I 6 principali tipi di ponti a campata lunga
Questo articolo getta luce sui primi sei tipi di ponti a campata lunga. I tipi sono: 1. Continuous Plate Girder Bridges 2. Ponti in acciaio tubolare o Box-Girder in continuo 3. Ponti a volta in acciaio 4. Ponti a tralicci continui oa sbalzo 5. Ponti cavi rimanenti 6. Ponti di sospensione.
Tipo 1. Ponti della trave a piastra continua:
Ponti in lamiera semplicemente supportati. I principi di progettazione di base per i ponti di traversine continui rimangono gli stessi, l'effetto dell'inversione di sollecitazioni sui supporti a causa della continuità della struttura deve essere debitamente considerato nel progetto.
Inoltre, a causa delle campate più lunghe e della continuità del ponte, è necessario provvedere a un ampio movimento del ponte nella progettazione di giunti di dilatazione e cuscinetti liberi. Di seguito sono riportate le caratteristiche salienti di un ponte a traversina continua con una campata principale di 261 metri e campate laterali di 75 metri. Questo è il ponte Sava I a Belgrado, in Jugoslavia, costruito nel 1956 (Fig. 17.1).
Ponte Sava I a Belgrado :
Il ponte ha una carreggiata di 12, 0 metri con 3, 0 metri di marciapiedi su entrambi i lati. Profondità della trave sono 4, 72 metri di abutment, 4, 57 metri al centro della campata principale e 9, 76 metri al molo. Il rapporto tra span e profondità della trave varia da 57 a 27. Il ponte di coperta è costituito da una piastra di acciaio ortotropico costituita da piastre con uno spessore da 10 mm a 18 mm irrigidito da nervature con centri di 305 mm.
Lo spessore della piastra web è di 14 mm. Gli irrigidimenti verticali del nastro sono posizionati a 9, 0 metri da centro a centro mentre gli irrigidimenti orizzontali del nastro sono a 760 mm approssimativamente nella zona di compressione. L'elenco di alcuni ponti di traversine continue è riportato nella Tabella 17.1.
I ponti tubolari o cassonati sono così chiamati per la forma delle travi che è tubolare o sezione scatolare. Varie forme di ponti tubolari o cassonati sono mostrate in Fig. 17.2.
Una singola sezione rettangolare mostrata in (Fig. 17.2a) è stata adottata per il ponte Europa sopra Sill Valley, in Australia, mentre il doppio parallelepipedo rettangolare (Fig. 17.2b) è stato adottato per il San Mateo-Hayward Bridge, USA. Le sezioni scatolari trapezoidali a singola partizione come mostrato in (Fig. 17.2d) e (17.2c) sono state usate rispettivamente per Concordia Bridge Montreal e Wuppertal Bridge, in Germania.
Le travi a scatola presentano un'elevata rigidità torsionale e resistenza rispetto alle sezioni trasversali aperte come le travi a piastre. Le sezioni scatolate aventi una piastra di fondo che collega le flange inferiori non richiedono ponteggi per il mantenimento dello spazio interno in quanto sono direttamente accessibili da un'estremità all'altra.
Le travi della sezione trasversale aperta non hanno tale vantaggio e sono necessarie impalcature per il mantenimento dello spazio interno.
Breve descrizione di un ponte a cassettoni, vale a dire. Il ponte del quartiere San Mateo-Hay, negli Stati Uniti, è il seguente:
San Mateo-Hayward Bridge, Stati Uniti :
Il ponte fu costruito nel 1967. La disposizione delle campate e la sezione trasversale del ponte sono mostrate in Fig. 17.3. Il ponte ha un ponte in acciaio ortotropico. La profondità della trave al centro della campata principale è di 4, 57 metri e al molo è di 9, 15 metri, dando così il rapporto di span-profondità da 50 a 25.
L'elenco di alcuni ponti a cassonetto è riportato nella Tabella 17.2:
Digitare # 3. Ponti per arco in acciaio:
Lo sviluppo di acciaio strutturale ad alta resistenza ha reso possibile la costruzione di ponti ad arco di campate più grandi simili ad altri ponti in acciaio. I ponti ad arco in acciaio sono classificati in base alla disposizione del ponte o alla disposizione del sistema strutturale come ponti ad arco. I ponti ad arco d'acciaio possono, tuttavia, avere costole solide o nervature a traliccio, mentre i ponti ad arco in calcestruzzo avranno solo costolature solide.
I vantaggi dell'utilizzo di ponti ad arco in acciaio su ponti a travata sono simili a quelli dei ponti ad arco in cemento. I principi di base del design per i ponti ad arco in acciaio sono uguali a quelli per i ponti ad arco in cemento. Tuttavia, le considerazioni progettuali come il restringimento della nervatura dell'arco, la creep ecc. Non si verificano nei ponti ad arco in acciaio come nei ponti di cemento.
Di seguito sono riportate le caratteristiche salienti di due ponti ad arco in acciaio:
io. Rainbow Bridge:
Il ponte si trova sul fiume Niagara tra il Canada e gli Stati Uniti d'America, l'anno di costruzione è il 1941.
La campata e la salita del ponte sono mostrate in Fig. 17.4:
L'arco è di tipo a ponte con un elastomero aperto con la nervatura dell'arco fissata al punto di molleggio. La costolatura dell'arco è costituita da due scatoloni in acciaio rivettati di numero di 3, 66 metri di profondità e 0, 91 metri di larghezza. Queste scatole sono poste ad una distanza di 17.12 metri da centro a centro.
Il ponte di coperta ha una carreggiata doppia di 6, 71 metri ciascuno, separata da una mediana di 1, 2 metri e un marciapiede di 3, 0 metri su un lato e cordolo di sicurezza di 225 mm sull'altro lato.
ii. Ponte di Port Mann:
Questo ponte è situato vicino a Vancouver, in Canada, sul fiume Fraser. La disposizione della campata del ponte è mostrata in Fig. 17.5. L'arco è un tipo speciale di arco legato che ha il vantaggio di entrambi gli archi classici e legati.
L'arco è di tipo semi-through riducendo così l'altezza sia delle bretelle che delle colonne spandrel. La carreggiata del ponte di coperta è larga 16, 56 metri con un sentiero pedonale largo 1, 2 metri su entrambi i lati. L'elenco di alcuni altri ponti ad arco è riportato nella Tabella 17.3.
Tipo # 4. Ponti tralicci continui o cantilever:
Tipi di ponti reticolari semplicemente supportati. Questi tipi sono anche usati per ponti a traliccio continui e cantilever. I principi di base della valutazione delle forze nei membri del traliccio. Tuttavia, a causa della presenza di più membri e della continuità, il lavoro diventa elaborato e richiede tempo.
Per campate più grandi quando le lunghezze del pannello sono maggiori, sono suddivise per fornire supporti adeguati per il ponte. Il traliccio di Warren mostrato in Fig. 14.6a quando usato per campate più grandi, può essere modificato fornendo i verticali come mostrato in Fig. 14.6b per lo scopo anzidetto.
Il Pettit è una modifica del traliccio N o Pratt con suddivisione dei pannelli (Fig. 17.6). K-truss è stato utilizzato in Howrah Bridge che è un ponte a sbalzo (Fig. 17.8).
Di seguito sono descritte le caratteristiche salienti di due ponti reticolari in acciaio a campata lunga, uno di tipo continuo e l'altro di tipo cantilever:
io. Ponte sul fiume Fulda:
Questo ponte fu costruito sul fiume Fulda, nella Germania occidentale. La disposizione della campata è mostrata in Fig. 17.7. Il ponte ha truss Warren continuo su 7 span mostrato in Fig. 17.7. Il ponte in acciaio ortotropico integrato con la corda superiore è stato fornito nel ponte.
Le capriate hanno una profondità uniforme di 6, 0 metri per tutte le campate dando così un rapporto di span-profondità di 23, 8 per campata più ampia. Il ponte ha una carreggiata di 9, 0 metri con un sentiero di 1, 75 metri sull'altro lato, come mostrato in Fig. 17.7.
ii. Howrah Bridge:
Questo ponte fu costruito nel 1943 sul fiume Hooghly a Calcutta. La disposizione della campata è mostrata in Fig. 17.8. Il ponte ha due campate di ancoraggio (che sono ancorate ai supporti terminali) e una campata principale costituita da due cantilever e una campata sospesa.
Il traliccio a ponte è un traliccio a K con pannelli suddivisi per sostenere il ponte che è sospeso da bretelle da giunti a pannello. Il ponte è supportato su longheroni longitudinali appoggiati su travi trasversali fissati alle bretelle. La sezione trasversale del mazzo è mostrata in Fig. 17.8b.
La Tabella 17.4 mostra alcuni ponti in traliccio più continui o a sbalzo:
Tipo # 5. Ponti rimasti cavo:
I ponti strallati nella forma attuale furono costruiti in Europa specialmente nella Germania occidentale dopo la seconda guerra mondiale, quando fu urgentemente avvertita la necessità di ricostruire un certo numero di ponti.
I ponti strallati sono adatti per la portata da 200 a 500 metri che non possono essere coperti, per mezzo di ponti a travetto o non rientrano nella gamma economica dei ponti sospesi irrigiditi. Inoltre, come nei ponti sospesi irrigiditi, non è richiesto alcun staging o falso lavoro per la costruzione di ponti strallati.
La differenza fondamentale tra un ponte strallato e un ponte sospeso è che mentre tutti i cavi dal ponte di un ponte strallato sono collegati alla torre principale da cavi tesi ed inclinati ma dritti, i cavi principali gemelli dalla torre di un ponte sospeso forma una catenaria da cui i pendini sono sospesi e il sistema di coperta è fissato a questi pendini (Fig. 17.9).
I cavi tesi inclinati di un ponte strallato sono relativamente rigidi rispetto ai cavi di un ponte sospeso che sono relativamente flessibili per i quali i cavi di un ponte strallato fungono da supporti elastici intermedi oltre all'abutment o al supporto della torre.
Ciò non avviene in caso di cavi per ponti sospesi e grazie alla flessibilità dei cavi principali, l'azione di supporto è molto ridotta: la presenza di supporti elastici intermedi in un ponte strallato riduce la deflessione del ponte e la profondità delle travi del ponte.
Nei ponti strallati, i cavi sono in tensione e le torri e il ponte sono in compressione. Con questo sistema strutturale, i ponti strallati offrono un'elevata resistenza contro l'instabilità aerodinamica e in quanto tale instabilità dinamica non è stata un problema nel ponte strallato.
Questo aspetto è molto predominante nei ponti sospesi e nullo nei ponti di tipo a cassone. Pertanto, i ponti strallati occupano una posizione intermedia tra i ponti del tipo a travata ei ponti sospesi in relazione all'instabilità aerodinamica.
I componenti orizzontali delle forze del cavo dalle campate principali e laterali si bilanciano l'un l'altro mentre i componenti verticali supportano i carichi verticali (DL + LL) dei ponti del ponte (Fig, 17.10).
Questi componenti orizzontali delle forze del cavo producono una sorta di effetto di precompressione nel piatto, che si tratti di un ponte in acciaio ortotropico o di un ponte in cemento armato e, quindi, aumenta la capacità di carico del ponte.
In Fig. 17.10, AB è la torre e DB, BE sono rispettivamente span laterali e cavi di span principale. DA e AE sono la campata laterale e il ponte principale. In B, i componenti orizzontali del cavo forza il bilancio C 1 e C 2 cioè C 1 cosθ 1 = C 2 cos θ 2 .
Allo stesso modo in A, la forza orizzontale nel ponte dovuta a componenti orizzontali delle forze del cavo C 1 e C 2 sono C 1 cos9i e C 2 cos θ 2 che pure bilanciano. Questa forza orizzontale nel mazzo produce l'effetto di precompressione.
I componenti verticali delle forze del cavo in D ed E bilanciano i carichi del ponte cioè, C 1 sin θ 1 = W 1 e C 2 sin θ 2 = W 2 + W 3 . Se C 1 sin θ 1 è maggiore del carico ponte W 1, allora l'estremità D deve essere ancorata in modo tale che la forza di ancoraggio Fi sia data da C 1 sin θ 1 = (W 1 + F 1 ). La compressione nella torre AB = C 1 sin θ 1 + C2 sin θ 2 . Reazione in A = C 1 sin θ 1 + C 2 sin θ 2 + W 1 + W 2 (W 1 & W 2 sono le reazioni da span DA & AE rispettivamente).
Il ponte in acciaio ortotropico con la piastra irrigidita o il ponte in cemento armato non funge solo da flangia superiore delle travi principali e trasversali, ma agisce anche da traverso orizzontale contro le forze del vento, rendendo più rigide le controventi utilizzate nei vecchi ponti. Le torri principali utilizzate nei ponti strallati possono essere una torre singola, un telaio A, due torri gemelle o un portale come mostrato in Fig. 17.11.
Le travi del ponte possono essere costituite da travi a piastra con flangia superiore in acciaio ortotropico e con flangia inferiore montata. Questi ponti possiedono meno resistenza alla torsione e in quanto tali sezioni sono generalmente utilizzate come travi di coperta. Le sezioni scatolate possono essere singole o doppie e di nuovo possono essere rettangolari o trapezoidali come mostrato in Fig. 17.12.
Queste sezioni sono più adatte a sopportare i momenti di torsione causati da carichi eccentrici o forze del vento.
La disposizione dei cavi dalla torre principale al mazzo varia. Nel tipo "fan", i cavi provengono dallo stesso punto della torre, come mostrato in fig. 17.13a. Gli altri tipi sono di tipo "arpa" o "arpa modificata" come in Fig. 17.13b o 1743c. In entrambi i tipi di arpa, solo le coppie di cavi provengono dallo stesso punto della torre e in quanto tali ci sono pochi punti di partenza per i cavi.
La differenza tra il tipo di arpa e il tipo di arpa modificata è che nel primo caso i cavi sono tutti paralleli aventi la stessa inclinazione, ma nel secondo caso le inclinazioni del cavo variano come nel tipo di ventilatore. Le pendenze del cavo variano da tanΘ = 0, 30 a 0, 50.
Invece di cavi singoli o bi-cavi, sono preferibili cavi multipli poiché nell'ultimo caso, le forze del cavo sono distribuite in un numero di punti nel mazzo al posto di una o due posizioni per le quali viene ridotta la profondità del ponte.
Caratteristiche salienti di alcuni ponti cablati North Bridge a Dusseldorf:
Questo ponte fu aperto al traffico nel 1958. La disposizione della campata è mostrata in Fig. 17.14. Le torri gemelle come in Fig. 17.11b e due piani di cavi sono stati utilizzati nel ponte. Il ponte è supportato da due travi a sezione centrale da 3, 125 m di profondità x 1, 60 m di larghezza a cui sono ancorati i cavi delle torri. La spaziatura delle travi a scatola è di 9, 10 m.
Piastra in acciaio ortotropico con piastra di spessore 14 mm irrigidita con angoli di 200 x 99 x 10 mm a una distanza di 400 mm. La carreggiata per il ponte è di 15, 0 metri con pista ciclabile di 3, 53 m e sentiero di 2, 23 m. I cavi centrali sono fissati alle torri, ma i cavi superiore e inferiore sono posizionati su cuscinetti a bilanciere che a loro volta sono collegati alle torri.
iii. Ponte sul Reno vicino a Leverkusen, Germania Ovest :
Questo ponte fu completato nel 1965. Le torri e i cavi sono in linea con il centro del ponte del ponte come in Fig. 17.11a e passano attraverso la media di 3, 67 m di larghezza. È stata utilizzata una piattaforma in acciaio ortotropico con uno spessore di 61 mm, con supporto grossolano supportato su cassonetto a due celle. Traverse trasversali estese supportano parte del ponte di coperta e del marciapiede (Fig. 17.15b).
Il ponte prevede una doppia carreggiata di 13, 0 m di larghezza, separata da una larghezza mediana centrale di 3, 67 m, con un marciapiede di 3, 22 m sul lato esterno di ciascuna carreggiata. I cavi inferiori sono fissati alle torri mentre i cavi superiori sono posizionati sopra un cuscinetto a bilanciere nella parte superiore della torre.
iv. Maracaibo Bridge, sul lago di Maracaibo, in Venezuela:
Questo ponte strallato completato nel 1962 ha sette spanne. due campate di 160 metri e cinque campate intermedie di 235 metri (Fig. 17.16). Il ponte e le travi sono in cemento armato precompresso. La parte a sbalzo è di sezione a cassone a tre celle (Fig. 17.16b) mentre la campata sospesa ha quattro travi a T in calcestruzzo precompresso aventi una profondità variabile di 1, 80 estremità opache e 2, 51 m a metà campata (Fig. 17.16c) .
Il ponte ha un doppio senso di trasporto di 7, 16 m con un mezzo centrale di 1, 22 me due percorsi pedonali di 0, 91 m (figura 17.16b). Lo spessore della lastra del ponte per l'intero ponte varia da 170 mm a 270 mm.
v. Secondo ponte di Hooghly, Calcutta (in costruzione):
La disposizione della campata del ponte e la sezione trasversale del ponte sono mostrate in Fig. 17.17. I cavi sono disposti a ventaglio come in Fig. 17.13a, il numero totale di cavi è 152. Il ponte è un ponte composito costituito da una piastra di coperta in cemento armato supportata da due sezioni principali e una centrale a I in acciaio.
Brevi particolari di altri ponti strallati sono inclusi nella Tabella 17.5:
Tipo # 6. Ponti di sospensione:
I ponti di sospensione sono economici quando la campata supera i 300 metri, ma in molti paesi sono stati costruiti ponti sospesi di campate minori per ragioni estetiche e di altro tipo. Per le campate che superano i 600 metri, i ponti sospesi irrigiditi sono le uniche soluzioni per coprire campate più grandi.
I ponti di sospensione sono costituiti da una campata principale e due campate laterali. Il rapporto tra span lato e campata principale varia generalmente da 0, 17 a 0, 50 (Tabella 17.6). Due gruppi di cavi corrono da un'estremità del ponte all'altra passando sopra due torri. Le estremità dei cavi sono ancorate nel terreno. Il ponte di coperta sostenuto da tralicci irrigiditi è sospeso dai cavi da bretelle e da qui il nome "ponte sospeso".
Un ponte sospeso ha i seguenti componenti (Fig. 17.18):
(a) Torri,
(b) Cavi,
(c) Ancoraggi,
(d) Bretelle,
(e) Rinforzo traliccio,
(f) Ponte coperto costituito da traverse, traverse e piani di calpestio propri e
(f) Fondazione.
I cavi essendo molto flessibili non prendono alcun momento flettente e sono soggetti solo alle forze di trazione. I carichi dal traliccio di irrigidimento sono trasportati dalle bretelle che a loro volta trasferiscono il carico sui cavi.
Questi cavi sottoposti a forza di trazione trasferiscono i carichi alle torri che sono considerati sufficientemente flessibili e bloccati su entrambe le estremità. Le fondamenta, separate o combinate, sono fornite sotto le torri per il trasferimento definitivo dei carichi agli strati di terreno sottostanti.
Il traliccio di irrigidimento, come suggerisce il nome, irrigidisce il ponte e distribuisce i carichi dal vivo del ponte sui cavi, altrimenti i cavi potrebbero essere soggetti a cedimenti locali a causa dell'azione di carichi concentrati dal vivo e quindi hanno causato variazioni locali dell'angolo nel sistema di coperta .
Le capriate di irrigidimento sono incernierate alle torri e sospese ai punti del nodo da bretelle che di solito sono cavi ad alta resistenza. Bretelle verticali sono state utilizzate in molti ponti ma le bretelle diagonali come in Fig. 17.25 hanno il vantaggio di aumentare la stabilità aerodinamica del ponte che è molto importante per i ponti sospesi.
Il cavo deve essere a fili tirati a freddo e non trattato termicamente poiché quest'ultimo è soggetto a cedimenti dovuti a sollecitazioni alternate anche a bassi carichi. La struttura fibrosa dei fili trafilati a freddo può resistere a sollecitazioni alternative molto meglio dei fili trattati termicamente a grana fine.
Instabilità aerodinamica :
Il Tacoma Narrows Bridge, con una campata principale di 853 metri, fu aperto al traffico il 1 ° luglio 1940 ma gravemente danneggiato e fatto a pezzi a causa dell'oscillazione verticale e del momento torcente causato dal vento che soffiava ad una velocità di 67 Km / h.
Durante le indagini è emerso che Tacoma Narrows Bridge presentava una serie di deviazioni rispetto alle pratiche convenzionali per avere un design che apparisse molto snello e quindi più economico. Per esempio, vennero usate travi di lamiera poco profonde come trave di irrigidimento, il rapporto di span-profondità essendo 350 al posto di valori normali da 100 a 200 (Tabella 17.7), il rapporto tra lo span e la larghezza essendo 72 al posto del valore medio di 40.
Queste modifiche hanno reso il ponte molto flessibile e ha sottoposto il ponte a oscillazioni verticali sotto i carichi in movimento. Il giorno del fallimento, un vento che soffiava ad una velocità di 67 Kmph ha creato un'oscillazione verticale combinata con un movimento di torsione e, infine, ha fatto a pezzi il ponte del ponte.
Il vento esercitato su una struttura fa sì che le seguenti forze dipendano dalla forma e dalla sezione trasversale del piatto e dall'angolo di attacco:
1. Sollevare e trascinare le forze
2. Formazione del vortice
3. Flutter.
Flutter è l'oscillazione del ponte di coperta in una modalità che include sia i movimenti trasversali che le rotazioni torsionali e può verificarsi quando le frequenze naturali dei due modi, prese separatamente, sono uguali all'unità, N Θ / N v ie - = 1, dove N 8 = frequenza torsionale e N v = frequenza verticale. Pertanto, il mazzo di ponti deve avere valori N Θ / N v significativamente maggiori dell'unità.
Le frequenze e le modalità naturali della struttura completa devono essere valutate. Le frequenze più basse generano (a) i movimenti verticali con una modalità al centro della campata principale e (b) il movimento torsionale con una modalità anche al centro della campata principale. Le frequenze naturali di alcuni dei ponti esistenti sono mostrate nella Tabella 17.6.
Accordi strutturali:
Le seguenti disposizioni strutturali sono fatte per ponti sospesi:
1. Paterazzo caricato o scaricato.
2. Paterazzo auto ancorato o ancorato esternamente
3. Capriate irrigidite di vario tipo
4. Vari rapporti tra lato e campata principale.
5. Vari rapporti di span a sag di cavo.
6. Vari rapporti di campata fino alla profondità del traliccio di irrigidimento.
7. Disposizione delle torri
8. Disposizione del gancio.
Sagoma del cavo:
L'abbassamento del cavo influirebbe notevolmente sul design di un ponte di sospensione poiché un abbassamento del cavo più piccolo aumenta la tensione del cavo ma riduce l'altezza delle torri e la lunghezza dei pendini. Pertanto, laddove il costo unitario delle torri e dei pendini è maggiore o il costo unitario dei cavi è inferiore, è possibile adottare un abbassamento del cavo più piccolo e viceversa.
Un abbassamento del cavo ridotto aumenta anche la rigidità del cavo e la rigidità totale della struttura, con conseguente maggiore frequenza naturale e minore tendenza all'instabilità aerodinamica.
Equazione del cavo di sospensione:
Considerare un punto P sul cavo avente le coordinate xey con B come origine (Fig. 17.19). Il cavo di sospensione si blocca a forma di parabola la cui equazione è data da,
L'equazione 17.2 fornisce il dip y del cavo dal suo supporto a torre a qualsiasi distanza x da B.
Tensione nel cavo:
Dalla fig. 17.20, reazione verticale sulla torre a causa del carico w per unità di lunghezza = R B = R D = wL / 2 = R:
Il cavo è flessibile, non può prendere alcun momento e in quanto tale il momento a metà del cavo è zero. Pertanto, prendendo il momento del lato sinistro carica e forza su C,
Cavi per la schiena:
Il cavo di sospensione della campata principale è supportato su due torri su entrambi i lati della campata principale. Il cavo di sospensione dopo aver superato la parte inferiore di supporto è generalmente ancorato in una massa di cemento di una sorta di disposizione di ancoraggio. Il cavo della campata laterale è definito "cavo di ancoraggio" o cavo "back-stay".
Le seguenti due disposizioni sono fatte per far passare i cavi sopra le torri dalla campata principale alla campata laterale:
1. Supporto puleggia guida
2. Supporto per rulli.
Supporto per puleggia guida per cavo di sospensione:
Il cavo principale viene prelevato da una puleggia di guida senza attrito fissata sulla sommità della torre di supporto per essere smossa e quindi ancorata. In Fig. 17.21, a e θ sono gli angoli che i cavi formano con la linea centrale della torre e T è la tensione nel cavo. Poiché il cavo passa su una puleggia senza attrito, T su entrambi i lati è uguale.
Reazione verticale sulla torre dovuta alla tensione del cavo,
R T = T cosα + T cosθ (17, 5)
Forza orizzontale sulla cima della torre,
T sinα - T sinθ = T (sinα - sinθ) (17.6)
Supporto a rulli per cavo di sospensione:
In questa disposizione di cavi di supporto, sia il cavo principale che il cavo di ancoraggio sono fissati a una sella che è supportata su rulli posizionati nella parte superiore della torre (Fig. 17.22).
Poiché la sella è ferma, i componenti orizzontali dei cavi principale e di ancoraggio devono essere uguali, vale a dire
H = T, sinα = T 2 sinθ (17.7)
Reazione verticale sulla torre dovuta alla tensione dei cavi,
R T = T 1 cosα + T 2 cosθ (17, 8)
Esempio:
Un ponte sospeso con una campata principale di 100 metri ha un abbassamento del cavo di 10 metri. Calcola la tensione massima nei cavi quando il ponte trasporta un carico di 50 KN per metro di lunghezza. Trova anche la reazione verticale sulla torre (a) se il cavo passa sopra una puleggia meno attrito e (b) se il cavo passa sopra una sella appoggiata sui rulli.
Dato:
L = campata principale = 100 m
y. = abbassamento del cavo al centro = 10 m
w = UDL = 50 KN per m.
a = angolo del cavo di ancoraggio = 60 °
Breve descrizione di alcuni ponti sospesi esistenti Forth Road Bridge (Scozia):
L'elevazione del ponte è mostrata in Fig. 17.23. La campata principale ha un piano in lamiera d'acciaio ortotropico con superficie d'usura asfaltica di 38 mm di spessore. Le campate laterali hanno 222 mm. lastra di cemento spessa con una superficie d'usura di calcestruzzo asfaltico spesso 38 mm come nella campata principale. Il rapporto di span depth del traliccio di irrigidimento è 120. Altre caratteristiche sono mostrate nella Tabella 17.7.
L'elevazione del ponte è mostrata in Fig. 17.24. Il ponte prevede una carreggiata a quattro corsie portata 108 mm. grata d'acciaio spessa. Mentre le corsie esterne sono coperte di cemento, la doppia carreggiata centrale è lasciata libera da considerazioni aerodinamiche. Il rapporto di span-depth del traliccio di irrigidimento nel Mackinac Bridge è 100. Altre caratteristiche dell'arco del ponte sono mostrate nella Tabella 17.7.
ii. Severn Bridge (Galles):
L'elevazione del severn bridge è mostrata in fig. 17.25. Il ponte ha un doppio senso di trasporto di 9, 91 m ciascuno. Invece del traliccio di irrigidimento, nel ponte è stata utilizzata la sezione in acciaio tubolare o cassonata in lamiera di design aerodinamico.
Il traffico è trasportato direttamente da un 11, 5 mm. piatto d'acciaio spesso irrigidito. La particolarità di questo ponte non è solo la sezione tubolare al posto del rinforzo del traliccio, ma anche i ganci inclinati al posto dei ganci verticali. La spaziatura dei pendini è di 18, 3 metri e l'inclinazione del gancio con la verticale varia da 17, 5 a 25 gradi.
Alcune funzioni aggiuntive sono mostrate nella Tabella 17.7:
iii. Verrazano Narrows Bridge (USA):
L'elevazione del ponte è mostrata in fig. 17.26. Il ponte ha due ponti con 6 corsie carreggiate in ogni ponte. In ciascun piano sono state fornite tre corsie a doppia carreggiata con una mediana centrale di 1, 22 me una larghezza del senso di marcia di 11, 28 m. Il rapporto di span-depth del traliccio di irrigidimento è 177, 5 e il centro a centro dei cavi principali è 31, 4 m. Altre caratteristiche del ponte sono mostrate nella Tabella 17.7.
