La riqualificazione della S.S. 640 “di Porto Empedocle”, che collega Porto Empedocle alla S.S. 626 Caltanissetta-Gela attraversando le province di Agrigento e Caltanissetta, prevede il miglioramento delle condizioni plano-altimetriche di tracciato e il raddoppio della carreggiata, secondo le caratteristiche del tipo III delle Norme CNR 78/80. L’intervento ha per obiettivo il riassetto del sistema viario in ambito regionale ed è finalizzato al sostegno dello sviluppo economico-territoriale dell’isola. I numerosi importanti centri di attrazione turistica e in particolare la Valle dei Templi, di recente riconosciuta dall’UNESCO bene di interesse mondiale, costituiscono poli di attrazione sui quali l’economia locale e regionale intendono puntare con particolare determinazione.
La nuova S.S. 640 attraversa un’area molto sensibile dal punto di vista ambientale, che richiede un’attenzione particolare nella progettazione dell’infrastruttura al fine di garantirne le migliori condizioni di integrazione e di inserimento nel territorio e nell’ambiente.
La qualità architettonica delle principali opere d’arte in relazione all’ambiente, unitamente alla scelta dei più opportuni interventi di mitigazione e/o compensazione degli impatti ambientali, costituisce l’obiettivo fondamentale del progetto. Il viadotto Serra Cazzola 1, ubicato tra le progressive km 19+272 e 20+252, è l’opera principale del tratto stradale in provincia di Agrigento. L’interesse ambientale della vallata attraversata, la lunghezza complessiva del viadotto e l’altezza massima da fondovalle sono elementi che hanno richiesto una particolare cura, sia nella definizione della tipologia strutturale, sia nella scelta delle tecniche costruttive.
L’altezza delle pile, in particolare, ha imposto la ricerca di una soluzione a grandi luci con un unico impalcato contenente le due carreggiate stradali, al fine di conferire all’opera carattere di unitarietà e leggerezza (Figura 1). Le campate hanno una scansione a luci crescenti con l’altezza da fondovalle (da 55 m a 120 m), in modo da conseguire maggiore trasparenza e favorire un corretto inserimento dell’opera nel contesto ambientale. Le dimensioni delle singole campate sono invece condizionate dalla tecnica costruttiva utilizzata. Parallelamente ai suddetti elementi di carattere generale, particolare attenzione è stata dedicata allo studio formale delle pile e alla loro armonizzazione con l’impalcato soprastante al fine di pervenire ad una soluzione architettonicamente valida.
La descrizione dell’opera
L’impalcato
Il viadotto presenta 12 campate (luci 55-70-3×90 -120-3×90- 2×70- 55 m) per uno sviluppo complessivo di 980 m. La larghezza complessiva dell’impalcato, pari a 26,50 m, è composta dalle due carreggiate stradali di 10,50 m (ciascuna suddivisa in due corsie di marcia da 3,75 m e due banchine, rispettivamente da 1,75 e 1,25 m), due marciapiedi laterali da 1,50 m e 2,50 m di spartitraffico centrale.
La pendenza trasversale dell’impalcato è realizzata inclinando i traversi e mantenendo costante lo spessore della soletta. Per la raccolta e l’allontanamento delle acque provenienti dalla piattaforma stradale sono previsti due canali di alluminio rivestiti da un fascione di alluminio verniciato. L’impalcato è a sezione composta acciaio-calcestruzzo ed è costituito da due travi metalliche (bi-trave) a doppio T poste a distanza di 12,50 m e da traversi a doppio T estradossati e aggettanti ad interasse di 4 m circa, sui quali è ordita una soletta di 25 cm di spessore. La carpenteria metallica è interamente saldata e verniciata. Le travi hanno altezza costante di 2,90 m sulle campate esterne da 55 e 70 m e variabile con legge parabolica sulle campate da 90 m e su quella centrale da 120 m. Sulla campata centrale l’altezza varia da 3,00 m (L/40) in mezzeria a 5,50 m (L/22) sugli appoggi.
I traversi correnti hanno altezza variabile da 1,60 a 1,79 m nella parte centrale e da 0,40 a 1,60 m nella parte a sbalzo. Nelle campate principali, per un tratto di circa 25 m a cavallo degli appoggi, i traversi presentano un’altezza maggiorata di circa 60 cm rispetto alla sezione corrente, per far fronte alla verifica di stabilità delle piattabande. I traversi e i montanti presenti in corrispondenza degli appoggi hanno l’ulteriore funzione di trasferire le azioni orizzontali del vento e del sisma agli appoggi e quindi alle sottostrutture.
I montanti di pila sono realizzati con 3+3 piatti disposti simmetricamente rispetto all’anima, ad un interasse di 0,40 m, in modo da garantire il corretto trasferimento delle reazioni vincolari all’impalcato anche in presenza di escursioni termiche longitudinali. In corrispondenza dei traversi, le travi sono irrigidite da montanti a T saldati alle anime e alle piattabande. Il telaio costituito dal traverso e dai montanti ha anche la funzione di stabilizzare le piattabande inferiori sia nelle fasi di varo che in esercizio. Per garantire la stabilità nelle fasi di montaggio e getto della soletta l’impalcato è irrigidito da un controvento provvisorio.
In esercizio, la presenza della soletta rende inutile la funzione dei controventi che potranno pertanto essere smontati. La soletta è realizzata in opera su predalle, con sequenze ottimizzate di getto che prevedono l’esecuzione dei conci di campata prima di quelli a cavallo degli appoggi, in modo da prevenire la fessurazione durante le fasi costruttive. La connessione della soletta alla carpenteria metallica è realizzata con pioli tipo “Nelson” di diametro 22 mm sulle travi e 19 mm sui traversi.
Le sottostrutture
Le pile hanno un’altezza variabile da 13 a 58 m e sono costituite da un fusto a sezione cava, variabile linearmente nella direzione trasversale, e da un pulvino a sezione variabile con raccordo curvo, in grado di realizzare l’allargamento necessario ad ospitare gli appoggi dell’impalcato. Particolare attenzione ha richiesto la definizione della forma delle pile ed in particolare del pulvino per le notevoli dimensioni richieste dalla tipologia dell’impalcato. Le fondazioni sono costituite da zattere su 16-20-25 pali del diametro di 1.500 e di lunghezza 30-35-40 m. Le spalle hanno sezione a C e sono sedi dei ritegni sismici.
Nella spalla S1, sede degli appoggi fissi, sono stati posizionati quattro dispositivi di ritegno elastico a doppio effetto da 4.000 kN, mentre nella spalla S2, sede degli appoggi scorrevoli, quattro dispositivi di tipo elastico a doppio effetto da 4.000 kN accoppiati con shock transmitter che permettono le deformazioni “lente” dell’impalcato (ritiro, escursioni termiche), ma non i movimenti “veloci” indotti dal sisma. I ritegni sono collegati alla parete paraghiaia mediante barre di acciaio fissate a due piastre contrapposte alla parete stessa. Le fondazioni sono costituite da zattere su 40 pali del diametro di 1.200 mm profondi 20 m su S1 e 25 m su S2.
Gli aspetti costruttivi
La costruzione delle pile
Per la costruzione delle pile sono state progettate casseforme metalliche speciali, montate su mensole rampanti MF 240, per sezioni di getti con altezza variabile. Per quanto riguarda i pulvini, considerata la complessità della forma e le notevoli dimensioni, è stato necessario prevedere una cassaforma specifica ed eseguire due sezioni di getto con altezza 3,50 m l’una. Tutte le casseforme sono metalliche speciali, sostenute da puntellazioni per getti controterra rovesciate nelle zone di testa del pulvino e dotate di tre livelli di passerelle per assicurare la massima flessibilità di movimento agli operatori.
Il varo della carpenteria metallica
Per il montaggio dell’impalcato metallico si è fatto ricorso ad un doppio varo a spinta: la prima parte dell’impalcato (55+70+3×90+60) è stato spinto dalla spalla lato Agrigento, la seconda (55+2×70+3×90+60) dalla spalla lato Caltanissetta. I due vari hanno richiesto un avambecco di circa 40 m di lunghezza, una pila provvisoria P1*, posta a 90 m di distanza dalla pila P2, sul lato della spalla S1 e due pile provvisorie P10* e P11*, poste a 90 m e 180 m dalla pila P9, sul lato S2.
Le pile provvisorie hanno lo stesso passo di 90 m delle pile P2-P5 e P6-P9 e quindi consentono il varo a spinta dei due tratti di impalcato a sezione variabile con sezioni di altezza massima ad interasse di 90 m. Una volta completate le operazioni di spinta si realizza la saldatura dei due tronconi nella mezzeria della campata di 120 m, previa imposizione di una distorsione sugli appoggi sulle due pile a cavallo della campata di 120 m, al fine di imporre un diagramma dei momenti simile a quello di trave continua.