Una panoramica del progetto Oosterweel Link
Il progetto di Oosterweel riguarda il nuovo collegamento autostradale di 15 km sviluppato da Lantis per completare la tangenziale R1 di Anversa (Belgio). Si tratta di un progetto di primaria importanza per il Belgio, la cui progettazione è iniziata negli anni Novanta. Il costo totale stimato è di circa 4,5 miliardi di Euro.
La circonvallazione di Anversa costituisce una componente fondamentale della rete centrale di trasporto transeuropea (TEN-T).
Questo nuovo progetto collegherà la E17 (Gent) e la E34/N49 (Bruges) sulla riva sinistra del fiume Schelda con le Autostrade E19/A12 verso i Paesi Bassi ed E34/E313 verso la Germania e il Lussemburgo e avrà la funzione di spostare il traffico pesante del lato Sud verso il lato Nord, riducendo i problemi di mobilità (Figura 1).
Nel Febbraio 2018 sono iniziati i primi lavori di costruzione. La nuova infrastruttura autostradale sarà completata nel 2024, mentre il tunnel della Schelda aprirà al traffico nel 2027. L’intero collegamento dovrebbe diventare operativo nel 2030.
La progettazione e l’installazione
La collaborazione di Maccaferri Maccaferri ha contribuito alla progettazione e realizzazione delle strutture in terre rinforzate con la fornitura della famiglia di prodotti Terramesh, sistema utilizzato in Europa e nel mondo per sostenere o consentire la costruzione di infrastrutture in aree urbane ristrette, realizzando muri di sostegno, rilevati stradali, muri d’ala e spalle di ponti (https://www.maccaferri.com/it/).
La peculiarità del caso riguarda la progettazione e realizzazione dei GRS-IBS (Geosynthetic Reinforced Soil-Integrated Bridge Systems), soluzioni innovative per la costruzione di spalle di ponti, rese ecocompatibili grazie all’uso combinato di geogriglie polimeriche ad alta resistenza e di rinforzi in rete metallica a doppia torsione Terramesh [1].
La progettazione e il comportamento di queste strutture dipendono dall’interazione tra gli elementi di rinforzo e il terreno circostante, che si basa sulle proprietà dei materiali utilizzati e sui metodi di costruzione [2]. L’interazione terreno-rinforzo è estremamente importante perché è il meccanismo con cui le forze vengono trasferite tra i rinforzi e il terreno circostante [3].
L’Ufficio Tecnico Corporate di Maccaferri ha supportato i Progettisti dalle prime verifiche preliminari di stabilità globale e interna (Figura 2), con analisi LEM (Limit Equilibrium Method) eseguite con il software MacStars (Maccaferri Stability Analysis of Reinforced Soils and Walls), alle analisi di deformazione FEM (Finite Elements Method, [4]) a causa delle stringenti restrizioni sugli spostamenti.
Le strutture in terra rinforzata sono state progettate secondo gli Eurocodici e l’NBN EN 1997-1 ANB (allegato nazionale per il Belgio).
L’installazione
Il progetto prevede l’installazione di 23.000 m2 di rivestimento in “Terramesh Verde®”, 16.000 m2 di rivestimento in “Terramesh Mineral® e Terramesh System®”, 275.000 m2 di geogriglie ParaGrid® e ParaLink® e 5.000 m2 di rivestimento in gabbioni (Figura 3) [5].
I tre prodotti Terramesh si differenziano per il paramento, che può essere verticale (System) o inclinato, quest’ultimo con facciata in pietrame (Mineral) o vegetata (Verde).
Per quanto riguarda le spalle di ponte a Oosterweel, per motivi architettonici, la maggior parte delle strutture presenta una facciata in pietrame.
I vantaggi della soluzione
Il Terramesh si è rivelato un sistema flessibile e affidabile (Figura 4). La durabilità della rete metallica a doppia torsione con rivestimento polimerico inserita nel terreno garantisce una durata di progetto di 120 anni.
Il responsabile alla progettazione ha scelto di adottare soluzioni ecocompatibili rispetto ai consueti muri di sostegno in cemento armato scelti nel progetto originale. Le terre rinforzate garantiscono minori emissioni di CO2 grazie all’utilizzo di terreno in situ, rispetto ai muri in calcestruzzo che hanno un impatto maggiore sull’ambiente.
diretta di un ponte in calcestruzzo
Inoltre, la maggiore rapidità di realizzazione delle strutture in terra rinforzata rispetto alle strutture in calcestruzzo, rende la soluzione più economica grazie al risparmio di tempo e manodopera (rapporto di installazione: tra 100 e 150 m2/squadra/giorno senza considerare gli sbancamenti).
La collaborazione BIM
A causa del gran numero di interferenze è stato necessario ricorrere al Building Information Modelling (BIM) che ha permesso di anticipare alcuni problemi di costruzione, fornendo dettagli costruttivi completi, a vantaggio dell’installazione dei materiali.
Gli oggetti BIM Maccaferri sono stati utilizzati anche per aiutare l’Appaltatore nella progettazione di particolari geometrie (Figura 5) e per i disegni esecutivi utilizzati in fase di costruzione.
L’installazione
Nel 2022 è stata costruita la spalla diretta del ponte G03 in terra rinforzata (Figura 6 sotto) con altezza massima di 13 m e inclinazione del paramento di 85°. Sono state utilizzate le unità Terramesh System® abbinate a geogriglie ParaLink® e Paragrid® con resistenza a trazione nominale da 150 kN/m a 700 kN/m.
Le principali sfide incontrate hanno riguardato l’ottimizzazione e il calcolo dei materiali durante le fasi di progettazione, realizzati con l’uso combinato di tecnologie LEM, FEM e BIM, e soprattutto la posa in opera, a causa della particolare geometria dei paramenti delle strutture previste dal progetto.
La geometria delle strutture costruite è stata verificata con prove in situ, risultando coerente con le tolleranze di progetto.
La corretta applicazione delle procedure di installazione redatte da Maccaferri ha garantito la realizzazione di queste importanti opere da parte dell’Impresa nel rispetto dei requisiti progettuali.
Inoltre, la fase di precarico (Figura 7 sotto) e il monitoraggio degli spostamenti durante l’intera fase di costruzione e postcostruzione sono stati particolarmente importanti per il varo del ponte e hanno mostrato dei cedimenti in direzione verticale finali inferiori a 160 mm (Figura 8).
Conclusioni
La tecnologia di terra rinforzata Terramesh si è dimostrata una soluzione innovativa per la costruzione di spalle dirette di ponti, con considerevoli vantaggi economici e di compatibilità ambientale rispetto alla tradizionale soluzione in calcestruzzo.
Particolare attenzione è stata posta in fase di progettazione: in particolare il BIM si è rivelato decisivo nell’ottimizzazione e nel calcolo dei materiali e nell’anticipazione di alcuni problemi di costruzione e interferenze.
In fase di installazione il controllo sulle procedure di costruzione e sulla qualità dei materiali ha consentito di realizzare una struttura con elevate caratteristiche prestazionali, come dimostrato dai valori ridotti dei cedimenti misurati nel monitoraggio.
Dati tecnici
- Stazione Appaltante: Lantis
- Contraente Generale: Stadsbader NV
- Progetto definitivo ed esecutivo: Arcadis/Lantis
- Esecutori dei Lavori: Carlucci Costruzioni
- Importo dei lavori: 4,5 miliardi di Euro
- Data di inizio lavori: 2021
- Data di ultimazione: In corso
Bibliografia
[1]. BGS, Belgian Geosynthetics Society – “Infrastructuurwerken Oosterweelverbinding – gewapende gronden”, Travaux d´infrastructure liaison Oosterweel remblais renforcés, Brussels, 2022.
[2]. F. Masola, G. Lugli, M. Arndt – “Bridge Brug van den Azijn in Belgium – 75° inclined mechanically stabilized earth walls”, GeoResources Journal, 3/2018.
[3]. G. Lugli, F. Masola, M. Scotto – “MSE retaining structure with cement-stabilized backfill and tilted facing panels: design considerations and installation procedure”, Proceedings of the XVII ECSMGE-2019, Reykjavik, 2019.
[4]. D. Tubertini, R. Uccellini, M. Vicari – “Advanced Numerical modelling of geogrids and steel wire meshes”, in M. Barla, A. Di Donna, D. Sterpi (eds) Challenges and innovations in geomechanics, IACMAG 2021, Lecture Notes in Civil Engineering, vol. 126. Springer, Cham, https://doi.org/10.1007/978-3-030-64518-2_104.
[5]. F. Masola, D. Tubertini, S. De Maesschalck – “Steel meshes and GRS-IBS in Oosterweel Verbinding, Linkeroever”, 12th International Conference on Geosynthetics, 2023.
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