UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI PADOVA

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ESERCITAZIONE N° 3: Progetto di un tombino ... Una nuova strada interseca un canale di sezione trapezia con sponde 2/1 e 3/2 e larghezza al fondo b. = 8 m.

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA IDRAULICA, MARITTIMA E GEOTECNICA

CORSO DI COSTRUZIONI IDRAULICHE – A.A. 2001-02 PROF. LUIGI DA DEPPO ING. NADIA URSINO

ESERCITAZIONE N° 3: Progetto di un tombino

Esercitazione n° 3

1. Premessa

1. Premessa: Una nuova strada interseca un canale di sezione trapezia con sponde 2/1 e 3/2 e larghezza al fondo b = 8 m. La pendenza del canale è if=10-4. Si vuole dimensionare un tombino di lunghezza L=40 m che sia in grado di convogliare la portata Q=20 m3/s, sapendo che nel canale vi è un franco di 3 m rispetto al piano di campagna. Il tombino viene realizzato in calcestruzzo armato gettato in opera, quindi per facilitare le operazioni e per ridurre i costi di costruzione si è scelta come forma della sezione trasversale quella rettangolare. Il tombino è uno scatolare in quanto è realizzato con una struttura a telaio rettangolare con completa continuità e solidarietà fra copertura, piedritti e fondo. Si è assunto che l’opera stradale intersechi ortogonalmente il corso del canale. L’imbocco e lo sbocco del tombino con il canale esistente, devono essere ben raccordati per limitare al massimo le perdite di carico e per evitare il ristagno di materiali sui due lati, e devono anche essere rivestiti o protetti in modo di impedire eventuali erosioni. La lunghezza ottimale del raccordo deve essere tale per cui l’angolo tra il muro di raccordo e l’asse del canale sia non superiore ai 12°15°,assunto 12°. Il tipo di raccordo realizzato è a cuneo. Un raccordo ben sagomato dà luogo a perdite di carico dell’ordine di 0.1-0.3 della differenza dei carichi cinetici: il coefficiente è più elevato per lo sbocco (corrente decelerata) che per l’imbocco (corrente accelerata). 1.1. Dati di progetto: Caratteristiche geometriche del canale: Sezione trapezia angolo sponda sx (2/1) angolo sponda dx (3/2) Larghezza al fondo Pendenza del canale Dislivello dovuto alla pendenza Portata Franco Larghezza alveo sommità

tanα1 (°) = tanα2 (°) = b (m) = if = Δz = Q (m³/s) = h1 (m) = B (m) =

Caratteristiche geometriche del tombino: Lunghezza Larghezza I canna Larghezza II canna Altezza tombino Spessore divisorio tra le due canne Larghezza tombino allo sbocco Spessore delle pareti Spessore della platea di fondazione Spessore della soletta di copertura Sbalzo platea di fondazione Peso specifico calcestruzzo

L (m) = l1 (m) = l2 (m) = D (m) = l3 (m) = b1 (m) = Sp (m) = Ssf (m) = Ssc (m) = Sb (m) = γ cls (Kg/cmq) =

Caratteristiche geometriche del raccordo: Coefficiente di scabrezza di Gauckler Strickler per tombino Angolo di inclinazione del raccordo Lunghezza raccordo

KS (m1/3/s) = δ (°) = L2 (m) =

0,50 0,67 8,00 0,0001 0,0040 20,00 3,00 27,84

40 1,80 1,80 2,1 0,5 4,10 0,50 0,80 0,60 0,20 2500,00

60,00 12 9,17

2

Esercitazione n° 3

1. Premessa

Numero sezioni calcolo profilo Distanza tra le varie sezioni Angolo riduzione alveo sx Angolo riduzione alveo dx

n= L3 (m) = α sx = α dx =

4 3,06 51,02 42,82

Coefficiente di scabrezza di Gauckler Strickler per l'alveo

KS (m1/3/s) =

40,00

Coefficiente di scabrezza di Gauckler Strickler per tombino Coefficiente di inbocco Coefficiente di sbocco Coefficiente di contrazione per imbocco arrotondato

KS (m1/3/s) = ki = ks = Cc =

60,00 0,30 0,50 0,80

2. Studio del profilo a moto permanente che s’instaura nel corso d’acqua: Il canale in questione ha sezione trapezia, senza presenza di golene laterali, con pendenza delle scarpate diversa dalla sponda sinistra e quella destra. Si vuole calcolare il profilo di moto permanente che si instaura nel canale nel caso non sia presente il tombino in modo da avere così le condizioni al contorno per calcolare anche il profilo che si instaura a seguito della costruzione del manufatto. Il calcolo del livello del moto permanente verrà calcolato facendo una serie di iterazioni dell’equazione della portata dove tutti i valori vengono posti in funzione dell’altezza y. La quota cercata sarà quella per la quale il risultato della portata sarà uguale o superiore a quella di progetto.

Q = v ⋅ A = 20 m3/s ⎡ ⎛ y y ⎞ ⎤ ⎟⎟ ⎥ + ⎢ y ⋅ ⎜⎜ bo + 23 2 n 2 n ⎛ A⎞ 1 2 ⎝ ⎠ ⎥ 23 12 12 Q = K s ⋅ RH ⋅ i ⋅ A = K s ⋅ ⎜ ⎟ ⋅ i ⋅ A = K s ⋅ ⎢ ⎢ ⎛ 1 1 ⎞⎥ ⎝P⎠ ⎟⎟ ⎥ + ⎢ bo + y ⋅ ⎜⎜ ⎢⎣ ⎝ senα1 senα 2 ⎠ ⎥⎦

23

⎛ y y ⎞ ⎟ ⋅ i1 2 ⋅ y ⋅ ⎜⎜ bo + + 2n1 2n2 ⎟⎠ ⎝

Il calcolo a rigore deve essere fatto due volte per considerare il diverso coefficiente di scabrezza tra l’alveo e le pareti di raccordo del tombino. Naturalmente dove il coefficiente di Gauckler-Strickler è maggiore il livello del pelo libero risulta essere inferiore, però vista la lunghezza del raccordo si considera che tale livello non faccia a tempo ad instaurarsi. Di seguito rono riportati i due risultati ottenuti da foglio elettronico: Calcolo caratteristiche del moto permanente nel canale: y 2,67

A 33,80089

P 18,77563

Numero di Froude Altezza linea dell'energia

Fr = Hv (m) =

Area sezione critica Altezza critica Velocità crirtica Numero di Froude critico

Ac (mq) = yc (m) = vc (m) = Fr =

Rh 1,800253

v 0,5919463

0,116 < 1 2,69 m

Q 20,008315

Moto lento governato da valle

7,25 0,78 2,76 1,00

3

Esercitazione n° 3

2. Calcolo del profilo a moto permanente

Calcolo caratteristiche del moto permanente nel canale di raccordo: y 2,15

A 25,28938

P 16,68351

Rh 1,5158303

v 0,7917443

Q 20,022719

Questa situazione però non riuscirà mai a verificarsi poiché il tratto con scabrezza più elevata risulta essere troppo corto per provocare variazioni del pelo libero. Si considera quindi che l'altezza del pelo libero sia pari a 2,67 m appena alla fine del raccordo di sbocco

3. Integrazione del profilo allo sbocco: Poiché il moto nel canale risulta essere di tipo lento, il profilo risulta essere condizionato dalle condizioni di valle. Ipotizzando che l’altezza di moto uniforme nel canale si instauri alla fine del raccordo, si deve procedere all’integrazione del profilo di rigurgito fino alla sezione di sbocco del tombino per vedere se lo sbocco risulta essere sommerso oppure no. Il passo di integrazione scelto è di 1m, così da ottenere un andamento del pelo libero il più possibile coincidente con quello che si dovrebbe verificare. Di seguito viene riportata la tabella utilizzata per integrare il profilo: Dove: • Tirante = yo • A(liquida) • RH = raggio idraulico • v= Q/A(liquida) • J= pendenza della linea dell’energia • Fr= numero di Froude • Δx = passo di integrazione • Jmed = pendenza media della linea dell’energia fra due sezioni contigue J med = ( Ji +Ji+1) / 2 •

Frmed2 = numero di Froude medio tra due sezioni contigue Frmed2 = ( Fi 2+ Fi+1 2 ) / 2

• •

Δy = correzione pelo libero y = nuovo tirante

Si è verificato che il tirante raggiunge la sezione di sbocco del tombino ad una altezza pari a 2.567 m. Ciò evidenzia il funzionamento del tombino come idraulicamente lungo, cioè all’interno del tombino il pelo libero tocca la parte superiore del manufatto prima di arrivare allo sbocco evidenziando quindi che esso si trova in condizioni di pressione.

4

Esercitazione n° 3

3. Integrazione del profilo allo sbocco

x=

9,17

m

Tirante 2,668

B 17,34

b 8

A(liquida) 33,80

P 18,78

RH 1,80

v 0,592

J 4,44E-05

Fr 0,116

2,668

15,14

8,00

30,87

18,78

1,64

0,648

6,01E-05

0,127

2,647

15,06

8,00

30,52

18,69

1,63

0,655

6,20E-05

0,129

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

5,23E-05

1,60E-02

-2,13E-02

2,647 1,02

15,06

8,00

30,51

18,69

1,63

0,656

6,21E-05

15,06

8,00

x=

8,16

m

Tirante 2,646

B 15,06

b 7,58

2,646

14,64

7,58

30,51

18,69

1,63

0,656

6,21E-05

0,129

A(liquida) 30,51

P 18,69

RH 1,63

v 0,656

J 6,21E-05

Fr 0,129

29,39

18,26

1,61

0,680

6,82E-05

14,62

7,58

x=

7,14

m

Tirante 2,640

B 14,62

b 7,15

2,640

14,20

7,15

18,24

1,61

0,682

6,87E-05

0,134

A(liquida) 29,31

P 18,24

RH 1,61

v 0,682

J 6,87E-05

Fr 0,134

17,82

1,58

0,710

7,59E-05

14,18

7,15

28,10

17,80

1,58

0,712

7,65E-05

1,66E-02

-1,95E-05

6,21E-05

1,66E-02

-5,90E-07

2,646

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

6,51E-05

1,78E-02

-5,32E-03

y 2,646 2,641

6,85E-05

1,80E-02

-1,76E-04

2,640

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

7,23E-05

1,94E-02

-5,83E-03

0,139

y 2,640 2,635

1,02 2,635

6,21E-05

0,134

29,31

28,19

-6,46E-04

2,646

1,02 2,641

1,65E-02

0,129 1,02

2,646

6,11E-05

2,646 1,02

2,646

y 2,668

7,62E-05

1,96E-02

-2,13E-04

0,140

2,634 1,02

7,65E-05

1,96E-02

-7,77E-06

Esercitazione n° 3

3. Integrazione del profilo di sbocco

2,634

14,18

7,15

x=

6,12

m

Tirante 2,634

B 14,18

b 6,73

2,634

13,75

6,73

28,10

17,79

1,58

0,712

7,66E-05

0,140

A(liquida) 28,10

P 17,79

RH 1,58

v 0,712

J 7,66E-05

Fr 0,140

26,98

17,37

1,55

0,741

8,48E-05

2,634

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

8,07E-05

2,13E-02

-6,41E-03

0,146

2,628 1,02

2,628

13,73

6,73

26,89

17,35

1,55

0,744

8,57E-05

13,73

6,73

x=

5,11

m

Tirante 2,628

B 13,73

b 6,31

2,628

13,31

6,31

26,88

17,34

1,55

0,744

8,57E-05

0,147

A(liquida) 26,88

P 17,34

RH 1,55

v 0,744

J 8,57E-05

Fr 0,147

25,77

16,92

1,52

0,776

9,55E-05

13,28

6,31

25,67

16,89

1,52

0,779

9,65E-05

13,28

6,31

x=

4,09

m

Tirante 2,620

B 13,28

b 5,89

2,620

12,86

5,89

1,52

0,779

9,66E-05

0,154

A(liquida) 25,67

P 16,89

RH 1,52

v 0,779

J 9,66E-05

Fr 0,154

1,49

0,814

1,08E-04

12,83

5,89

24,45

16,44

1,49

0,818

1,09E-04

-1,04E-05

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

9,06E-05

2,34E-02

-7,07E-03

y 2,628 2,621

9,60E-05

2,36E-02

-3,16E-04

2,620 9,65E-05

2,36E-02

-1,41E-05

2,620

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

1,02E-04

2,58E-02

-7,84E-03

0,161

y 2,620 2,613

1,02 2,613

2,15E-02

0,154

16,89

16,47

8,57E-05

0,153

25,67

24,56

-2,58E-04

2,628

1,02 2,620

2,15E-02

2,628

1,02 2,621

8,53E-05

0,147 1,02

2,628

y 2,634

1,09E-04

2,61E-02

-3,90E-04

0,162

2,612 1,02

1,10E-04

2,61E-02

-1,94E-05

6

Esercitazione n° 3

3. Integrazione del profilo di sbocco

2,612

12,83

5,89

x=

3,07

m

Tirante 2,612

B 12,83

b 5,46

2,612

12,41

5,46

24,44

16,44

1,49

0,818

1,10E-04

0,162

A(liquida) 24,44

P 16,44

RH 1,49

v 0,818

J 1,10E-04

Fr 0,162

23,34

16,01

1,46

0,857

1,23E-04

2,612

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

1,17E-04

2,87E-02

-8,73E-03

0,169

2,603 1,02

2,603

12,38

5,46

23,22

15,98

1,45

0,861

1,25E-04

12,37

5,46

x=

2,06

m

Tirante 2,603

B 12,37

b 5,04

2,603

11,95

5,04

23,21

15,98

1,45

0,862

1,25E-04

0,171

A(liquida) 23,21

P 15,98

RH 1,45

v 0,862

J 1,25E-04

Fr 0,171

22,11

15,55

1,42

0,904

1,42E-04

11,92

5,04

21,98

15,51

1,42

0,910

1,44E-04

11,91

5,04

x=

1,04

m

Tirante 2,592

B 11,91

b 4,62

2,592

11,49

4,62

1,42

0,910

1,45E-04

0,180

A(liquida) 21,98

P 15,51

RH 1,42

v 0,910

J 1,45E-04

Fr 0,180

1,38

0,958

1,65E-04

11,45

4,62

20,74

15,04

1,38

0,964

1,68E-04

-2,69E-05

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

1,34E-04

3,20E-02

-9,77E-03

y 2,603 2,593

1,43E-04

3,25E-02

-6,09E-04

2,592 1,44E-04

3,26E-02

-3,80E-05

2,592

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

1,55E-04

3,61E-02

-1,10E-02

0,190

y 2,592 2,581

1,02 2,581

2,91E-02

0,180

15,51

15,09

1,25E-04

0,179

21,98

20,88

-4,85E-04

2,603

1,02 2,592

2,90E-02

2,603

1,02 2,593

1,24E-04

0,170 1,02

2,603

y 2,612

1,67E-04

3,67E-02

-7,73E-04

0,192

2,581 1,02

1,68E-04

3,68E-02

-5,44E-05

7

Esercitazione n° 3

3. Integrazione del profilo di sbocco

2,581

11,45

4,62

x=

0,02

m

Tirante 2,581

B 11,45

b 4,19

2,581

11,03

4,19

20,73

15,04

1,38

0,965

1,69E-04

0,192

A(liquida) 20,73

P 15,04

RH 1,38

v 0,965

J 1,69E-04

Fr 0,192

19,64

14,62

1,34

1,018

1,94E-04

2,581

Δx

Jmed

Fr n+12

Δy

1,02

1,81E-04

4,10E-02

-1,25E-02

0,202

2,568 1,02

2,568

10,98

4,19

19,49

14,57

1,34

1,026

1,98E-04

10,98

4,19

19,48

14,56

1,34

1,027

1,99E-04

1,96E-04

4,18E-02

-9,95E-04

0,204

2,567 1,02

2,567

0,205

y 2,581

1,99E-04

4,19E-02

-7,96E-05

2,567

8

Esercitazione n°3

4. Integrazione profilo con una canna funzionante

4. Integrazione del profilo all’interno del tombino con una canna funzionante: Il tombino che ci si appresterà a dimensionale verrà eseguito con due canne della stessa dimensione; questa scelta progettuale deriva dalla possibilità di mantenere in funzione il tombino anche durante le operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria dello stesso. Per effettuare il dimensionamento del tombino in modo rigoroso senza che ci siano sovradimensionamenti inutili che portano solo ad avere un costo totale dell’opera eccessivo, si è deciso di partire dalla condizione più gravosa per lo stesso, quella di funzionamento di una sola canna che deve riuscire a convogliare la massima portata registrata per questo canale. Si considera inoltre la situazione di massimo sovralzo a monte, infatti gli argini del fiume sono alti 5,67 m dal fondo dell’alveo, considerato un franco di un metro, il massimo sovralzo che può verificarsi a monte del tombino è di 4.67 m. Si calcola così il massimo dislivello che può instaurarsi tra monte e valle (Δh) e, dalla relazione del calcolo della portata, stabilendo per motivi costruttivi e di manutenzione una altezza del tombino minima di 2.10 m, si calcola la larghezza della canna in grado di riuscire a convogliare l’intera portata. Q = C ⋅ A ⋅ 2 ⋅ g ⋅ Δh = ki + k s +

2⋅ g ⋅ L ⋅ (b ⋅ y ) ⋅ 2 ⋅ g ⋅ Δh = 20 m3 / s K s2 ⋅ RH4 3

introducendo quindi i valori si trova che la dimensione della canna deve essere di: - Altezza = 2.10 m - Larghezza = 1.80 m Si vuole ora integrare il profilo all’interno del tombino per vedere se, come supposto in precedenza, la sezione di sbocco risulta essere in pressione. Per far questo integro il profilo per differenze finite partendo questa volta da monte visto che la corrente si trova in condizioni rapide. Dove: CC : coefficiente di contrazione di vena contratta stabilito pari a 0,8. Altezza sezione contratta yct = CC ⋅ D Velocità sezione contratta

vCt = 2 ⋅ g ⋅ ( H − yC )

Le condizioni critiche del moto sono: QC2 ycrit = = 2,326 < y0 g ⋅ b2 g iC = = 0,001169 > i0 y crit ⋅ K S2 3

Il passo di integrazione scelto è di 0,02 m cosi’ da ottenere con buona approssimazione un profilo del pelo libero più reale possibile. Il risultato dell’integrazione è riportato in tabella, specificando che: Tirante = y 0 (iniziale); y 0 +0,02 (successivamente) A liq = b*tirante area delle varie sezioni considerate Rh =

A liq

raggio idraulico B + tirante Q v = C velocità del fluido nelle varie sezioni A liq

Esercitazione n° 3

4. Integrazione profilo con una canna funzionante

V2 J = 2 4 / 3 perdita di energia KS ⋅ R h V numero di Froude Fr = g ⋅ tirante Δy differenza di quota tra sezione n e sezione n+1 J + J n +1 J med = n valore medio tra due iterazioni 2 2 ⎛ Fr , n + Fr , n +1 ⎞ 2 ⎟⎟ valore medio di Fr2 tra due iterazioni Fr , med = ⎜⎜ 2 ⎝ ⎠ 2 1 − Fr , med prod = i − J med Δx = prod*Δy distanza parziale tra una sezione e l’altra x 0 = 0 ordinata di partenza x i = x n + x n +1 distanza progressiva dall’inizio del tombino

Dimensionamento tombino con una canna funzionante: Area tombino Perimetro bagnato Velocità nel tombino media Raggio idraulico

A [mq] = P [m] =

3,78 7,8

Dislivello monte/valle Altezza monte tombino Altezza linea dell'energia Numero di Froude

v [m/s] = Rh = 1/C^2 = C= Δh = H [m] = Hm [m] = F=

5,29 0,485 1,373 0,531 1,96 4,62 4,64 1,166

Altezza sezione contratta

yct [m] =

1,68

r [m] = r/D = L/D =

moto rapido

0,2 0,095 19,048

10

Esercitazione n°3

4. Integrazione profilo con una canna funzionante

tirante 1,68 1,7

area liq 3,024 3,06

Rh 0,59 0,59

V 6,61 6,54

J 0,0248 0,0241

Fr 1,63

delta y

J med

(Fr med)^2

0,02

0,0244

2,61

3,096

0,59

6,46

0,0234

3,132

0,59

6,39

0,0227

1,55

1,76

3,168

0,60

6,31

0,0221

1,52

0,0215

3,24

0,60

6,17

0,0209

3,276

0,60

6,11

0,0204

1,45

1,84

3,312

0,60

6,04

0,0198

1,42

0,0193

3,384

0,61

5,91

0,0188

0,61

5,85

0,0183

1,35

1,92

3,456

0,61

5,79

0,0179

1,33

0,0218

2,27

58,57

1,17

0,0212

2,20

56,64

1,13

0,0206

2,12

54,70

1,09

0,0201

2,05

52,75

1,06

0,0196

1,99

50,79

1,02

0,0191

1,93

48,82

0,98 11,51

0,0186

1,87

46,83

0,94 12,45

0,0181

1,81

44,83

0,90 13,34

0,02 0,0174

1,21

10,53

0,02

5,73

60,48

1,38

3,42

0,61

2,35

1,40

1,9

3,492

0,0224

9,52

0,02

1,94

1,25

8,46

0,02 1,88

62,38

7,37

0,02 5,97

2,43

6,24

0,02

0,61

0,0231

1,47

1,82

3,348

1,29

1,49

0,02

1,86

64,27

5,07

0,02 1,8

2,52

3,86

0,02 6,24

0,0237

2,61

0,02

0,60

1,32

1,57

1,74

3,204

66,15

x 0,00 1,32

0,02

1,78

Δx

1,60 0,02

1,72

prod

0,0177

1,75

42,81

0,86

1,31

14,20 0,02

0,0172

1,70

40,78

0,82

Esercitazione n° 3

4. Integrazione profilo con una canna funzionante

1,96

3,528

0,62

5,67

0,0170

1,29

15,02 0,02

1,98

3,564

0,62

5,61

0,0166

3,6

0,62

5,56

0,0162

3,636

0,62

5,50

0,0158

1,24

2,04

3,672

0,62

5,45

0,0154

1,22

0,0151

3,744

0,63

5,34

0,0147

3,78

0,63

5,29

0,0144

0,73

0,0160

1,55

34,62

0,69

0,0156

1,51

32,54

0,65

0,0153

1,46

30,44

0,61

1,20

18,48 0,0149

1,42

28,34

0,57

1,18

19,04 0,02

2,1

36,69

17,87

0,02 2,08

1,60

17,22

0,02 5,39

0,0164

16,52

0,02

0,63

0,77

1,25

2,02

3,708

38,74

15,79

0,02

2,06

1,65

1,27 0,02

2

0,0168

0,0146

1,38

26,21

0,52

1,17

19,57

Il livello del pelo libero all'interno del tombino tocca prima dello sbocco evidenziando così un comportamento del tombino di tipo "lungo"

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Esercitazione n°3

5. Integrazione profilo con due canne in funzione

5. Integrazione del profilo all’interno del tombino con due canne funzionanti: Effettuo ora gli stessi calcoli per vedere come si comporta il tombino a regime, con la massima portata affluente ma questa volta con entrambe le canne aperte. Nel foglio di calcolo di seguito riportato vengono riportati i risultati fondamentali:

Controllo funzionamento tombino con due canne: Area tombino Perimetro bagnato Velocità nel tombino media Raggio idraulico

A [mq] = P [m] = v [m/s] = Rh = 1/C^2 = C=

6,048 10,32 3,31 0,586 1,245 0,646

Dislivello monte/valle Altezza monte tombino Altezza linea dell'energia Numero di Froude

Δh = H [m] = Hm [m] = F=

0,69 3,26 3,38 0,815

Altezza sezione contratta

yct [m] =

1,68

r [m] = r/D = L/D =

moto lento

0,2 0,095 19,048

Si vede che in questo caso il numero di frode è inferiore ad 1, ciò la corrente si trova in condizioni di moto lento e quindi il profilo risulta essere governato dalle condizioni di valle. A valle, cioè allo sbocco del tombino abbiamo che il livello del pelo libero è superiore all’altezza dell’apertura del tombino stesso e quindi ci sarà una risalita dell’acqua da valle verso monte che provocherà l’innalzamento del pelo libero. 6. Verifica al galleggiamento dell’opera: La verifica al galleggiamento è gestita prudenzialmente per il tratto centrale dell’attraversamento. Il calcolo della spinte che entrano in gioco è calcolato in corrispondenza della sezione del tombino più penalizzata per quanto riguarda la quantità di materiale utilizzato, infatti nella parte centrale mancano i setti in calcestruzzo relativi alle due canne posti nell’imbocco e nello sbocco dello stesso. Si ipotizza la falda ad altezza 4.80 m dal riferimento 0.00 m assunto sul fondo dell’alveo. L’effetto stabilizzante è garantito dal peso del tombino considerando il peso specifico del calcestruzzo di γcls = 2500 kg/m3 . L’azione destabilizzante è la spinta di galleggiamento dovuta all’acqua di falda per tale tratto e per metro lineare di canna che è calcolata moltiplicando il volume immerso (cioè il volume del tombino) per il peso specifico dell’acqua.

Verifica stabilità al galleggiamento: Peso platea fondazione Peso pareti laterali Peso platea copertura

Ppf (Kg) = Ppar (Kg) = Ppc (Kg) =

11000 7875 7650

Esercitazione n° 3

6. Verifica al galleggiamento

Peso totale manufatto

Pt (Kg) =

26525

Volume totale immerso Spinta al galleggiamento

Vi (m^3) = Sg (Kg) =

18,17 17825

Coefficiente di sicurezza al galleggiamento =

1,49

VERIFICATO

Durante la fase di costruzione il coefficiente di sicurezza è superiore al valore limite di sicurezza pari, per opere di questo tipo, a 1.3. Ad opera completata, considerando anche il contributo dell’acqua e del terreno sovrastante, il contributo stabilizzante diventa ancora maggiore incrementando così il coefficiente di sicurezza.

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