Stralli e catenarie tra Scilla e Cariddi

8/19/2019 Stralli e catenarie tra Scilla e Cariddi

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Alessandro Tacconelli, Elisa Marmocchi, Gabriele Calamai | Stralli e catenarie tra Scilla e Cariddi | 1 marzo 2016

Da Stralli e catenarie tra Scilla e Caridd

SVILUPPO E ANALISI DI DUE TIPOLOGIEDI PONTI STRALLATI SULLO STRETTO DI MESSINA



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Il progetto

Costruire un ponte sullo stretto di Messina non è affatto semplice ma rimane pursempre un progetto alquanto affascinante che ha suscitato le aspettative dei piùsperanzosi e le critiche dei più scettici.

Noi ragazzi del liceo Copernico di Prato abbiamo tentato di elaborare il nostroprogetto “ideale” del ponte sullo stretto a livello digitale, effettuando l’analisi staticadel ponte con le conoscenze liceali acquisite (ma anche con l’ausilio di risorseesterne) e costruendo, infine, un modello plastico che rendesse l’idea di quantopensato. Pertanto sono tre le sezioni fondamentali del nostro lavoro: laprogettazione (perlopiù digitale), lo studio e la costruzione.Il tentativo potrà sembrare ardito e noi stessi ne riconosciamo per primi i limiti;

non intendiamo, infatti, attribuire una validità ingegneristica al nostro elaboratoma potremmo definirlo più un progetto “polivalente” che riassuma in sé gli sforzi ele abilità più varie dei componenti della squadra.

Noi, dal canto nostro, ne siamo pienamente soddisfatti.



PAGINA 2

PONTE STRALLATO A VENTAGLIO



PAGINA 3

Il modello digitale

INFORMAZIONI GENERALI DEL PONTE

Lunghezza: 3600 m

Larghezza: 41,048 m

Spessore: 1,432 m

Altezza delle colonne (dalla superficie del mare): 126,437 m

Luce: 300 m

Peso strutturale complessivo: 846601,44 t

Peso del ponte con traffico intenso: 888841,44 t



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LA COLLOCAZIONE



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IL MODULO

Per una rappresentazione più agevolata abbiamo optato per la suddivisione delponte complessivo in moduli ripetuti consequenzialmente. Il modulo in questione è

1/6 dell’intero ponte e va dall’inizio di una semi-campata alla fine di quellasuccessiva.

Lunghezza: 600 m

Larghezza: 41,048 m

Spessore: 1,432 m

Altezza delle colonne (dalla superficie del mare): 126,437 mLuce: 300 m


Peso del modulo con traffico intenso: 148140,24 t

Organizzazione della prima metà del piano stradale:

-marciapiede

-corsia di emergenza: 3,75 m

-2 corsie di scorrimento: 3,75 m l’una

-spazio: 1 m

-binario del treno: 3,75 m



PAGINA 6

DAL PUNTIFORME AL SOLIDO



PAGINA 7

L’analisi statica

Le altezze delle colonne sono vincolate dalle leggi:

= tan 25°

= tan 65°

Il calcolo dello sforzo massimo del ponte è dato dalla seguente equazione:

= ∙

2

Il valore è lo sforzo massimo per unità di lunghezza che il ponte può sostenere edipende dal materiale.

Considerando che è dato dal peso massimo delle due semi-campate trafficatesull’intero ponte abbiamo che:

= 281156546,6 E quindi, con le misure da noi scelte, si rende necessario l’utilizzo di un materialetale che:

=2 ∙

= 12659472,35



PAGINA 8

L’equazione che definisce l’andamento di in funzione di è:

= ∙ ∙

−

∙

2

Considerando che è la posizione di ogni strallo rispetto al centro della campata (ola fine della semi-campata) possiamo determinare l’andamento dello sforzo lungo ilponte in corrispondenza di ogni strallo:

Sulla colonna lo sforzo è massimo, mentre al termine della semi-campata è nullo.



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PONTE STRALLATO AD ARPA



PAGINA 10

Il modello digitale

INFORMAZIONI GENERALI DEL PONTE

Lunghezza: 3600 m

Larghezza: 41,048 m

Spessore: 1,432 m


Luce: 300 m


Peso del ponte con traffico intenso: 888841,44 t



PAGINA 11

LA COLLOCAZIONE



PAGINA 12

IL MODULO

Per una rappresentazione più agevolata abbiamo optato per la suddivisione delponte complessivo in moduli ripetuti consequenzialmente. Il modulo in questione è

1/6 dell’intero ponte e va dall’inizio di una semi-campata alla fine di quellasuccessiva.

Lunghezza: 600 m

Larghezza: 41,048 m

Spessore: 1,432 m


Luce: 300 m


Peso del modulo con traffico intenso: 148140,24 t

Organizzazione della prima metà del piano stradale:

-marciapiede

-corsia di emergenza: 3,75 m

-2 corsie di scorrimento: 3,75 m l’una

-spazio: 1 m

-binario del treno: 3,75 m



PAGINA 13

DAL PUNTIFORME AL SOLIDO



PAGINA 14

L’analisi statica

Le altezze delle colonne sono vincolate dalle leggi:

= tan 25°

= tan 65°

Il calcolo dello sforzo massimo del ponte è dato dalla seguente equazione:

= ∙

Il valore è lo sforzo massimo per unità di lunghezza che il ponte può sostenere edipende dal materiale.

Considerando che è dato dal peso massimo delle due semi-campate trafficatesull’intero ponte abbiamo che:

= 281156546,6

E quindi, con le misure da noi scelte, si rende necessario l’utilizzo di un materialetale che:

= ∙

= 12659472,35



PAGINA 15

Inoltre, al denominatore c’è e non 2 perché il ponte ad arpa inducenell’impalcato uno sforzo normale doppio rispetto a quello a ventaglio.

L’equazione che definisce l’andamento di in funzione di è:

= ∙ ∙

Considerando che è la posizione di ogni strallo rispetto al centro della campata (ola fine della semi-campata) possiamo determinare l’andamento dello sforzo lungo ilponte in corrispondenza di ogni strallo:

Sulla colonna lo sforzo è massimo, mentre al termine della semi-campata è nullo.



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LA REALIZZAZIONE PLASTICA



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Strallato a ventaglio



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Strallato ad arpa



Dettagli tecnici

La costruzione dei ponti, una volta preparati i vari pezzi, è stata abbastanza rapida, circa 3ore per ciascuno. I vari pezzi sono collegati tra loro tramite viti, a parte i listelli con la colla.

Prima sono stati avvitati gli occhielli sui piloni, poi successivamente i piloni sono staticollegati tra loro tramite la struttura al di sotto e quella al di sopra della strada. Poi dopoaver messo i chiodi ai lati della strada, questa è stata appoggiata sulla sua struttura disostegno tra i due piloni e fissata a essi. Poi sono stati attaccati i parapetti e in seguito sonostate fissate le corde. Queste non sono collegate una ad una occhiello-chiodo perchésarebbe stato un problema fare un nodo ogni chiodo e ogni occhiello, quindi è una cordaunica con un nodo all’inizio e uno alla fine che passa attraverso gli occhielli e intorno aichiodi, quindi da un occhiello all’altro e da un chiodo all’altro.

Le dimensioni non sono perfettamente in scala perché la strada avrebbe dovuto avere unospessore di 0,3/0,4 mm, troppo sottile per piantare i chiodi e per non flettersi alla forza ditensione delle corde. La scala delle altre dimensioni è stata più o meno rispettata. Non sonostate riscontrate particolari difficoltà nella realizzazione.

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