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I viadotti delle complanari

Ad Est di Roma, le nuove complanari potenziano il tratto di penetrazione urbana dell'Autostrada A24, Roma-L'Aquila. I lavori, completati a Febbraio 2014, con quattro mesi di anticipo rispetto al cronoprogramma, sono stati eseguiti dalla Società Toto Costruzioni SpA

Inizialmente progettate a livello definitivo con riferimento all’ormai superata Norma DM96, nel 2009, anche a seguito dei gravosi effetti del terremoto de L’Aquila, la Società Strada dei Parchi SpA, Concessionaria della tratta, decise di sviluppare il Progetto Esecutivo delle complanari secondo le nuove NTC2008.

Immagini

  • La sezione trasversale corrente su viadotto
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    La sezione trasversale corrente su viadotto
  • Il viadotto Cerroncino
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    Il viadotto Cerroncino
  • La prefabbricazione delle travi V160
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    La prefabbricazione delle travi V160
  • Il nuovo viadotto Osa con a destra e sinistra, rispettivamente, gli omonimi viadotti dell’esistente A24 e della linea ferroviaria ad Alta Velocità RM-NA
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    Il nuovo viadotto Osa con a destra e sinistra, rispettivamente, gli omonimi viadotti dell’esistente A24 e della linea ferroviaria ad Alta Velocità RM-NA
  • Lo schema dei vincoli del viadotto dell’Osa
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    Lo schema dei vincoli del viadotto dell’Osa
  • Gli apparecchi di appoggio delle spalle con sistema di dissipazione oleodinamico integrato FIP
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    Gli apparecchi di appoggio delle spalle con sistema di dissipazione oleodinamico integrato FIP
  • I dispositivi trasversali del viadotto Dell’Osa
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    I dispositivi trasversali del viadotto Dell’Osa
  • I denti di arresto trasversale sulle spalle
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    I denti di arresto trasversale sulle spalle

Ciò ha comportato, oltre alla modifica dell’approccio progettuale, la sostanziale variazione delle azioni sismiche di progetto, con valori massimi dello spettro di risposta orizzontale più di dieci volte superiori a quanto precedentemente considerato.

Dati generali

Il tratto di Autostrada A24, interessato al potenziamento e il cui concessionario è la Società Strada dei Parchi SpA, ha una lunghezza complessiva di 5,5 km e parte dalla barriera di Roma-Est, a Lunghezza, fino allo svincolo con Via Palmiro Togliatti.

I lavori, appaltati dalla Toto Costruzioni SpA e iniziati nel 2011, si sono conclusi a Febbraio del 2014, quindi con qualche mese di anticipo rispetto al cronoprogramma che ne prevedeva la chiusura a Giugno. Il Progetto Esecutivo, a firma dell’Ufficio Tecnico ToTo SpA, è stato redatto con la consulenza specialistica della Mario Petrangeli e Associati Srl per quanto attiene la generalità delle opere in c.a., gli impalcati in cap e per le analisi simiche.

La sezione trasversale corrente, su opera d’arte, ha una dimensione di piattaforma da 11,25 m fuoritutto, con 8,50 m di bitumato, marciapiede da 2 m in destra e cordolo da 75 cm in sinistra.

Tra le dieci opere d’arte principali presenti, la metà sono a travi a cassoncino in CAP, con soletta di continuità in corrispondenza delle pile; le restanti sono a trave continua con impalcato a sezione composta in acciaio-calcestruzzo. Nella maggioranza dei casi, per gli impalcati in CAP, sono state impiegate due travi a V da 160 cm di altezza, su luce netta da 27,60 m.

Le travi sono state realizzate in uno stabilimento di prefabbricazione appositamente allestito nell’area di cantiere con certificazione CE di Conformità del Sistema di Controllo della produzione.

Le lunghezze dei viadotti variano da un minimo di 85 m per il Cervelletta a 310 m per il Cerroncino.

Le pile, con altezze mediamente di 10 m, sono a sezione piena, con pulvino prefabbricato in carpenteria metallica e fondazioni generalmente di tipo profondo su pali da 1.500.

Normativa e classificazione sismica

Il progetto definitivo delle nuove complanari risale al 2006; in tale sede le azioni sismiche erano state valutate adottando come Norma di riferimento il DM 16 Gennaio 1996 “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche”, assumendo un coefficiente di intensità sismica C = 0,06 secondo un approccio progettuale alle Tensioni Ammissibili.

A seguito dell’emanazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 e della Legge del 24 Giugno 2009 n° 7777 “Conversione del Decreto Legge per l’emergenza in Abruzzo”, quindi anche sulla spinta dei gravosi effetti del terremoto de L’Aquila, il Concessionario decise di sviluppare il Progetto Esecutivo delle complanari secondo le nuove NTC2008. Ciò ha comportato, oltre alla modifica dell’approccio progettuale, la sostanziale variazione delle azioni sismiche di progetto.

Le complanari si identificano come strade di categoria D urbana di scorrimento, si inseriscono in un tessuto urbano dotato di altre strade di collegamento e le opere che ne fanno parte sono realizzate mediante schemi statici e luci ordinarie.

Non sussistendo quindi nessuna delle condizioni previste dalla Norma per le opere “strategiche”, è stata assunta una vita nominale di 50 anni, indicata per “opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale”.

Per ciò che concerne la classe d’uso va considerato che nella tratta in esame l’attuale sede autostradale non risulta sismicamente adeguata (secondo i moderni criteri della progettazione antisismica) e, pertanto, potrebbe risultare inservibile in caso di un evento sismico di forte intensità.

Strada dei Parchi SpA, su indicazione di ANAS SpA, ha pertanto ritenuto appropriato adottare comunque una CU-III “Ponti la cui interruzione provochi situazioni di emergenza” cui corrisponde un coefficiente d’uso CU = 1,5. Ciò al fine di garantire, in caso di sisma violento, l’esercizio di questo tratto dell’autostrada attraverso le complanari.

Stante ciò, in base alla nuova zonizzazione sismica, nella tratta in esame l’accelerazione al suolo è mediamente pari a 0,185 g; ciò si traduce in valori massimi dello spettro di risposta orizzontale elastico (SLV) pari a 0,66 g, quindi ben 11 volte superiori a quanto considerato in sede di progetto definitivo.

Lo schema statico per le azioni sismiche

In senso longitudinale le azioni sono generalmente state trasferite ad una delle due spalle mediante dispositivi antisismici dissipativi oleodinamici di tipo integrato all’apparecchio di appoggio (FIP Industriale SpA).

Per quanto attiene le azioni trasversali allo scopo di minimizzare al massimo l’ingombro delle fondazioni delle pile (stante i numerosi vincoli posti dal contesto urbano) si è generalmente optato per uno svincolo totale degli appoggi intermedi, mantenendo fissi i soli vincoli trasversali di estremità sulle spalle.

Tale opzione consente praticamente di azzerare le azioni trasversali sulle pile, se non per il modesto contributo dell’attrito agli appoggi e della massa propria.

Con la soluzione prospettata, in termini di effetti globali per le azioni trasversali, l’intero viadotto si comporta come una trave poggiata da spalla a spalla.

La deformabilità d’insieme trasversale, e quindi il periodo proprio della struttura, è tanto maggiore quanto più è lungo il viadotto e si riduce in funzione della larghezza trasversale dell’impalcato, ovvero della sua rigidezza.

Per dare alcuni ordini di grandezza, nel caso di un viadotto in CAP di lunghezza totale 208 m, sezione trasversale con piattaforma da 11,25 e due travi a V160 (viadotto Monte Giardino Ovest), il periodo proprio trasversale della struttura è dell’ordine dei 2,8-3,0 secondi.

Ciò consente di abbattere notevolmente le azioni sismiche trasversali che agiscono, in questo caso, sulle sole spalle. In tale configurazione gli spostamenti trasversali in condizione sismica e anche quelli di esercizio sotto l’azione del vento sono dell’ordine dei 20 cm, quindi circa 1/1.000 della luce.

Nel caso illustrato siamo praticamente al limite per l’applicabilità di tale schema statico senza l’introduzione di eventuali accorgimenti.

Aumentando ulteriormente la lunghezza del viadotto, infatti, si andrebbe ad aumentare, assieme al periodo proprio, anche lo spostamento trasversale; in particolar modo, per l’esercizio, si renderebbero critiche le condizioni di comfort di marcia.