La forza di spinta nella condotta è dovuta a due motivi fondamentali, indipendentemente dal tipo di tubo:
- Forza di spinta dovuta alla pressione idraulica
- Forza di spinta causata dall’arresto o dall’avvio del flusso in prossimità di stazioni di pompaggio e camere di valvole
In genere, la forza di spinta si forma quando c’è un cambiamento nella direzione del flusso. La sollecitazione causata dalla forza di fiducia nei tubi o nei giunti (curve, T, Y, estremità dei tubi e riduttori eccentrici o concentrici) porta a danni o spostamenti nella condotta se non si interviene in modo adeguato.
Condotte con giunti flessibili
La forza di spinta deve essere adeguatamente gestita attraverso progetti ingegneristici e la costruzione di blocchi di spinta nei punti sopra menzionati.
Condotte con giunti vincolati
A causa della capacità intrinseca dei tubi biassiali con giunti vincolati di sopportare le sollecitazioni longitudinali e anulari, una buona parte della forza di spinta esercitata è supportata dal giunto vincolato e la parte restante, che causa lo spostamento, deve essere accolta da blocchi di spinta o ancoraggi.
Condotte con giunti flessibili e vincolati
È possibile sostituire un tubo monoassiale con giunti flessibili e un tubo biassiale con giunti vincolati quando è probabile una forza di spinta. In questo sistema, la condotta viene progettata e installata come una combinazione di tubi monoassiali e giunti flessibili con tubi biassiali e giunti vincolati per determinate lunghezze determinate dai risultati dell’analisi delle sollecitazioni. Se necessario, si possono utilizzare anche blocchi
di spinta.
La Figura 6.1 mostra la forza di spinta in corrispondenza di diversi tipi di giunti.
Figura 6.1 La forza di spinta su vari giunti
Blocchi di Spinta
I blocchi di spinta aumentano la capacità dei giunti di resistere alle sollecitazioni di spinta. La Figura 6.2 mostra un tipico blocco di spinta per una curva orizzontale (gomito).
Figura 6.2 Un tipico blocco di spinta per un gomito
La Figura 6.3 mostra un tipico blocco di spinta per una curva verticale.
Figura 6.3 Un tipico blocco di spinta per una curva verticale
Nella Tabella 6-1 sono elencati i valori conservativi tipici delle resistenze orizzontali per i vari tipi di terreno.
Tabella 6-1 Valori conservativi tipici per le resistenze orizzontali per vari tipi di terreno
Resistenza del cuscinetto orizzontale
| Suolo | kN/m2 |
| Muck | 0 |
| Argilla morbida | 48 |
| Limo | 72 |
| Limo Sabbioso | 144 |
| Sabbia | 192 |
| Argilla Sabbiosa | 287 |
| Argilla dura | 431 |
Sebbene i valori sopra indicati si siano dimostrati efficaci nella progettazione dei blocchi di spinta e siano stati inclusi fattori di
sicurezza conservativi, l’affidabilità dei calcoli dipende fortemente dalla determinazione del tipo di terreno nativo. correttamente.
La progettazione dei blocchi di spinta viene eseguita secondo le istruzioni dell’AWWA M45 (capitolo 7). L’indagine geotecnica è necessaria per determinare l’accurata resistenza alla portanza e al taglio del terreno.
Rivestimento in calcestruzzo
I tubi devono essere immobilizzati in presenza della forza di sollevamento nell’installazione sott’acqua e della forza di sollevamento causata dal getto del calcestruzzo e dalla penetrazione dell’acqua nella trincea. I tubi devono essere ancorati alla soletta di base con almeno due
cinghie (Figura 6.4). La distanza massima tra le cinghie è indicata nella Tabella 6-2. Il calcestruzzo deve scorrere intorno al tubo senza creare problemi.
| 1 | Cinghia |
| 2 | Ancora |
Figura 6.4 Ancoraggio dei tubi
Tabella 6-2 Distanza massima delle cinghie
| DN | Distanza massima (m) |
| <200 | 1.5 |
| 200 – 400 | 2.5 |
| 500 – 600 | 4.0 |
| 700 – 900 | 5.0 |
| ≥1000 | 6.0 |
Collegamento a una struttura rigida
La condotta deve essere sufficientemente flessibile da sopportare l’assestamento consentito. In caso contrario, l’assestamento menzionato, in particolare quando la condotta è sostenuta da un blocco di spinta, da un collegamento a un pozzetto nel sistema di acque reflue, da camere
di valvole, o dove la rigidità del terreno cambia, o dove è richiesta una fondazione in calcestruzzo, è di grande importanza e richiede considerazioni speciali.
A causa delle variazioni di rigidità del terreno, il terreno di fondazione in prossimità di una struttura rigida deve essere adeguatamente compattato. Si raccomanda di utilizzare un terreno stabilizzato con cemento accanto alla struttura rigida per DN>1500 mm.
Collegamento monoassiale del tubo a strutture rigide
Un metodo tipico ed efficace è quello di utilizzare un giunto in fibra di vetro sulla struttura rigida insieme a un pezzo corto (Figura 6.5). Va notato che nel collegamento di una condotta a una struttura rigida è consentito un solo pezzo corto.
| Descrizione | ||
| 1 | Tubo corto | Lunghezza massima: minore di 2 m e 2*DN |
| Lunghezza minima: minore di 1m e 1*DN | ||
| 2 | Accopiamento | |
| 3 | Struttura rigida | |
| 4 | Area sotto il cortopezzo | Questa zona deve essere riempita con il materiale di riempimento iniziale. e deve poi essere compattato |
Figura 6.5 prevenzione dell’assestamento differenziale quando un tubo monoassiale è collegato a una struttura rigida
I valori minimi e massimi ammissibili per il pezzo corto (per il collegamento dei tubi monoassiali e biassiali a una struttura rigida) sono stati riportati nella Tabella 6-3.
Tabella 6-3 I valori massimi e minimi ammissibili per il pezzo corto
| Diametro del tubo (mm) | Lunghezza minima (mm) | Lunghezza massima (mm) |
| Diametro grande (DN≥300mm) | Massimo 1m e 1×DN | Massimo 2 m e 2×DN |
| Diametro ridotto (DN<300mm) | 300 | 500 |
Collegamento biassiale del tubo a strutture rigide
In un collegamento biassiale di un tubo a una struttura rigida, è necessario avvolgere un nastro di gomma intorno al tubo nel punto di collegamento prima di procedere con il calcestruzzo. L’elastico deve sporgere dal calcestruzzo per almeno 25 mm (Figura 6.6).
| Descrizione | ||
| 1 | Elastico | |
| 2 | Struttura rigida | |
| 3 | L’area sotto il tubo | Quest’area deve essere riempita con materiale per l’inglobamento della zona del tubo e successivamente adeguatamente compattato |
Figura 6.6 Collegamento biassiale del tubo a una struttura rigida
Valvole
È essenziale ancorare le valvole in modo che assorbano la spinta della pressione.
Non è necessario incassare le connessioni degli ugelli nel calcestruzzo. Gli ugelli a T con le seguenti caratteristiche non devono essere rivestiti di calcestruzzo. La Figura 6.7 mostra un ugello a T.
− Il diametro dell’ugello non supera i 300 mm.
− Il diametro della testata è 3 volte superiore al diametro dell’ugello.
Figura 6.7 Un ugello a T