Carico vivo e carico morto

Forze della natura

I carichi morti e vivi sono essenzialmente carichi verticali, mentre le forze della natura possono essere sia verticali che orizzontali. Il vento causa due carichi importanti, uno chiamato statico e l’altro dinamico. Il carico statico del vento è la pressione orizzontale che cerca di spingere un ponte lateralmente. Il carico dinamico del vento provoca un movimento verticale, creando oscillazioni in qualsiasi direzione. Come la rottura di una corda di violino troppo usata, le oscillazioni sono vibrazioni che possono causare il cedimento di un ponte. Se un ponte è sottile e non adeguatamente sagomato e supportato, può subire pericolosi movimenti verticali o torsionali (torsione).

L’espansione e la contrazione dei materiali del ponte a causa del caldo e del freddo sono state minimizzate dall’uso di giunti di espansione nel ponte insieme ai cuscinetti ai pilastri e alla sommità delle pile. I cuscinetti permettono al ponte di reagire alle variazioni di temperatura senza causare stress dannosi al materiale. Negli archi, gli ingegneri a volte progettano cerniere per ridurre le sollecitazioni causate dal movimento della temperatura.

I ponti moderni devono anche resistere ai disastri naturali come i cicloni tropicali e i terremoti. In generale, i terremoti sono meglio sopportati da strutture che portano un peso morto il più leggero possibile, perché le forze orizzontali che derivano dalle accelerazioni del terreno sono proporzionali al peso della struttura. (Questo fenomeno è spiegato dalla legge fondamentale newtoniana della forza uguale alla massa per l’accelerazione). Per i cicloni, è generalmente meglio che il ponte sia progettato aerodinamicamente per avere poco materiale solido di fronte ai venti, in modo che possano passare attraverso o intorno al ponte senza provocare oscillazioni pericolose.