 1: Spettri di risposta 1992.
Source #1
FRANCO BONTEMPI 155
Spettri 2004 (Eventi 1 – 10) - Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
1 TS 1 TC2 TS 2 TC3 TS 3 TC4 TS 4 TC5 TS 5 TC6 TS 6 TC7 TS 7 TC8 TS 8 TC9 TS 9 TC10 TS 10 TCSpettro
Spettri 2004 (Eventi 1 -10) – Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )1 TS 1 TC2 TS 2 TC3 TS 3 TC4 TS 4 TC5 TS 5 TC6 TS 6 TC7 TS 7 TC8 TS 8 TC9 TS 9 TC10 TS 10 TCSpettro
Spettri 2004 (Eventi 1 – 10) – Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
1 TS 1 TC2 TS 2 TC3 TS 3 TC4 TS 4 TC5 TS 5 TC6 TS 6 TC7 TS 7 TC8 TS 8 TC9 TS 9 TC10 TS 10 TCSpettro
Figura 2: Spettri di risposta 2004 – Eventi 1–10.
Source #2
FRANCO BONTEMPI 156
Spettri Casciati – Torre Sicilia - Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Torre Sicilia - Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Torre Sicilia - Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Figura 5: Spettri di risposta Casciati – Torre Sicilia.
Spettri Casciati – Torre Calabria - Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Torre Calabria - Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Torre Calabria - Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Figura 6: Spettri di risposta Casciati –Torre Calabria.
Source #3
(towers)
FRANCO BONTEMPI 157
Spettri Casciati – Ancoraggio Sicilia - Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Ancoraggio Sicilia - Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Ancoraggio Sicilia - Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Figura 7: Spettri di risposta Casciati – Ancoraggio Sicilia.
Spettri Casciati – Ancoraggio Calabria - Componente x
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Ancoraggio Calabria - Componente y
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Spettri Casciati – Ancoraggio Calabria - Componente z
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0.0 0.1 1.0 10.0 100.0T (secondi)
A (c
m/s
2 )
Figura 8: Spettri di risposta Casciati – Ancoraggio Calabria.
Source #3b
(anchorages)
FRANCO BONTEMPI 158
Tensioni nelle gambe delle torri (1992)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-800 -600 -400 -200 0 200 400Tens ione (N/m m 2)
Quo
ta (m
)
Evento 1Evento 2
Evento 3Traversi
Tensioni nelle gambe delle torri (2004)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-800 -600 -400 -200 0 200 400Tensione (N/m m 2)
Quo
ta (m
)Evento 3Evento 10Evento 13Traversi
Tensioni nelle gambe delle torri (Casciati)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-800 -600 -400 -200 0 200 400Tensione (N/m m 2)
Quo
ta (m
)
Hollister_diff_X (69A)Gillroy1_X (71B)Newhall_X (71A)Traversi
Figura 18: Tensioni nelle gambe delle torri.
Towers
FRANCO BONTEMPI 159
Tiro nei cavi principali (1992)
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
Max Min
Tiro
(kN
)
Evento 1Evento 2Evento 3
Tiro nei cavi principali (2004)
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
Max Min
Tiro
(kN
)
Evento 3
Evento 10
Evento 13
Tiro nei cavi principali (Casciati)
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
1400000
1600000
Max Min
Tiro
(kN
)
Hollister_diff_X (69A)
Gillroy1_X (71B)
Newhall_X (71A)
Figura 19: Tiro nei cavi principali.
Cables
FRANCO BONTEMPI 160
Forze nei dispositivi di ritegno longitudinali (1992)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria NordFo
rza
(kN
)
Evento 1Evento 2Evento 3
Forze nei dispositivi di ritegno longitudinali (2004)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria Nord
Forz
a (k
N)
Evento 3
Evento 10
Evento 13
Forze nei dispositivi di ritegno longitudinali (Casciati)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria Nord
Forz
a (k
N)
Hollister_diff_X (69A)
Gillroy1_X (71B)
Newhall_X (71A)
Figura 21: Forze nei dispositivi di ritegno longitudinali.
Forze nei dispositivi di ritegno trasversali (1992)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria Nord
Forz
a (k
N)
Evento 1Evento 2Evento 3
Forze nei dispositivi di ritegno trasversali (2004)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria Nord
Forz
a (k
N)
Evento 3
Evento 10
Evento 13
Forze nei dispositivi di ritegno trasversali (Casciati)
-35000
-30000
-25000
-20000
-15000
-10000
-5000
0
Sicilia Sud Sicilia Nord Calabria Sud Calabria Nord
Forz
a (k
N)
Hollister_diff_X (69A)
Gillroy1_X (71B)
Newhall_X (71A)
Figura 22: Forze nei dispositivi di ritegno trasversali.
Devices
FRANCO BONTEMPI 161
VENTO
FRANCO BONTEMPI 162
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
INSERIMENTO NEL MODELLOE ANALISI
FORZANTI AERODINAMICHE
STORIE DI VELOCITA’DEL VENTO
STORIE DI VELOCITA’ DEL VENTO Componente Y Componente Z
0
10
20
30
40
50
60
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
T (secondi)
Vy (m
/s)
-15
-10
-5
0
5
10
15
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
T (secondi)
Vz (m
/s)
INCIDENZA DEL VENTO SULL’IMPALCATO
Dragvalore medio 6324 N/m
Liftvalore medio -2241 N/m
Momentvalore medio -121600 Nm/m
Dragvalore medio 6324 N/m
Liftvalore medio -2241 N/m
Momentvalore medio -121600 Nm/m
-4,E+05
-4,E+05
-3,E+05
-3,E+05
-2,E+05
-2,E+05
-1,E+05
-5,E+04
0,E+00
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0-5,E+04
-4,E+04
-3,E+04
-2,E+04
-1,E+04
0,E+00
1,E+04
2,E+04
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,00,E+00
5,E+03
1,E+04
2,E+04
2,E+04
3,E+04
3,E+04
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0-4,E+05
-4,E+05
-3,E+05
-3,E+05
-2,E+05
-2,E+05
-1,E+05
-5,E+04
0,E+00
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0-5,E+04
-4,E+04
-3,E+04
-2,E+04
-1,E+04
0,E+00
1,E+04
2,E+04
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,00,E+00
5,E+03
1,E+04
2,E+04
2,E+04
3,E+04
3,E+04
0,0 500,0 1000,0 1500,0 2000,0 2500,0 3000,0
-0,05
-0,045
-0,04
-0,035
-0,03
-0,025
-0,02
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
(gradi)
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8
(gradi)
0,06
0,08
0,1
0,12
0,14
0,16
0,18
0,2
-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 (gradi)
FRANCO BONTEMPI 163
Modellazioni approssimate delle forze aeroelastiche
qtRqtQqtPqqqFse ),(),(),();,,(
Formulazioni (teorie) aeroelastiche
FRANCO BONTEMPI 164
FRANCO BONTEMPI 165
ANALISI DINAMICHE
A TUTTI I NODI DELL’IMPALCATO FERROVIARIO SONO STATE APPLICATELE STESSE FORZANTI AERODINAMICHE
(Drag, Lift, Moment) RICAVATE DA UNUNICA STORIA DI VENTO
ANALISI CON VENTO UNIFORMESUL SOLO IMPALCATO
AD OGNI NODO DELL’IMPALCATOFERROVIARIO SONO STATE APPLICATEFORZANTI AERODINAMICHE (Drag, Lift,
Moment) DIVERSE RICAVATE DALLE RELATIVE STORIE DI VENTO
ANALISI CON VENTO NON UNIFORMESUL SOLO IMPALCATO
ANALISI CON VENTO NON UNIFORMESU IMPALCATO E CAVI
AD OGNI NODO DELL’IMPALCATOFERROVIARIO E DEL CAVO SONO STATE APPLICATE FORZANTI AERODINAMICHE (Drag, Lift, Moment) DIVERSE RICAVATE
DALLE RELATIVE STORIE DI VENTO
Vento = f(t)Vento = f(t) Vento = f(s,t)Vento = f(s,t)
Vento = f(s,t)
Vento = f(s,t)
Vento = f(s,t)
Vento = f(s,t)
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 166
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Spostamenti TRASVERSALI Accelerazioni TRASVERSALIVelocità TRASVERSALI
Inte
ra ra
ffica
Inte
rval
lo tr
a 15
00 e
170
0 se
c.
Sicilia Calabria
A
L
CONFRONTO TRA CODICI- VENTO UNIFORME -
Accelerazione Trasversale
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Straus U Ansys U
Velocità Trasversale
-4,00
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Straus U Ansys U
Spostamento Trasversale
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Ansys U Straus U
Accelerazione Trasversale
-2,50
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Straus U Ansys U
Velocità Trasversale
-4,00
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Straus U Ansys U
Spostamento Trasversale
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Ansys U Straus U
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 167
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Accelerazioni VERTICALISpostamenti VERTICALI Velocità VERTICALI
Inte
ra ra
ffica
Inte
rval
lo tr
a 15
00 e
170
0 se
c.
Sicilia Calabria
A
L
CONFRONTO TRA CODICI- VENTO UNIFORME -
Accelerazione Verticale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Straus U Ansys U
Velocità Verticale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Straus U Ansys U
Spostamento Verticale
-5,00
-4,00
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
1500 1550 1600 1650 1700
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Straus U Ansys U
Accelerazione Verticale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Straus U Ansys U
Velocità Verticale
-4,00
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Ansys U Straus U
Spostamento Verticale
-10,00
-5,00
0,00
5,00
10,00
15,00
400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Ansys U Straus U
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 168
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Spostamenti LONGITUDINALI Spostamenti VERTICALISpostamenti TRASVERSALI
Sicilia Calabria
A
L
VENTO NON UNIFORMESu impalcato – Su impalcato e cavi
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
E C
AVI
Spostamento Verticale
-6,00
-4,00
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Spostamento Trasversale
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Spostamento Longitudinale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Spostamento Verticale
-6,00
-4,00
-2,00
0,00
2,00
4,00
6,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Spostamento Trasversale
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
Spostamento Longitudinale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Spos
tam
ento
(m)
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 169
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Velocità LONGITUDINALI Velocità VERTICALIVelocità TRASVERSALI
Sicilia Calabria
A
L
VENTO NON UNIFORMESu impalcato – Su impalcato e cavi
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
E C
AVI
Velocità Verticale
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Velocità Trasversale
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Velocità Longitudinale
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Velocità Verticale
-3,00
-2,00
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Velocità Trasversale
-1,00
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
Velocità Longitudinale
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Velo
cità
(m/s
)
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 170
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Accelerazioni LONGITUDINALI Accelerazioni VERTICALIAccelerazioni TRASVERSALI
Sicilia Calabria
A
L
VENTO NON UNIFORMESu impalcato – Su impalcato e cavi
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
VEN
TO S
U IM
PALC
ATO
E C
AVI
Accelerazione Verticale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Accelerazione Trasversale
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Accelerazione Longitudinale
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Accelerazione Verticale
-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Accelerazione Trasversale
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
Accelerazione Longitudinale
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
400 900 1400 1900 2400 2900 3400
Tempo (s)
Acc
eler
azio
ne (m
/s2 )
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 171
Spostamenti
Invi
lupp
o de
i Mas
sim
i e M
inim
i lun
go tu
tto l’
impa
lcat
oVE
NTO
SU
IMPA
LCA
TO –
VEN
TO S
U C
AVI
E IM
PALC
ATO
Dire
zion
e Lo
ngitu
dina
leD
irezi
one
Tras
vers
ale
Dire
zion
e Ve
rtic
ale
Velocità Accelerazioni
Inviluppo Accelerazioni Verticali
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AZ
(m/s
2 )
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Velocità Verticali
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
VZ (m
/s)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Spostamenti Verticali
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
UZ
(m)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Accelerazioni Trasversali
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AY
(m/s
2 )
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Velocità Trasversali
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)VY
(m/s
)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Spostamenti Trasversali
0
2
4
6
8
10
12
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Ascissa Impalcato (m)
UY
(m)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Accelerazioni Longitudinali
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AX
(m/s
2 )
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Velocità Longitudinali
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
VX (m
/s)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
Inviluppo Spostamenti Longitudinali
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
UX
(m)
Max Vento su Imp. Max Vento su Imp. e Cavi Min Vento su Imp. Min Vento su Imp. e Cavi
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 172
SPOSTAMENTI (m)
3.704.154.826.44UZ5.625.976.667.46UY0.590.660.780.96UX
f 90%f 95%f 99%Max
1.571.782.112.76VZ0.600.720.921.32VY0.290.340.420.55VX
f 90%f 95%f 99%Max
0.840.991.181.66AZ0.300.370.490.70AY0.180.250.360.52AX
f 90%f 95%f 99%MaxVELOCITA’ (m/s) ACCELERAZIONI (m/s2)
Grandezze cinematiche dell’impalcato per VENTO NON UNIFORME SU IMPALCATO E CAVI
X (m)-200 0 550 1100 1650 2200 2750 3300 3500
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
FRANCO BONTEMPI 173
Spostamenti
Invi
lupp
o de
i Mas
sim
i e M
inim
i lun
go tu
tto l’
impa
lcat
oVE
NTO
SU
CA
VI E
IMPA
LCA
TO –
Velo
cità
42 e
21
m/s
Dire
zion
e Lo
ngitu
dina
leD
irezi
one
Tras
vers
ale
Dire
zion
e Ve
rtic
ale
Velocità Accelerazioni
RISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
Inviluppo Accelerazioni Verticali
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AZ
(m/s
2 )
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Velocità Verticali
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
VZ (m
/s)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Spostamenti Verticali
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
UZ
(m)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Accelerazioni Trasversali
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AY
(m/s
2 )
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Velocità Trasversali
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
VY (m
/s)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Spostamenti Trasversali
0
2
4
6
8
10
12
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500Ascissa Impalcato (m)
UY
(m)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Accelerazioni Longitudinali
-1
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
AX
(m/s
2 )
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Velocità Longitudinali
-0,8
-0,6
-0,4
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
VX (m
/s)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
Inviluppo Spostamenti Longitudinali
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
-500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Ascissa Impalcato (m)
UX
(m)
Max V. 21 m/s Max V. 42 m/sMin V. 21 m/s Min V. 42 m/s
FRANCO BONTEMPI 174
RUNNABILITYinterazione
fra azioni ambientali edazioni antropiche
FRANCO BONTEMPI 175
21 bFaFR
1221 - RbFaFR
2R
0R 1
12R
1R
0 R 2
2112 FcF R
FRANCO BONTEMPI 176
Modelli di carico
Irregolarità della Superficie di percorrenza
Masse in moto: Effetti inerziali
Forze in motoEffetto di velocità, frequenza strutturale, frequenza dei carichi (treni di
impulsi)
Oscillatori in moto: Effetti di comfort
FRANCO BONTEMPI 177
GRANDEZZE DINAMICHE NOTEVOLI PER IL GIUDIZIO DI PERCORRIBILITA’ DEL PONTE SULLO STRETTO
MODELLI DI CARICO FERROVIARIO PER LE ANALISI DINAMICHE
LM71
TRENO L (m) p (t/m)
750
270
270
390
750
750
750
750
8.80
2.53
1.89
2.44
8.00
4.30
5.27
4.87
150 2.20
Vmax (km/h)
135
200
160
250
80
100
120
100
120
EC 1
EC 2
EC 3
EC 4
EC 5
EC 6
EC 7
EC 8
EC 9
EC 10
EC 11
Categoria
Treno passeggeri trainato da locomotore
Treno passeggeri trainato da locomotore
Treno passeggeri alta velocità
Treno passeggeri alta velocità
Treno merci trainato da locomotore
Treno merci trainato da locomotore
Treno merci trainato da locomotore
Treno merci trainato da locomotore
Treno urbano
Metropolitana
Treno merci trainato da locomotore
Treno merci trainato da locomotoreEC 12
240
120
210
210
2.15
2.78
5.72
5.34
250
120
120
100
FRANCO BONTEMPI 178
GRANDEZZE DINAMICHE NOTEVOLI PER IL GIUDIZIO DI PERCORRIBILITA’ DEL PONTE SULLO STRETTO
PRESTAZIONI ATTESE DALL’UTENZA FERROVIARIA
SIMULAZIONI NUMERICHE FINALIZZATE: GRUPPO 2 (due treni in transito)
LM71+LM71
TRENI L (m) p (t/m)
750 8.80
V (km/h)
80
80LM71+LM71 750 8.80
• Modelli di carico tipo forze mobili;• Modelli di carico tipo masse mobili.
t01 (s) tu1 (s)
115
0
315
200
• t0=istante di ingresso testa treno;• tu=istante di uscita coda treno;• ttot=durata della simulazione.
ttot (s)
500
400
t02 (s) tu2 (s)
0
0
200
200
Treno 1 Treno 2
Sicilia Calabria
80LM71+LM71 750 8.80 132 332 5000 200
SIMULAZIONE
S9
S10
S11
FRANCO BONTEMPI 179
Spostamenti LONGITUDINALI Spostamenti VERTICALISpostamenti TRASVERSALI
TREN
O L
M71
TREN
O E
C3
GRANDEZZE DINAMICHE NOTEVOLI PER IL GIUDIZIO DI PERCORRIBILITA’ DEL PONTE SULLO STRETTO
•Cassone ferroviario•Distanza = L/2 dalla torre
Sicilia Calabria
A
L
Spostamenti longitudinali in mezzeria
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080100135
Spostamenti trasversali in mezzeria
-0,006
-0,004
-0,002
0,000
0,002
0,004
0,006
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080100135
Spostamenti verticali in mezzeria
-6,0
-5,0
-4,0
-3,0
-2,0
-1,0
0,0
1,0
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080100135
Spostamenti verticali in mezzeria
-6,0
-5,0
-4,0
-3,0
-2,0
-1,0
0,0
1,0
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080135
Spostamenti trasversali in mezzeria
-0,006
-0,004
-0,002
0,000
0,002
0,004
0,006
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080135
Spostamenti longitudinali in mezzeria
-0,80
-0,60
-0,40
-0,20
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
400 500 600 700 800 900
Spos
tam
enti
(m)
4080135
RISULTATI DELLE SIMULAZIONIS1, S2, S3, S4 - S5, S6, S7 (UN TRENO IN TRANSITO)
FRANCO BONTEMPI 180
TREN
O L
M71
TREN
O E
C3
VALORI MASSIMI DELLE GRANDEZZE CINEMATICHE DELL’IMPALCATO
ACCELERAZIONI
4080
100135
Acc. YAcc. X
Acc. Z0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
Acc
eler
azio
ni (m
/s2 )
Velocità del treno (Km/h)
Accelerazioni massime dell'impalcato
4080
135Acc. Y
Acc. XAcc. Z
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
Acc
eler
azio
ni (m
/s2 )
Velocità del treno (Km/h)
Accelerazioni massime dell'impalcato
VELOCITà
40 80 100135
Vel. YVel. X
Vel. Z0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
Velo
cità
(m/s
)
Velocità del treno (Km/h)
Velocità massime dell'impalcato
4080
135Vel. Y
Vel. XVel. Z
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
Velo
cità
(m/s
)
Velocità del treno (Km/h)
Velocità massime dell'impalcato
SPOSTAMENTI
40 80 100135
Disp. YDisp. X
Disp. Z0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Spos
tam
enti
(m)
Velocità del treno (Km/h)
Spostamenti massimi dell'impalcato
4080
135Disp. Y
Disp. XDisp. Z
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Spos
tam
enti
(m)
Velocità del treno (Km/h)
Spostamenti massimi dell'impalcato
RISULTATI DELLE SIMULAZIONIS1, S2, S3, S4 - S5, S6, S7
(UN TRENO IN TRANSITO)
GRANDEZZE DINAMICHE NOTEVOLI PER IL GIUDIZIO DI PERCORRIBILITA’ DEL PONTE SULLO STRETTO
FRANCO BONTEMPI 181
TREN
O L
M71
TREN
O E
C3
GRANDEZZE DINAMICHE NOTEVOLI PER IL GIUDIZIO DI PERCORRIBILITA’ DEL PONTE SULLO STRETTO
RISULTATI DELLE SIMULAZIONIS1, S2, S3, S4 - S5, S6, S7 (UN TRENO IN TRANSITO)
Forza nei pistoni
Forza nel pistone longitudinale in Sicilia, lato nord
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
400 450 500 550 600 650
Forz
a (T
on)
4080100135
Forza nel pistone longitudinale in Sicilia, lato nord
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
400 450 500 550 600 650
Forz
a (T
on)
4080135
Tiro nei pendini
Tiro nel pendino alla sella in Sicilia, lato nord
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Forz
a (T
on)
4080100135
Tiro nel pendino alla sella in Sicilia, lato nord
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Forz
a (T
on)
4080135
Tiro nel cavo alla sella in Sicilia, lato nord
129000
130000
131000
132000
133000
134000
135000
136000
137000
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Forz
a (T
on)
4080100135
Tiro nel cavo
Tiro nel cavo alla sella in Sicilia, lato nord
129000
130000
131000
132000
133000
134000
135000
136000
137000
400 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900
Forz
a (T
on)
4080135
Sicilia CalabriaL
FRANCO BONTEMPI 182
TIRO CAVO ALL’ANCORAGGIO TIRO CAVO IN MEZZERIATIRO CAVO ALLA SELLA
CONFRONTO TRA AZIONE DEL VENTO E AZIONE DEL VENTO CON PASSAGGIO DI UN TRENO
VEN
TOVE
NTO
E T
REN
ORISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
Vento non uniforme (21 m/s)Treno LM71 (velocità 80 Km/h)
Tiro cavi alla sella
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Tiro cavi in mezzeria
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Tiro cavo in mezzeria, lato nord
Tiro cavo in mezzeria, lato sud
Tiro cavi all'ancoraggio
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100
Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Tiro cavi in mezzeria
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Tiro cavo in mezzeria, lato nord
Tiro cavo in mezzeria, lato sud
Tiro cavi alla sella
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Tiro cavi all'ancoraggio
115000
120000
125000
130000
135000
140000
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
FRANCO BONTEMPI 183
TIRO NEI PENDINI FORZA NEI PISTONI LONGITUDINALIFORZA NEI PISTONI TRASVERSALI
CONFRONTO TRA AZIONE DEL VENTO E AZIONE DEL VENTO CON PASSAGGIO DI UN TRENO
VEN
TOVE
NTO
E T
REN
ORISPOSTA DINAMICA DEL PONTE SOGGETTO ALL’AZIONE DEL VENTO
Vento non uniforme (21 m/s)Treno LM71 (velocità 80 Km/h)
Tiro nei pendini
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sella sponda siciliana, lato nord Tiro pendino in mezzeria, lato nord Sella sponda calabrese, lato nord
Sella sponda siciliana, lato sud Tiro pendino in mezzeria, lato sud Sella sponda calabrese, lato sud
Forza nei pistoni Longitudinali
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Forz
a (T
on)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Forza nei pistoni Trasversali
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
600 1100 1600 2100 2600 3100
Tempo (s)
Forz
a (T
on)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Forza nei pistoni Longitudinali
-1400
-1200
-1000
-800
-600
-400
-200
0
200
600 1100 1600 2100 2600 3100
Tempo (s)
Forz
a (T
on)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
Tiro nei pendini
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
600 1100 1600 2100 2600 3100Tempo (s)
Tiro
(Ton
)
Sella sponda siciliana, lato nord Tiro pendino in mezzeria, lato nord Sella sponda calabrese, lato nord
Sella sponda siciliana, lato sud Tiro pendino in mezzeria, lato sud Sella sponda calabrese, lato sud
Forza nei pistoni Trasversali
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
600 1100 1600 2100 2600 3100
Tempo (s)
Forz
a (T
on)
Sponda siciliana, lato nord Sponda calabrese, lato nord
Sponda siciliana, lato sud Sponda calabrese, lato sud
FRANCO BONTEMPI 184
Danneggiamento su un pendinodeterminato dal passaggio del treno
Prova 1Prova 1
D=0,1752D=0,0000D=0,0400D=0,0000
D=0,23874
Danno cumulativoD=0,2154
Danno cumulativoD=0,2154
Prova 2Prova 2
D=0,0000
Danno cumulativoD=0,23874
Danno cumulativoD=0,23874
FRANCO BONTEMPI 185
APPROCCIO SISTEMICO
• #1 SCOMPOSIZIONE• #2 CONVERGENZA• #3 SENSIBILITA’• #4 DELIMITAZIONE• #5 RIDONDANZA
FRANCO BONTEMPI 186
FASI COSTRUTTIVE
FRANCO BONTEMPI 187
Modi della Torre: Configurazione “free-standing”
Evoluzione del Problema strutturale: Modi di vibrare
Modi della Torre: Configurazione “in-service”
FRANCO BONTEMPI 188
Envelope of Displacements (x) induced by the turbulent wind (x) (SLU) N=2 ; tot=0.83%; 1.25%; 1.67%; f=fWarburton
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
ux (m)
h (m
) m=2x100 tons
m=2x200 tons
m=2x150 tons
Uncontrolledh
Efficacia del controllo passivo – Soluzioni single-TMD (N=2)
FRANCO BONTEMPI 189
Montaggio dell’impalcato: fronti di avanzamento
Fronte n° 1I cassoni vengono montati a
partire dalla mezzeria del ponte verso le antenne
Fronte n° 2I cassoni vengono montati a partire dalle estremità lateraliverso la mezzeria del ponte
Fronte n° 3I due metodi vengono
combinati generando quattrofronti di avanzamento
Avanzamento su due fronti Avanzamento su quattro fronti
La modellazione delle fasi di montaggio dell’impalcato avviene mediante l’attivazione in diversi step dei conci e dei trasversi di loro competenza, insieme ai pendini di collegamento con i cavi.
FRANCO BONTEMPI 190
Modellazione per fasi: studio preliminare (birth and death)
generazione dell'incastro in
mezzeria4
carico (p.p.) seconda mensola3
unione seconda mensola scarica2
mensola carica (peso proprio)1
--------------------------------------mensola scarica0
momentideformatadescrizione eventomodellostep
Analisi dei modelli elementari
-100000
0
100000
200000300000
400000
500000
600000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-100000
0
100000
200000300000
400000
500000
600000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-100000
0
100000
200000300000
400000
500000
600000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.5
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
-100000
0
100000
200000300000
400000
500000
600000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
FRANCO BONTEMPI 191
Processi di modellazione per fasi del ponte: BACK ANALYSIS
FRANCO BONTEMPI 192
Processi di modellazione per fasi del ponte: BACK ANALYSIS
Fronte 1
Storia delle configurazioni geometriche dell'impalcato - fronte 1 -
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
-200 300 800 1300 1800 2300 2800 3300m
m quote di montaggiodeformata peso propriodeformata finale
avanzamento
FRANCO BONTEMPI 193
Processi di modellazione per fasi del ponte: BACK ANALYSIS
Fronte 2
Storia delle configurazioni geometriche dell'impalcato - fronte 2 -
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
-200 300 800 1300 1800 2300 2800 3300m
m quote di montaggiodeformata peso propriodeformata finale
avanzamento
FRANCO BONTEMPI 194
Processi di modellazione per fasi del ponte: BACK ANALYSIS
Fronte 3
Storia delle configurazioni geometriche dell'impalcato - fronte 3 -
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
-200 300 800 1300 1800 2300 2800 3300 m
m
quote di montaggiodeformata peso propriodeformata finale
avanzamento
FRANCO BONTEMPI 195
Livelli tensionaliFB-14-09-04 [Mpa]
PP PN QA VV CAVO TORRE
riferimento 1,00 1,00 0,00 0,00 650 155SLS-4 1,00 1,00 1,00 0,00 800 205
150 50 incremento per QASLS-5 1,00 1,00 1,00 1,00 810 260
10 55 incremento per VV
riferimento 1,10 1,50 0,00 0,00 730 185SLS-4 1,15 1,50 1,50 0,00 955 260
225 75 incremento per QASLS-5 1,15 1,50 1,10 1,00 930 330
FRANCO BONTEMPI 196
Stro N
GERwww.stronger2012.com