INTRODUZIONE

L'analisi della risposta strutturale viene valutata calcolando la deformata statica del ponte e la risposta dinamica di quest'ultimo al vento turbolento in termini di spostamenti e accelerazioni della struttura. Il calcolo delle deformazioni statiche e dinamiche permette poi la valutazione degli sforzi in condizioni statiche e dinamiche, giungendo così a definire, per ogni punto di verifica della struttura, l'amplificazione dinamica delle sollecitazioni indotte dal vento rispetto ai valori calcolati staticamente. Per affrontare le problematiche relative alla stabilità aeroelastica ed all'analisi della risposta al vento turbolento, si adottano delle metodologie che utilizzano sia modelli matematici, sia prove sperimentali in galleria del vento. In particolare si utilizzano modelli globali del ponte e modelli sezionali dell'impalcato. I profili dell'impalcato e delle torri vengono ottimizzate dal punto di vista aerodinamico realizzando dei modelli in varie scale. Tali metodologie vengono verificate e perfezionate mediante confronti con rilievi di campagna di prove al vero effettuate su ponti esistenti. Esse si possono riassumere nei seguenti punti.

PROCEDURA PER L’ANALISI STRUTTURALE

Modellazione della struttura

L'intera struttura viene schematizzata mediante un modello numerico tridimensionale completo ad elementi finiti, nel quale si adottano elementi di tipo beam per i cassoni, i traversi e le torri e di tipo cable per il sistema di sospensione ed i pendini. Una prima analisi riguarda il calcolo delle frequenze naturali dei modi principali di vibrare. Questa analisi è importante per valutare se i primi modi, flessionale e torsionale, possano favorire l'instabilità per flutter.

Generazione numerica della storia temporale del vento incidente

Viene utilizzata una procedura numerica per definire una distribuzione spazio-temporale del vento agente sulla struttura, partendo dalle caratteristiche statistiche (scale integrali, correlazioni, indici di turbolenza, ecc.) misurate al vero sul sito.

Definizione delle forze aerodinamiche generalizzate

Il calcolo delle forze agenti sugli elementi costituenti il ponte (impalcato, funi e torri) viene eseguito utilizzando la Teoria Quasi-Statica Corretta, facendo uso delle polari statiche e dei parametri aerodinamici definiti da prove in galleria del vento. Le azioni così calcolate sono riferite alla generica sezione del ponte, e quindi dipendono dalle componenti del vento e dal moto del ponte in quella sezione. Tali forze devono poi essere ridotte ai gradi di libertà della struttura, al fine di ottenere le forze generalizzate agenti sui nodi del modello ad elementi finiti del ponte.

Risposta statica e dinamica del ponte

Per calcolare il comportamento dinamico del ponte soggetto al vento turbolento, viene dapprima calcolata la deformata media del ponte soggetto a vento laminare costante pari al valore medio. La configurazione statica del ponte viene poi considerata come posizione iniziale per la successiva analisi dinamica al vento turbolento. Ciò consente inoltre la linearizzazione delle equazioni dinamiche, con notevole risparmio di tempo di calcolo.