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Ponte di Newark Dyke (Regno Unito)

La seguente consulenza specialistica utilizzando il software Repute è stata eseguita dall'ing. Francesco Basile per conto dell'impresa Cementation Foundations Skanska Ltd (Regno Unito) ed è relativa alla progettazione delle fondazioni su pali per il nuovo ponte ferroviario presso il fiume Trent in località Newark Dyke, Nottinghamshire (Committente: Railtrack, Londra). Per ulteriori dettagli sul progetto, si può fare riferimento alla pubblicazione di Suckling & Lee "Piled foundation aspects of the bridge slide at Newark Dyke" (Underground Construction 2001, Int. Symposium & Exhibition, London, 2001, pp 361-372).

La palificata in esame (quella Sud-Est) è costituita da n. 24 pali trivellati di lunghezza 8m e diametro 0.6m, disposti nella configurazione asimmetrica di cui sotto. La stratigrafia del terreno consiste di uno strato superficiale alluvionale dello spessore di 1m, di uno strato di sabbia mista a ghiaia di circa 2m e successivamente da una formazione di rocce tenere (Mercia Mudstone). I carichi verticali agenti sulla palificata sono costituiti dai carichi permanenti e accidentali mentre quelli orizzontali sono generati dalle azioni di accelerazione e frenatura dei convogli ferroviari.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I principali risultati ottenuti utilizzando il software Repute sono riportati nella tabella sottostante in termini delle azioni verticali massime agenti sui pali della fila maggiormente sollecitata (pali n. 1-5). Allo scopo di evidenziare le importanti differenze nei risultati, sono state effettuate 2 analisi separate con Repute, la prima utilizzando il modello di terreno elastico-lineare e la seconda utilizzando quello non-lineare. La tabella riporta inoltre i risultati ottenuti col software PIGLET (Randolph, 1980) che può solo adottare un modello di terreno elastico-lineare.

 

Carico verticale massimo agente sul palo (kN)
N. palo PIGLET Repute (modello lineare) Repute (modello non-lineare) Differenze % tra risultati di PIGLET e del modello non-lineare di Repute
1 2545 2340 2160 -15%
2 1589 1570 1590 0
3 1446 1450 1460 +1%
4 1502 1470 1470 -2%
5 2243 1970 1810 -19%

I pali sono stati inizialmente progettati utilizzando il software PIGLET in modo da assicurare un fattore di sicurezza minimo (FS) pari a 2 per il carico verticale medio e pari a 1.5 per il carico verticale massimo agente su ogni fila di pali. Ne consegue che i pali della fila maggiormente sollecitata (pali n. 1-5) sono stati inizialmente progettati per una capacità portante di 3818kN.

E' importante sottolineare come le successive analisi con Repute (sia in campo lineare che non-lineare) producano delle sollecitazioni sui pali di minore entità (e quindi meno conservative) rispetto all'analisi con PIGLET. Ciò risulta, in pratica, in valori maggiorati dei fattori di sicurezza originariamente richiesti ed in particolare FS=2.2 per il carico verticale medio ed FS=1.8 per il carico verticale massimo (invece dei valori FS=2.0 e FS=1.5 risultanti dalla progettazione iniziale con PIGLET).

Occorre infine evidenziare che il valore massimo del carico verticale agente sui pali ottenuto mediante un'analisi di tipo puramente strutturale è pari a 1541kN. Tale valore è di gran lunga inferiore ai valori massimi ottenuti utilizzando i software di calcolo PIGLET e Repute che invece tengono conto dell'interazione terreno-struttura. Ciò conferma che l'adozione di modelli eccessivamente semplificati (quali le analisi di tipo strutturale) nell'analisi di palificate può condurre a previsioni errate del comportamento della struttura, sia in termini di sollecitazioni massime risultanti sui pali che di deformazioni della palificata. Per ulteriori dettagli su questo aspetto, si può fare riferimento al documento "Repute vs Structural analyses" (formato PDF, dimensioni 19KB).

Ringraziamenti

Si ringrazia l'impresa Cementation Foundations Skanska Ltd per aver autorizzato la pubblicazione del presente lavoro.

Bibliografia

Randolph, M. F. (1980). PIGLET: A computer program for the analysis and design of pile groups under general loading conditions. Cambridge University Engineering Department Research Report, Soils TR91.

Suckling, T. P. & Lee, J. (2001). Piled foundation aspects of the bridge slide at Newark Dyke. Underground Construction 2001, Int. Symposium & Exhibition, London, pp 361-372.

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