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Il ponte Leonardo da Vinci a Sasso Marconi (BO) – quarta parte

Come ricostruire un ponte realizzato quasi 70 anni fa mantenendone l’arco iconico con luce di 144 m, ma allargandolo e adeguandolo sismicamente, in un solo anno, da Gennaio a Dicembre 2023

Il ponte Leonardo da Vinci

La prima parte dell’articolo, proposta su “S&A” n° 163 Gennaio/Febbraio 2024 a pag. 90, è online su
https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-ponte-leonardo-da-vinci-a-sasso-marconi-bo-prima-parte/

La seconda parte dell’articolo, proposta su “S&A” n° 164 Marzo/Aprile 2024 a pag. 54, è online su
https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-ponte-leonardo-da-vinci-a-sasso-marconi-bo-seconda-parte/

La terza parte dell’articolo, proposta su “S&A” n° 165 Maggio/Giugno 2024 a pag. 70, è online su
https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-ponte-leonardo-da-vinci-a-sasso-marconi-bo-terza-parte/

Il recupero di quello che fu il più grande arco italiano in calcestruzzo fino al 1960

Nel quarto capitolo del nostro racconto scendiamo lungo i tre archi paralleli con luce di 144 m che scavalcano il fiume Reno.

Questi sono gli elementi “iconici”, come si usa dire oggi, conservati nell’ambito dei lavori di parziale ricostruzione del ponte.

La scelta, come già scritto, scaturisce da una coppia di fattori indipendenti dei quali il primo, forse romantico, è l’effettivo valore storico della struttura e la sua valenza segnica nel territorio ed il secondo, più ingegneristico, è la consapevolezza dei ridotti spazi di cantiere che, prima del costo maggiore o dell’impegno tecnologico, avrebbero condizionato inequivocabilmente i tempi di realizzazione di una nuova opera ed i rischi ad essa connessi.

La fondazione della centina
1. La fondazione della centina con l’ombra del ponte

L’alternanza di plurale e singolare non deve trarre in inganno; si tratta di una sola campata ad arco realizzata con tre archi paralleli massicci di spessore di 1 m, affiancati con interasse di 4,6 m.

Gli archi pluricellulari arriveranno qualche anno dopo sulla Autostrada del Sole, dove gli archi massicci, spesso poligonali ed eroici, del Gambellato e del Merizzano di Krall o del Pecora Vecchia di Giannelli-Carè convivono con l’Aglio di Oberti e il Sambro di Morandi che, al contrario, hanno già sezioni cellulari sulle luci di 163 m e 140 m rispettivamente (fonte SIXXI).

A certificare l’importanza storica dell’arco di Sasso Marconi c’è poi anche la sua realizzazione: i tre archi paralleli furono gettati su una centina in legno (si vedono ancora alcune fondazioni), mentre sulla erigenda A1 si affermerà subito dopo il geniale sistema tubo-giunto Innocenti che rivoluzionerà la possibilità di realizzare campate di grande luce in calcestruzzo.

Salvaguardare una struttura di tale rilevanza, in esercizio da quasi 70 anni, ha imposto il confronto con le problematiche connesse alla conoscenza dell’opera nel suo stato attuale di conservazione, nonché alla realizzabilità di un qualsiasi intervento di rinforzo, con l’obiettivo finale di adeguare l’opera a quanto previsto dalle NTC2018 per la classe d’uso IV.

Progetto originario
2. I materiali del progetto originario

Il rilievo dello stato di fatto

Il percorso di conoscenza dell’opera è partito dal fortunato recupero di alcune delle tavole del progetto originario, dalle quali sono state desunte le prime importanti informazioni sulla geometria e l’armatura delle sezioni degli archi. Da qui è stata messa a punto la campagna di indagini in situ, allo scopo di verificare la corrispondenza con quanto originariamente rappresentato e di caratterizzare i materiali in opera. Come di consueto per opere coeve, infatti, sul calcestruzzo le prescrizioni progettuali non riguardavano la resistenza attesa quanto piuttosto il “dosaggio”.

Lo schiacciamento dei campioni di calcestruzzo prelevati in situ ha rilevato un ottimo materiale negli archi, con resistenza a compressione cilindrica di 32 MPa.

Le prove di trazione sulle barre d’armatura, lisce come atteso, hanno condotto a risultati assimilabili a un acciaio semi-duro, che la Circolare del Ministero dei LL.PP. 23/05/1957 n.1472 avrebbe poi indicato come Aq50.

Vespaio
3. Un autentico vespaio, cioè un nido di vespe

La campagna di indagini, per quanto estesa fino a raggiungere un livello di conoscenza LC3 secondo § 8.5.4 delle NTC2018, non ha evidentemente permesso di indagare in modo completo ed esaustivo i quasi 5.000 m2 di superficie degli archi (144 m di luce con una freccia canonica di circa 30 m, 1/5 della luce, ça va sans dire), anche con l’uso di by bridge o PLE.

Pertanto, solo nel corso dei lavori sono emerse sorprese talora ben oltre l’esperienza, pur cospicua, degli operatori e dei progettisti.

Al di là del degrado fisiologico riscontrato, come atteso, negli archi esterni, più esposti all’atmosfera, e nelle porzioni maggiormente soggette al percolamento delle acque dai giunti, la superficie degli archi sin da una prima ispezione ha mostrato un buono stato di conservazione.

Approfondendo con occhio più critico, è emerso che il ponte era stato “intonacato” agli inizi degli anni Novanta per ringiovanirne l’aspetto, intervento evidentemente poco utile nel medio periodo e informato forse da un passaggio tra Enti di gestione. L’intonaco negli anni ha poi portato a distacchi diffusi ma, anche dove il distacco non è avvenuto, si sono creati degli ampi vani lenticolari tra di esso e il getto pristino.

In uno di questi interstizi si è “annidata” la curiosità più simpatica rilevata in cantiere sull’arco di valle, poco oltre le reni. L’uso del termine non è casuale, perché negli anni una colonia di vespe ha infatti creato un nido, un autentico “vespaio” che, per fortuna abbandonato e ormai “fossile”, è diventato la mascotte del cantiere.

Vespaio emerso
4. Vespaio emerso dopo la demolizione dell’intonaco

Naturalmente c’erano anche altri vespai, più congruenti con la definizione ingegneristica del termine. Tuttavia, nonostante la presenza di getti alti fino a quasi 5 m e spesso avvenuti per strati, il fenomeno dei vespai era localizzato in pochi punti, a testimonianza di una buona qualità del lavoro eseguito quasi 70 anni fa.

Per contro, la maldestra intonacatura li aveva coperti senza saturarli, almeno così è spesso apparso, permettendo alla corrosione di procedere nascosta fino alla consunzione totale delle staffe di piccolo diametro (φ8 secondo lo standard dell’epoca che prediligeva le barre piegate alle staffe e forse non ne apprezzava appieno la funzione).

In effetti, gli esami visivi, anche effettuati con APR, svolti prima del montaggio del ponteggio integrale, non potevano rilevare significativi problemi che non fossero i distacchi più cospicui con le barre esposte e visivamente arrugginite o le macchie di umidità attiva e i distacchi locali di intonaco sulle pareti esterne.

Dopo l’installazione del ponteggio e l’inizio delle attività di ripristino è stato possibile raggiungere tutte le superfici e rimuovere l’intonaco, a volte con idrodemolizione, a volte con martello pneumatico e a volte semplicemente sfiorandolo.

La chiave dell'arco
5. La chiave dell’arco in una condizione apparentemente buona con un paio di stacchi di intonaco

Questo ha comportato una corrosione delle barre assai più diffusa di quanto prevedibile, come già scritto, nonché un’insufficienza di staffe (φ8 a passo teorico di 40 cm), soprattutto in rapporto alle barre longitudinali (12 o 14φ30 disposte su 1 m di larghezza della sezione).

Al di là delle mere esigenze di resistenza alle azioni taglianti, spesso soddisfatte dalla sola sezione massiccia in calcestruzzo compresso, staffe di questo tipo difficilmente potevano svolgere un’azione di confinamento delle barre longitudinali se non addirittura di mero sostegno del loro peso.

Questo aspetto è risultato particolarmente evidente all’intradosso dell’arco in chiave, laddove le barre – tese per statica e curve per geometria – tendono naturalmente a raddrizzarsi, tanto più se non adeguatamente trattenute dalle staffe. Ne risulta un circolo vizioso (rottura delle staffe – raddrizzamento delle barre – espulsione del copriferro – corrosione dell’armatura) in cui è difficile individuare un responsabile iniziale ma l’effetto è sempre un degrado della struttura.

Un’altra inattesa scoperta ha riguardato l’estradosso degli archi, laddove lo strato di ricoprimento delle barre di armatura raggiungeva i 30 cm in prossimità delle imposte. Probabilmente questo esubero di calcestruzzo, difficilmente riconducibile a un copriferro nelle intenzioni del progettista, è stato il risultato dell’accumulo di calcestruzzo durante il getto piuttosto che un ricarico successivo.

Un traverso degradato
6. Un traverso inferiore visibilmente degradato

Gli aspetti strutturali

La caratterizzazione dei materiali e il rilievo compiuto dello stato di fatto hanno costituito il sistema per la definizione degli interventi sugli archi da preservare, interventi via via delineati in sinergia con l’impresa esecutrice solo una volta avviato il cantiere, per le problematiche descritte.

Come già ricordato nei precedenti articoli, di fondamentale importanza è stato lo studio dello sfruttamento delle sezioni dell’arco non solo sotto i moderni carichi di esercizio, ma in tutte le fasi consecutive di demolizione e ricostruzione dell’impalcato, fasi transitorie non certamente previste dall’originario progetto del Prof. Bottau, del quale comunque meravigliano i calcoli degli archi: linee di influenza graficate in modo da leggere in scala gli effetti dei carichi di progetto.

Staffe rotte
7. Staffe rotte in presenza di sovrapposizione

Lo studio accorto degli stati di sollecitazione degli archi nelle varie fasi ha condotto, come analizzato nei precedenti articoli, alla scelta di tripartire l’impalcato, in modo che le due porzioni laterali potessero essere indipendenti da quella centrale, che ha costituito la zavorra per le fasi asimmetriche di demolizione e ricostruzione.

Il tutto ha permesso di ridurre gli interventi sugli archi a un ripristino corticale diffuso e pochi altri interventi limitati. Questi hanno riguardato in primo luogo le zone di innesto dei puntoni tubolari metallici sugli archi. In tali zone, infatti, l’eccessivo “copriferro” è stato completamente rimosso e ricostruito con armatura integrativa. Particolare attenzione è stata poi posta all’intradosso della chiave degli archi, laddove l’insufficienza delle staffe ha portato al raddrizzamento delle barre longitudinali tese, come descritto in precedenza. Qui si è proceduto preliminarmente a riportare le barre longitudinali nella corretta posizione, fissandole con numerosi ferri a uncino inghisati negli archi. Successivamente, sono state ripristinate le staffe rotte e si è proceduto alla ricostruzione del copriferro previa interposizione di rete elettrosaldata.

Di seguito si descrivono gli interventi di ripristino corticale diffusi.

Elevato copriferro
8. Elevato “copriferro” in corrispondenza dell’ancoraggio dei puntoni

L’intervento di ripristino degli archi

Come illustrato in precedenza, pur non essendo drammatico, lo stato degli archi ha richiesto un progetto accurato degli interventi di ripristino sviluppati con l’obiettivo di massimizzare la durabilità dell’opera. Questo è stato possibile anche grazie al contributo di Mapei, che ha partecipato alla ristrutturazione del ponte fornendo i suoi prodotti e mettendo a disposizione la sua assistenza tecnica.

La prima fase di lavorazione è stata la preparazione del supporto, nella quale si è andato a rimuovere tutto il calcestruzzo ammalorato e in fase di distacco in modo da ottenere una superficie del calcestruzzo esistente solida, compatta, fortemente scabra e priva di polvere.

Linee di influenza delle sollecitazioni
9. Linee di influenza delle sollecitazioni sugli archi (progetto del Prof. Bottau)

Successivamente, sono stati individuati tutti i vespai presenti sulla struttura originale. Essi, in conformità alla Norma UNI EN 1504 parte 5, sono stati ripristinati utilizzando materiali certificati per l’incollaggio strutturale.

La prima fase di trattamento dei vespai è stata l’applicazione dello stucco epossidico bicomponente Adesilex PG1 con il duplice scopo di permettere il fissaggio dei packer d’iniezione e di fungere da cassero per il confinamento della zona di trattamento del vespaio. In seguito, è stata iniettata tramite i packer la resina epossidica bicomponente a bassissima viscosità Epojet LV, particolarmente indicata per la sigillatura monolitica di cavità e microfessure, anche di dimensioni esigue, fino al completo intasamento di tutte le singole cavità costituenti ogni singolo nido di ghiaia presente. Si è quindi proceduto all’installazione delle armature integrative e di contrasto laddove necessario, indispensabili per le successive fasi di ricostruzione volumetrica del calcestruzzo.

Intervento all'intradosso
10. Intervento all’intradosso della chiave degli archi

In accordo alla Norma UNI EN 1504 parte 7 è stato successivamente applicato un rivestimento attivo, Mapefer 1 K Zero, su tutte le barre d’armatura messe a nudo nella fase di preparazione del supporto, in modo da ricreare un ambiente alcalino per interrompere il processo corrosivo delle armature e aumentare la durabilità dell’intervento di ripristino.

Per la ricostruzione volumetrica del calcestruzzo, in accordo alla Norma UNI EN 1504 parte 3, sono stati poi utilizzati diversi materiali della linea Mapegrout, tutti con classe di resistenza R4.

Nella parte estradossale degli archi è stato necessario ripristinare spessori elevati di calcestruzzo, di decine di cm. Si è optato per l’utilizzo di Mapegrout Betontech HPC 10, betoncino colabile fibrorinforzato con fibre strutturali, a comportamento incrudente, oltre a rispondere ai principi definiti nella EN 1504-9 e ai requisiti minimi richiesti dalla EN 1504 parte 3 per le malte strutturali di classe R4 applicabile in spessori elevati.

Preparazione estradosso
11. Preparazione estradosso archi per getto con Mapegrout Betontech HPC 10

Per la ricostruzione volumetrica del calcestruzzo delle superfici verticali e intradossale si è utilizzato Mapegrout Easy Flow: è una malta tissotropica a ritiro compensato realizzata con cementi resistenti ai solfati, facilmente pompabile anche a lunghe distanze e prevalenze oltre a rispondere ai principi definiti nella EN 1504-9 e ai requisiti minimi richiesti dalla EN 1504 parte 3 per le malte strutturali di classe R4.

L’applicazione della malta viene effettuata attraverso macchine intonacatrici dotate di premiscelatore e rifinita con le consuete metodologie, a spugna o frattazzo di plastica.

Terminate le fasi di ripristino del calcestruzzo, si è proceduto alla messa in opera di un adeguato strato protettivo, utilizzando materiali conformi a quanto prescritto dalla Norma UNI EN 1504 parte 2.

Applicazione Mapegrout
12. Applicazione a spruzzo di Mapegrout Easy Flow

In particolare, è stato applicato a spruzzo Mapelastic Guard, malta bicomponente elastica per la protezione di grandi opere in calcestruzzo soggette a elevate sollecitazioni. Grazie alla particolare formulazione chimica, unica nel suo campo, lo strato indurito di Mapelastic Guard si mantiene stabilmente elastico in tutte le condizioni ambientali ed è totalmente impermeabile all’acqua fino alla pressione positiva di 1,5 atmosfere e alla penetrazione di sali disgelanti, solfati, cloruri e anidride carbonica, andando a incrementare notevolmente la durabilità dell’opera sulla quale viene applicato.

Infine, per conferire uniformità cromatica a tutta la struttura ed incrementare ulteriormente la vita utile dell’opera si è proceduto all’applicazione della pittura elastomerica antifessurazione, ad elasticità permanente ed elevata resistenza chimica Elastocolor Pittura Zero, nella colorazione RAL 7035.

Porzione di arco
13. Porzione di arco con lavorazioni concluse

Conclusioni

Il ripristino degli archi, come di norma avviene, è stato l’intervento più lungo in termini temporali e meno definibile in dettaglio nella sola sede progettuale.

Questo è frequente se non inevitabile poiché il ripristino, più o meno profondo, delle superfici in calcestruzzo è un lavoro di alta manualità da svolgersi in quota in condizioni ambientali sfavorevoli.

Christo a Sasso Marconi
14. Christo a Sasso Marconi

Tante volte i teli posti a confinamento del ponteggio sono stati strappati dal vento fino a creare al suolo una installazione di land art degna di Christo, se solo i pezzetti dispersi fossero stati arancio così come fu a Central Park, ormai venti anni fa.

Questa consapevolezza ha caratterizzato il progetto, si è detto già innumerevoli volte e ce ne scusiamo, rendendo la nuova opera transitabile sei mesi prima del completamento degli interventi, tutt’altro che accessori, di ripristino e riguardando proprio il grande arco che scavalca il fiume e regge tutto il resto. Ciò è stato possibile progettando la successione delle inevitabili fasi di “indebolimento”, procedendo per sviluppi comunque ridotti a pochi metri e alternando le zone dalle più sollecitate alle meno sollecitate.

Nel prossimo articolo concluderemo questa epopea con la descrizione degli elementi architettonici e di arredo come la barriera laterale anti-suicidio e l’illuminazione, tutti già operativi, e le considerazioni finali.

La barriera anti-suicidio
14. La barriera anti-suicidio

Dati tecnici

  • Commissario Straordinario: Ing. Eutimio Mucilli
  • Soggetto attuatore/Committente: ST Emilia-Romagna di ANAS SpA
  • Responsabile: Ing. Aldo Castellari
  • RUP: Ing. Gennaro Coppola
  • Direttore dei Lavori: Ing. Luigi Testa
  • Collaudo: Ing. Umberto Riera
  • Progetto definitivo ed esecutivo: RTP costituito da Politecnica Ingegneria e Architettura, Matildi+Partners Srl, Integra Srl e Studio Mattioli
  • Esecutori dei Lavori: Costruzioni edili Baraldini Quirino SpA
  • Esecutori dei Lavori delle opere metalliche: Europrogressgroup Srl

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