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Il nuovo ponte ad arco sul fiume Adige

Nei comuni di Dolcè e Brentino Belluno, un collegamento viario moderno e sicuro fra le due sponde interessate da viabilità importanti quali la S.P. 11 e la S.S. 12 “del Brennero”

Ponte sull'Adige

Premessa e inquadramento normativo dell’intervento ai sensi dell’Ordinanza del Capo Dipartimento della Protezione Civile n° 558 del 15 Novembre 2018 in relazione al progetto del nuovo ponte sull’Adige

Dal 28 al 30 Ottobre 2018, l’Italia Settentrionale e stata colpita da una delle piu gravi e pesanti calamita naturali degli ultimi 100 anni, la tempesta Vaia, una violenta perturbazione di origine atlantica che si è abbattuta sulle montagne e le vallate del Triveneto con abbondanti piogge e raffiche di vento che hanno toccato punte di 200 km/ora. Questi eventi hanno danneggiato in modo consistente le zone attigue al fiume Adige.

Il Trentino, il Veneto, il Friuli e anche una parte della Lombardia hanno subito devastanti danni ambientali ed economici con esondazioni, allagamenti, tetti scoperchiati, boschi rasi al suolo, frane e voragini sulle strade.

Il ponte esistente
1. Il ponte esistente

Il calcolo dei danni e stato stimato in 1.769.000.000 di Euro. Una parte delle risorse sono arrivate subito dal Fondo per le Emergenze Nazionali e la Regione Veneto, con una macchina organizzativa immediatamente operativa ed efficiente, già da Novembre 2018 ha avviato la progettazione per gli interventi di somma urgenza. Solo nel 2019 sono partiti 1.746 cantieri per quasi 468 milioni di Euro investiti.

Strade, ponti, opere idrauliche e acquedottistiche: c’era un immane lavoro di opere infrastrutturali e ambientali a cui dover far fronte per far rinascere un territorio distrutto e irriconoscibile. 

Il progetto

Il progetto dell’opera nasce dalla finalità di sostituire un ponte esistente degli anni Cinquanta (Figura 1), realizzato in conglomerato cementizio armato, la cui piattaforma stradale – unitamente all’attuale stato di degrado – risulta incompatibile ad accogliere una strada a doppio senso di marcia aperta al traffico nelle due direzioni.

Ammaloramenti alle pile
2. Particolare degli ammaloramenti alle pile

Il ponte esistente risulta inoltre pericoloso per la conformazione geometrica delle pile, il cui interasse – pari a 15 m – costituisce di fatto un ostacolo al normale deflusso delle acque del fiume con continui problemi di accumulo di detriti (Figura 2), la cui rimozione periodica risulta imprescindibile per garantirne la statica.

Pertanto, il progetto prevede la realizzazione di una nuova strada (avente uno sviluppo complessivo di circa 430 m di cat. C2 (Figura 4), posta a circa 300 m a Sud del manufatto esistente) che si ricollega a Est alla viabilita esistente mediante un innesto a “T”, mentre il collegamento a Ovest, con la S.P. 11, e previsto con la realizzazione di una nuova rotatoria (Figura 3).

Completata la realizzazione della nuova infrastruttura, il progetto prevede la demolizione del ponte esistente, compreso il relativo rilevato di approccio, con il ripristino ambientale dei luoghi.

La nuova viabilita implica, come opera di scavalco dell’Adige, un ponte ad arco di luce 110 m (misurata in asse appoggi) al fine di evitare la realizazzione di pile in alveo in accordo con le indicazioni ricevute dall’Autorita di Bacino.

Nel mese di Maggio 2022, e stato approvato il progetto definitivo dell’opera a seguito della Conferenza dei Servizi. 

Interventi previsti dal progetto
3. L’inquadramento degli interventi previsti dal progetto definitivo

La scelta tipologica

La scelta tipologica del ponte (ponte ad arco a via inferiore a spinta eliminata), attentamente ponderata per scongiurare qualsiasi problema di interferenza delle strutture con l’alveo inciso del fiume Adige, evita la presenza di pile intermedie le quali – per corsi d’acqua caratterizzati da un notevole trasporto di materiale solido – generano problemi di accumulo di detriti con conseguente necessita di lavori di manutenzione programmata, finalizzati a garantire sia il corretto deflusso delle acque che a scongiurare sollecitazioni parassite alle strutture in alveo.

Per un tratto significativo dell’asta fluviale, il nuovo ponte garantirà – dal punto di vista idraulico, sia a monte che a valle – il corretto deflusso delle acque anche in regime di piena eccezionale e consentira altresi un collegamento viario moderno e sicuro fra le due sponde interessate da viabilita importanti quali la S.P. 11 e la S.S. 12 “del Brennero”.

Inoltre il ponte ad arco, nella tipologia proposta, consente di limitare lo spessore dell’impalcato rispetto alle usuali soluzioni a trave appoggiata/continua che, per luci paragonabili (intorno a 100 m), prevederebbero ingombri assai superiori e incompatibili con i franchi idraulici da garantire nei riguardi degli eventi di massima piena (piena duecentennale).

L’impalcato ha una larghezza complessiva pari a 17,40 m misurata in asse appoggi atta ad ospitare la piattaforma stradale di larghezza 9,5 m oltre a un marcipiede e ad una pista ciclabile di larghezza rispettivamente pari a 1,5 m e 2,5 m (Figura 4).

La sezione trasversale
4. La sezione trasversale tipica del ponte

Gli elementi strutturali del sistema, a esclusione dei soli archi, sono tutti realizzati con sezioni aperte a doppio “T” in composizione saldata di facile ispezione e manutenzione.

La geometria e le scelte strutturali

Il ponte e costituito da una campata sospesa di 110 m di luce misurata in asse appoggi, sostenuta da due archi convergenti e giacenti su piani inclinati di 18° rispetto alla verticale, aventi freccia di 22,40 m.

Il collegamento archi-impalcato e garantito dalle sospensioni, costituite da funi spiroidali chiuse in acciaio ad alta resistenza diametro 80 mm, il cui interasse risulta pari a circa 8,20 m. Ogni tirante del sistema di sospensione e dotato di un capocorda fisso sull’arco e di un capocorda regolabile in corrispondenza dell’attacco sulle travi pricipali. Nelle Figure 5, 6 e 7 si riportano rispettivamente la pianta dell’opera, i prospetti longitudinale e trasversale.

Gli archi, aventi sezione circolare di diametro pari a 1.600 mm, presentano uno spessore variabile dai 40 mm alle imposte ai 30 mm in chiave (Figura 8). I due archi portanti sono collegati da sei elementi trasversali, sempre a sezione circolare, aventi funzione stabilizzante.

La pianta dell’opera
5. La pianta dell’opera

L’impalcato, la cui struttura risulta costituita da traversi metallici con sezione a doppio “T” resi collaboranti, mediante pioli “Nelson”, con una soletta in c.a. gettata in opera di 25 cm di spessore, risulta sostenuto da due travi principali di bordo alle quali risulta ancorato l’estremo inferiore del sistema di sospensione.

I traversi, collegati con nodi di continuita saldati alle travi principali, presentano un’altezza variabile da 1.400 mm in mezzeria a 1.240 mm alle estremita, in modo da assecondare la pendenza trasversale stradale e garantire il corretto scolo delle acque meteoriche di piattaforma. Il passo dei traversi risulta pari a 4.100 mm (Figura 9).

Le travi principali, oltre a sostenere l’impalcato mediante il sistema di sospensione, assorbono anche l’azione divaricante degli archi creando cosi un sistema autoequilibrato che evita il trasferimento, alle sottostrutture, di importanti azioni orizzontali dovute ai carichi gravitazionali (pesi propri e permanenti portati e ai carichi accidentali da traffico).

Le travi principali, di altezza costante pari a 2.700 mm, hanno sezione a sezione a doppio “T” con anima inclinata secondo la giacitura delle sospensioni (Figure 2 e 5). Il sistema di vincolamento e costituito da quattro appoggi e da due dispositivi a fusibile meccanico (uno per spalla).

Nello specifico, i quattro appoggi sono costituiti da isolatori elastomerici che, oltre a garantire, in ogni configurazione di carico, il trasferimento delle azioni verticali alle sottostrutture, assolvono anche una funzione dissipativa nei riguardi dell’azione sismica riducendone l’entita ai fini del dimensionamento e verifica delle spalle e relative fondazioni.

Il prospetto longitudinale
6. Il prospetto longitudinale

I dispositivi a fusibile meccanico a guida longitudinale, dimensionati per garantire l’assorbimento delle azioni trasversali dovute al vento di progetto, evitano, per tale azione, l’insorgere di spostamenti trasversali dell’impalcato garantendo così sia il comfort di marcia che le dilatazioni del ponte per effetto dell’azione termica.

Gli isolatori elastomerici previsti sono stati dimensionati per assorbire, senza rotture, gli spostamenti valutati per un terremoto avente una probabilità di superamento pari a quella prevista per lo SLC, mentre le sottostrutture e l’impalcato sono stati verificati con le sollecitazioni derivanti dalla condizione sismica SLV.

Al fine di garantire la massima sicurezza del ponte in caso di azione sismica, la cui entità dovesse essere malauguratamente superiore a quella di progetto, sono stati previsti elementi di fine corsa longitudinali e ritegni trasversali atti a mantenere comunque in sede l’impalcato.

Le fondazioni delle spalle sono di tipo profondo e risultano attestate su pali aventi diametro pari a 1 m. La spalla in destra idraulica è fondata su 24 pali di lunghezza pari a 23 m, mentre la spalla in sinistra idraulica su 28 pali di lunghezza pari a 32 m (Figura 10).

La sezione trasversale
7. La sezione trasversale

La realizzazione del ponte prevede le macrofasi di seguito descritte:

  • realizzazione dei pali di fondazione, dei plinti e delle spalle;
  • alloggiamento del sistema di vincoli;
  • realizzazione e montaggio del nuovo impalcato metallico assieme agli archi con varo a spinta;
  • applicazioni dei pre-tiri sulle funi;
  • getto della soletta e finitura dell’impalcato;
  • regolazione finale del sistema di sospensione.

L’analisi strutturale

L’analisi del ponte, di tipo tridimensionale, è stata svolta implementando un modello matematico globale dell’intera struttura con il software FEM SAP2000. Si riporta (Figura 11) un estratto del modello del solo impalcato metallico.

Le membrature metalliche sono state modellate con elementi frame (elementi tipo trave) assegnando ad ogni elemento la sezione di progetto, mentre la soletta e stata modellata con elementi bidimensionali tipo shell.

Lo spessore degli archi
8. La variazione dello spessore degli archi

Per il calcolo delle sollecitazioni sismiche che l’impalcato trasmette alle sottostrutture si e fatto riferimento allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV).

Per le componenti orizzontali dell’azione sismica e stato assunto, a favore di sicurezza, un fattore di struttura unitario. Per la componente verticale dell’azione simica e stato assunto un fattore di struttura unitario in accordo con quanto previsto dalla Normativa.

Per il dimensionamento dei dispositivi di appoggio e stato assunto lo spettro riferito allo Stato Limite di Collasso. Per quanto riguarda la scelta degli spettri assunti nell’analisi e stata condotta una Risposta Sismica Locale.

L’impiego di isolatori elastomerici ha permesso l’assunzione di un fattore di smorzamento pari a ξ = 15% con conseguente riduzione dello spettro elastico in entrambe le direzioni principali di ingresso del sisma.

In accordo con quanto previsto al §7.10.5.3.2 delle NTC 2018, la riduzione dello spettro elastico e stata eseguita per il campo di periodi T ≥ 0,8Tis assumendo per il coefficiente riduttivo ɳ il valore corrispondente al coefficiente di smorzamento ξesi del sistema di isolamento. 

La pianta di travi e traversi
9. La pianta di travi e traversi

I materiali impiegati 

Acciaio da carpenteria

Per le strutture in acciaio e previsto l’impiego di acciaio Cor-Ten da carpenteria secondo la EN10025: S355 J2W (per lamiere fino a 50 mm di spessore), S355 K2W (per lamiere oltre 50 mm di spessore) e S355 J0W (per i profilati).

Si prevede la realizzazione di un ciclo di protezione e verniciatura a tre strati delle strutture in acciaio Cor-Ten a vista dello spessore complessivo di 295 μm. 

Connettori a piolo

Per i connettori a piolo tipo Nelson si prevede l’impiego di acciaio S235 J2G3+C450, in accordo con 11.3.4.7 del D.M. 14/01/2008.

La spalla in destra idraulica
10. Pianta e vista assonometrica della spalla in destra idraulica
Funi

Si prevede l’impiego di funi spiroidali chiuse costituite da un nucleo interno di fili tondi zincati a caldo e minimo due strati esterni di fili sagomati a Z e protetti con una lega di zinco alluminio Zn95/AI5, le cui caratteristiche sono le seguenti:

  • resistenza dei fili dopo zincatura: 1.570 MPa min.;
  • proof stress Rp 0.2: 1.180 MPa min.;
  • allungamento a rottura: 4% min. su tratto utile di 250 mm;
  • E = 163.000 MPa;
  • duttilita dei fili: EN-10264;
  • zincatura: EN-10264 classe A; i fili sagomati sono preformati rispetto alla torsione in fase di cordatura;
  • funi spiroidali chiuse: Ф80 mm: Fu,k = 6.405 kN, FRd = 3.882 kN (forza di progetto).
Il modello FEM
11. Il modello FEM 3D dell’impalcato con software SAP2000

Dati tecnici

  • Soggetto Attuatore e Stazione Appaltante: Veneto Strade SpA
  • RUP: Ing. Silvano Vernizzi, Direttore Generale Veneto Strade SpA
  • Responsabile del Servizio di Progettazione e Direzione Lavori: Ing. Alessandro Zago di Veneto Strade SpA
  • Project Manager: Ing. Andrea Lucarelli di Politecnica Ingegneria e Architettura e Ing. Matteo Bordugo di Cooprogetti Scrl (consorziata Engeko Scarl)
  • Progetto preliminare e definitivo: Ing. Andrea Lucarelli e Ing. Luciano Gasparini di Politecnica Ingegneria e Architettura, Ing. Matteo Bordugo e Ing. Giuseppe Ligammari di Cooprogetti Scrl (consorziata Engeko Scarl)

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