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Ponte danese, know-how italiano

I sistemi provvisionali e la consulenza progettuale Doka Italia per i getti in opera della joint venture, guidata da Itinera SpA, nel cantiere del nuovo ponte Storstrøm

Uno dei pochi ponti al mondo che combinano in un’unica sezione trasversale asimmetrica una ferrovia ad alta velocità a due binari, un’autostrada a doppia carreggiata e una pista ciclopedonale, lo Srorstrømbroen, in costruzione in Danimarca, ha un cuore italiano (si veda “Strade & Autostrade” n° 156 Novembre/Dicembre 2022 a pag. 128 con https://www.stradeeautostrade.it/materiali-e-inerti/soluzioni-sostenibili-per-i-rilevati-stradali-dello-storstrom-bridge/).

Il nuovo manufatto, che avrà una lunghezza complessiva di circa 3,8 km e collegherà le isole di Falster e Masnedø (Region Sjælland), è stato infatti commissionato dal Direttorato per le Strade (Vejdirektoratet) del Ministero dei Trasporti danese a una joint venture di Società di costruzione del nostro Paese e guidata da Itinera SpA.

Il ponte Storstrøm costituisce un ulteriore potenziamento della rete stradale e ferroviaria danese, destinato a svolgere un’azione combinata con lo strategico progetto di tunnel del Fehmarn Belt, concepito per unire l’isola danese di Lolland con quella tedesca di Fehmarn (si vedano anche gli articoli sui fascicoli n° 128 Marzo/Aprile 2018 a pag. 48 con https://www.stradeeautostrade.it/gallerie-e-tunnelling/la-costruzione-del-fehmarnbelt-fixed-link/ e n° 130 Luglio/Agosto 2018 a pag. 48 conhttps://www.stradeeautostrade.it/gallerie-e-tunnelling/la-sicurezza-nel-fehmarnbelt-fixed-link/).

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1. Il nuovo ponte Storstrøm da 3,8 km si sostituirà a quello preesistente, integrando l’alta velocità ferroviaria con un’autostrada a doppia carreggiata e una pista ciclopedonale

La costruzione è stata pianificata dal Vejdirektoratet nei pressi del preesistente, omonimo ponte ferroviario e stradale ad arco della lunghezza di 3,2 km inaugurato nel 1937, che verrà demolito dopo l’ultimazione di quello nuovo.

L’esigenza nasce dalle limitazioni imposte dall’infrastruttura del secolo scorso, che non consentiva al traffico automobilistico il superamento dei 50 km/ora e prevedeva un solo binario ferroviario.

Il progetto: prefabbricazione e getto in opera

Il Consorzio italiano SBJV (Storstrøm Bridge Joint Venture) si è aggiudicato nel 2018 la progettazione e la realizzazione di un ponte strallato centrale a due campate della lunghezza complessiva di 320 m e due viadotti di accesso con 44 campate da 80 m ciascuna, per una lunghezza totale di 3.832 m.

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2. Fondamentale è stato il contributo italiano al cantiere: la joint venture incaricata della progettazione e della realizzazione è guidata da Itinera SpA, mentre le strutture provvisionali e la relativa consulenza progettuale sono di Doka Italia SpA

Il concept alla base del progetto sviluppato dallo Studio de Miranda Associati, cui è subentrato in fase esecutiva lo Studio danese Ramboll, prevede il ricorso alla prefabbricazione per alcuni elementi strutturali e al getto in opera per altri. Gli elementi principali da cui sarà costituito il nuovo Storstrømbroen sono i seguenti:

  • campate, pile e spalle gettate in opera;
  • campate prefabbricate precompresse;
  • conci pila prefabbricati.

Le due campate centrali per il canale navigabile saranno strallate ed entrambe della lunghezza di 160 m, mentre al centro del canale saranno posizionati il pilone e l’antenna di un’altezza pari a circa 90 m. 

Strutture provvisionali da manuale

Il know-how italiano non è presente solo nella joint venture incaricata della costruzione. Doka Italia si è aggiudicata infatti la parte di strutture provvisionali per le opere civili da realizzare con getto in opera quali fondazioni, spalle, pile, pulvini, le due campate dell’impalcato lato Sud e le due del lato Nord (www.doka.com).

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3. 44 campate da 80 m per i viadotti di accesso

I sistemi di casseratura Doka impiegati per gli elementi verticali di questo cantiere sono la cassaforma a telaio Framax Xlife, la cassaforma a travi e correnti di grandi dimensioni Top50 e una cassaforma speciale metallica.

I sistemi di sostegno per l’impalcato del ponte Storstrøm comprendono invece le torri di puntellazione D2 e Staxo 100 con dispositivi di sicurezza integrati, i puntelli per solaio Eurex 30 ed Eurex 60 e dei puntelli speciali.

Al di là dei sistemi impiegati, l’elemento qualificante del lavoro dei Tecnici Doka Italia per le strutture provvisionali di questo ponte consiste nella sfida rappresentata dalla progettazione degli elementi di casserature e di puntellazione secondo i requisiti di calcolo danesi per le opere provvisionali.

Oltre agli Eurocodici EN 13670, EN 12812 e EN 1990-1999, per i calcoli strutturali si è tenuto conto dell’annesso danese DS 2427, che impone criteri più conservativi nella valutazione dei coefficienti di sicurezza, dei documenti tecnici chiamati “Falsework and formwork – AAB e Falsework and formwork SAB”, e del “Supervision Handbook” ideato per far rispettare tutti i form di ispezione e avanzamento lavori.

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4. Doka Italia ha progettato le strutture provvisionali secondo i requisiti di calcolo danesi

Le strutture più critiche per il processo di calcolo sono state le puntellazioni ad alta portata Staxo 100 e D2, che è stato necessario calcolare in classe di conseguenza 3 (CC3), amplificando i carichi del 10% (Kfi).

La classe CC3 corrisponde a elevate conseguenze con perdita di vite umane, o conseguenze molto gravi in termini economici, sociali o ambientali, e impone una serie di ulteriori verifiche che devono essere riportate nelle relazioni di calcolo di sistema.

Gioco di squadra per gli Stakeholder

Lo scopo del manuale di supervisione è quello di evitare incidenti legati alle strutture provvisionali, e deve essere raggiunto descrivendo e fornendo indicazioni sul processo adottato durante la pianificazione, la progettazione, la costruzione e il controllo di puntellazioni e casseforme.

I vari Stakeholder, i diversi ruoli che questi ricoprono in fase di progettazione e costruzione e il modo in cui interagiscono sono fondamentali per il processo di approvazione dei form contenuti nel “Supervision Handbook”.

  • Doka seguirà le strutture delle campate di accesso
    5 Doka seguirà le strutture delle campate di accesso
    5. Doka si è aggiudicata il lavoro riguardante le strutture provvisionali per il getto in opera delle quattro campate di accesso (due sul lato Nord e due sul lato Sud)
  • I puntelli T7
    6 I puntelli T7
    6. I puntelli T7 impiegati per lo Storstrøm

Un interlocutore presente in tutte le fasi su incarico dell’Ente Committente Vejdirektoratet è stato Cowi, un Gruppo di consulenza danese con sede a Lyngby, che si occupa di ingegneria, infrastrutture, edilizia e ambiente e ha preso parte a oltre 50.000 progetti in 175 Paesi.

In fase progettuale, Cowi ha ricoperto per conto della Committenza il doppio ruolo di Falsework Assessor e Falsework Inspector, ovvero si è occupato sia della supervisione che dell’esame della documentazione di progetto fornita dalle Società appaltatrici.

Figuravano poi Michele Bolzoni e Ivan Vertemati, rispettivamente Project Manager e Falsework Estimator di Doka Italia, e Rodrigo Affonso per lo Studio de Miranda Associati. Quella del Falsework Estimator è una figura importante per la riuscita del processo, perché deve avere sempre una panoramica generale dei propri calcoli e di quelli altrui.

Prima dell’avvio delle opere in calcestruzzo è prevista dal manuale una procedura di avviso di completamento riguardante casseforme, strutture di puntellazione e fondazione, in cui il Falsework Coordinator (ruolo affidato in questo caso alle Società danesi Lui Strandgaard e Lui Consult), a seguito di un’ispezione, segnala che le strutture provvisionali sono pronte. Il Falsework Inspector lo conferma successivamente al Committente. 

  • Il mockup di una metà della sezione
    7 Il mockup di una metà della sezione
    7. Il mockup di una metà della sezione asimmetrica del ponte, realizzato in sito prima dell’inizio delle attività
  • I sistemi di puntellazione
    8 I sistemi di puntellazione
    8. I sistemi di puntellazione D2 e Staxo 100 con dispositivi di sicurezza integrati

La spalla ideale per i ponti

La puntellazione D2 di Doka, impiegata insieme a Staxo 100 per il ponte Storstrøm, è una soluzione basata su telai di tre altezze in acciaio zincato a caldo – di notevole economicità e indicata per vari ambiti d’impiego – tra cui, in particolare, il sostegno alle centinature nella costruzione di ponti con carichi elevati e particolari esigenze in tema di stabilità: la puntellazione consente, infatti, di deviare in maniera sicura le forze orizzontali, come il carico dovuto al vento.

Gli elementi leggeri sono tra le caratteristiche principali di questo sistema a montaggio manuale che non richiede utensili, con altezze di telaio fino a 1,20 m ed elementi di numero ridotto ed elevata maneggevolezza grazie allo studio ergonomico, che rendono il processo più rapido.

La larghezza di 1,52 m del telaio garantisce un’elevata stabilità, i telai di base sono facilmente sopralzabili e la portata raggiunge i 60 kN per ogni stelo. Nel sistema è integrato un ausilio per la salita, utilizzabile come scala di servizio.

  • Le puntellazioni Staxo 100
    9A Le puntellazioni Staxo 100
    9A. Le puntellazioni ad alta portata Staxo 100 e D2 sono state calcolate dai Tecnici Doka Italia per carichi maggiorati del 10%
  • Le puntellazioni D2
    9B Le puntellazioni D2
    9B. Le puntellazioni ad alta portata Staxo 100 e D2 sono state calcolate dai Tecnici Doka Italia per carichi maggiorati del 10%
  • La sezione trasversale
    10 La sezione trasversale
    10. La sezione trasversale tipo delle puntellazioni negli esecutivi Doka

La distanza variabile da 1,00 m a 2,50 m tra i telai consente un ottimale sfruttamento delle portate, e le tre altezze di telaio diverse – 0,90, 1,20 e 1,80 m – rendono possibile l’adeguamento in altezza a passi di 30 cm: quest’ultimo ha un alto livello di precisione grazie agli elementi registrabili presenti nella testa e nella base.

Il montaggio delle torri è semplice e rapido sia in orizzontale che in verticale. In presenza di torri scala di particolare altezza, le unità possono essere premontate in orizzontale e successivamente sovrapposte con l’utilizzo di gru.

I piani di montaggio facilitano il montaggio e lo smontaggio della torre scala e della costruzione superiore, e l’impiego di basi traslabili consente di portare interi tavoli di casseratura in maniera rapida al luogo d’impiego.

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11. Per la sezione principale dell’impalcato e le sue componenti interne sono state impiegate le casseforme Top 50 con travi H20 Top P

Soluzione da top… 50 per l’impalcato

Per il getto in opera dei vari elementi che compongono la sezione trasversale asimmetrica dell’impalcato dello Storstrømbroen è stato impiegato un altro collaudato sistema Doka, ovvero la cassaforma a travi di grandi dimensioni Top 50, adattabile a ogni tipo di carico ed esigenza morfologica grazie alla sua modularità.

Nel cantiere della nuova infrastruttura danese, il Top 50 – di cui abbiamo precedentemente approfondito la versatilità anche in ambito edilizio, parlando della nuova San Pellegrino FlagshipFactory – è stato adottato sia per il getto dal basso verso l’alto della sezione principale e delle delta frame che ne compongo la parte interna, sia per i blister che recepiscono le campane per la post-tensione dell’impalcato.

In combinazione col sistema Top 50, per il getto dei blister sono stati impiegati anche delle centine in legno realizzate su misura.

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    12 Una delle bocche di riempimento
    12. Un dettaglio di una delle bocche di riempimento (o bocche di getto) presenti in ogni modulo Top 50
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    13 Le bocche di riempimento
    13. Le bocche di riempimento, visibili sulla sinistra nei moduli pronti per il disarmo, sono ubicate su tutti i casseri Top 50, compresi quelli per il getto delle delta frame (o colonne interne) al centro

Tempi e costi ridotti, ma in sicurezza

Un’altra soluzione Doka impiegata in Danimarca – in questo caso per il getto delle strutture di fondazione delle pile – è il sistema a telaio Framax Xlife che, con pochi elementi utilizzati in orizzontale o in verticale, consente di raggiungere una modularità a passo 15 cm.

Tutti gli elementi di collegamento e gli accessori sono integrati nel sistema, anche in questo caso per ottenere tempi di casseratura ridotti e la massima economicità. Il pannello Xlife ha un rivestimento in materiale plastico, mentre i telai sono in acciaio, zincati a caldo e verniciati a polvere.

L’esecuzione del lavoro è resa più rapida dal numero ridotto di ancoranti, e le grandi distanze tra questi ultimi – fino a 1,35 m – consentono di ridurre tempi di casseratura e spese di manodopera.

  • Gli elementi speciali impiegati
    14 Gli elementi speciali impiegati
    14. Un dettaglio degli elementi speciali impiegati col Top 50 per il getto dei blister
  • Un dettaglio del blister
    15 Un dettaglio del blister
    15. Un dettaglio del blister dopo il disarmo
  • I sistemi Doka per le pile
    16 I sistemi Doka per le pile
    16. I sistemi Doka adottati per le pile sono il Framax Xlife per la struttura di fondazione e una cassaforma metallica speciale per il fusto pila a sezione esagonale e il pulvino

La modularità a passo 15 cm è concepita nell’ottica di una maggiore maneggevolezza e semplicità di pianificazione, e con cinque larghezze di elementi consente un adeguamento perfetto a ogni conformazione planimetrica, la creazione di unità compatte che possono essere traslate rapidamente con la gru, una progettazione e una logistica semplificate e l’ottenimento di giunzioni perfette.

Altro aspetto coerente con l’approccio Doka e i principi guida seguiti per la realizzazione dello Storstrøm, particolarmente focalizzati sulla protezione del Personale da qualsiasi tipo di incidente, è il sistema di accesso sicuro XS, che riduce il rischio di infortunio e garantisce condizioni di lavoro a norma.

Per i fusti pila e i pulvini, infine, è stata predisposta da Doka Italia una cassaforma metallica speciale. 

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