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Il ponte sul Tevere a Sansepolcro

Un’opera di valore strategico a basso impatto ambientale inserita all’interno di un delicato contesto storico-paesaggistico

Il ponte sul Tevere a Sansepolcro

Descrizione dell’opera

L’intervento consiste nella realizzazione di un nuovo ponte sul Tevere (il secondo) presso il comune di Sansepolcro (AR), per il collegamento diretto fra la città e la zona industriale “Alto Tevere” migliorandone la viabilità.

L’opera consiste in un ponte a travata continua in acciaio, composto complessivamente da tre campate (43+58+43 m) per una lunghezza complessiva di 144 m.

L’inquadramento territoriale
1. L’inquadramento territoriale

L’intervento ha cercato di combinare la funzionalità dell’attraversamento al rispetto del luogo e dell’ambiente circostante: in particolare, il concio centrale sul fiume è stato concepito per essere il più leggero possibile, rendendo l’intervento poco invasivo e rispettoso dell’antica storia tiberina.

In sezione trasversale, il ponte si compone di una sede stradale costituita da due corsie di larghezza pari a 3,55 m (dato lo sviluppo in curva del tracciato stradale), completate da banchine di larghezza pari a 1,00 m e cordoli che ospitano i guard-rail di larghezza pari a 0,80 m; è inoltre presente una pista ciclo-pedonale per un ingombro di 2,50 m.

Il prospetto longitudinale
2. Il prospetto longitudinale

La sezione trasversale ha pertanto una larghezza complessiva pari a 13,20 m (2,50+0,80+1,00+3,55+3, 55+1,00+0,80). Lo sviluppo planimetrico del ponte è caratterizzato da un raggio di curvatura pari a 160 m. 

L’impalcato in acciaio

L’impalcato, con schema statico a cassone e realizzato in struttura mista acciaio-calcestruzzo, è realizzato con due travi di sezione a “I” con anima inclinata sulla verticale di 38° e ali asimmetriche, trasversalmente connesse da diaframmi reticolari di campata (disposti a interasse tipico di 5 m), mentre in corrispondenza delle spalle sono presenti diaframmi ad anima piena con sezione a doppio “T”.

La sezione trasversale dell'impalcato
3. La sezione trasversale tipica dell’impalcato

Per l’opera sono state impiegate circa 410 t di acciaio con resistenza migliorata alla corrosione atmosferica.

Nello specifico, i profili metallici sia saldati sia laminati e il piastrame sono realizzati con l’impiego di acciaio strutturale per carpenteria nelle qualità sotto indicate in accordo con la Norma UNI EN 10025-2:

  • S355J0W per lamiere di spessore t ≤ 20 mm, profilati e piastrame;
  • S355J2W+N per lamiere di spessori 20 < t ≤ 40 mm;
  • S355K2W+N per lamiere di spessori t > 40 mm.
Lo sviluppo longitudinale dell’impalcato
4. Lo sviluppo longitudinale dell’impalcato

Le travi metalliche hanno un’altezza variabile da 1,6 m in corrispondenza delle spalle e della mezzeria della campata centrale fino a 2,8 m in corrispondenza delle pile.

I diaframmi sono realizzati con aste reticolari a “V” rovescio, imbullonate agli irrigidimenti verticali, con passo tipico di circa 5 m (due diaframmi per ogni concio).

Le aste che compongono la reticolare sono costituite da profili angolari che cambiano da un diaframma all’altro e all’interno dello stesso (aste superiori, aste diagonali, aste inferiori), in modo da adeguare l’area della sezione agli sforzi presenti nelle aste, a seconda della posizione longitudinale del diaframma nella geometria globale del ponte.

  • Il diaframma intermedio verso l’appoggio su pila
    5 Il diaframma intermedio verso l’appoggio su pila
    5. La sezione del diaframma intermedio (in prossimità dell’appoggio su pila)
  • Il diaframma intermedio in campata
    6 Il diaframma intermedio in campata
    6. La sezione del diaframma intermedio (in campata)

Il diaframma in corrispondenza della pila è caratterizzato dalla presenza di un fondo chiuso (realizzato unendo le piattabande inferiori delle travi).

I diaframmi delle spalle sono elementi ad anima piena con sezione a “I”. I diaframmi reticolari correnti sono calcolati sulla base dell’incremento di momento torcente, fra un diaframma ed il successivo, dovuto ai carichi permanenti, ai carichi mobili e al vento.

  • L’intradosso dell’impalcato
    7A L’intradosso dell’impalcato
    7A. Vista all’intradosso dell’impalcato in corrispondenza delle pile
  • L’impalcato in corrispondenza delle pile
    7B L’impalcato in corrispondenza delle pile
    7B. Vista all’intradosso dell’impalcato in corrispondenza delle pile

I diaframmi reticolari delle spalle, invece, sono calcolati con il massimo momento torcente e taglio agenti su di essi derivanti dal calcolo dell’impalcato per la condizione di carico più sfavorevole per i medesimi.

Per effettuare un pre-dimensionamento delle componenti del diaframma di pila, si è studiato l’elemento strutturale secondo lo schema statico semplificato di Figura 8.

Il diaframma delle pile 1 e 2
8. Lo schema del diaframma delle pile 1 e 2

All’intradosso dei diaframmi è disposta un’orditura reticolare di controventamento in acciaio che garantisce il corretto comportamento della sezione a torsione.

In corrispondenza delle pile sono inoltre presenti due campi nei quali le piattabande inferiori si uniscono formando un fondo chiuso sul quale viene gettata una soletta in calcestruzzo interna al cassone di spessore pari a 30 cm e connessa con il fondo del cassone mediante pioli. Ciascuno dei due campi ha uno sviluppo pari a 15 m, posti simmetricamente a cavallo delle pile. 

Il modello di calcolo
9. Il modello di calcolo agli elementi finiti del diaframma di pila

 

La soletta in c.a.

L’impalcato è completato da una soletta gettata in c.a. collaborante di spessore complessivo di 30 cm, costituita da lastre metalliche tralicciate tipo predalles (spessore 5 mm, larghezza 240 cm) poggianti sulle ali delle travi in acciaio e soletta piena gettata in opera e resa collaborante con le travi mediante pioli di collegamento tipo Nelson. Sulla soletta è posata la guaina di impermeabilizzazione e su questa gli strati di pavimentazione (binder e usura, per uno spessore complessivo di 12 cm).

Il controventamento dell’intradosso
10. Vista diagonale di controventamento dell’intradosso

La geometria della sezione prevede un interasse fra le travi principali costante pari a 6,40 m. Tale luce è interrotta nella mezzeria dalla presenza di una trave di spina. La dimensione degli sbalzi laterali di soletta è pari rispettivamente a 3,80 m e 3,00 m, per una larghezza totale di 13,20. 

Gli appoggi e il sistema di vincolo

In corrispondenza delle pile sono previsti dispositivi isolatori a scorrimento a superficie curva (pendoli), uno per ciascuna pila posti in posizione centrata rispetto al cassone, mentre sulle spalle sono presenti dispositivi di appoggio multidirezionali, posizionati in modo asimmetrico rispetto al cassone e in posizione esterna rispetto alle travi in modo da minimizzare la trazione sugli appoggi stessi data dall’eccentricità in particolare dei carichi mobile e accentuata dalla curvatura dell’impalcato.

  • Vista laterale della spalla A
    11A Vista laterale della spalla A
    11A. Vista laterale sinistra della spalla A
  • Il prospetto frontale della spalla A
    11B Il prospetto frontale della spalla A
    11B. Il prospetto frontale della spalla A

Sulle spalle sono inoltre presenti delle guide trasversali orientate secondo lo sviluppo delle travi. Si ha quindi che le azioni trasversali sono ripartite fra spalle e pile, mentre le sollecitazioni longitudinali insistono solo sulle pile.

Gli isolatori a scorrimento a doppia superficie curva sono caratterizzati da due superfici di scorrimento concave con lo stesso raggio di curvatura; entrambe consentono sia lo spostamento orizzontale, che la rotazione. Ogni singola superficie curva è progettata per metà spostamento orizzontale, in modo che le dimensioni in pianta del dispositivo risultano notevolmente contenute. 

  • La pianta dei pali di fondazione
    12A La pianta dei pali di fondazione
    12A. Un dettaglio della spalla B: la pianta dei pali di fondazione
  • Il prospetto frontale della spalla B
    12B Il prospetto frontale della spalla B
    12B. Un dettaglio della spalla B: il prospetto frontale

Le pile e le spalle

Le pile presentano un fusto di sezione circolare di diametro pari a 240 cm e sviluppo in altezza di 300 cm, alla base del quale, tramite un plinto di raccordo di spessore di 380 cm, si innesta una corona costituita da otto pali di diametro pari a 1.000 mm della lunghezza di 21,5 m.

La spalla A è caratterizzata dalla presenza di un sottopasso scatolare, come rappresentato nelle Figure 11A, 11B, 12A e 12B sopra. La platea di fondazione di 120 cm di spessore insiste su 12 pali di diametro pari a 1.000 mm e lunghezza di 20 m.

La spalla B presenta una significativa inclinazione rispetto all’asse dell’impalcato, in quanto si sviluppa parallelamente all’andamento dell’argine. La platea di fondazione di 120 cm di spessore insiste su 15 pali di diametro pari a 1.000 mm e lunghezza di 20 m. 

Un dettaglio del concio
13. Un dettaglio del concio

La costruzione dell’opera

Per un’agevole ingegnerizzazione del cantiere, tutti gli elementi sono stati scomposti in conci per essere trasportati in sito già preassemblati, riducendo al minimo le operazioni di montaggio successive.

I conci sono stati saldati a piè d’opera a formare un macroconcio grande quanto la lunghezza della campata. Ciascuna campata è stata poi sollevata mediante varo dal basso da una coppia di autogrù.

I dati dell’opera
14. I dati dell’opera in sintesi

Ringraziamenti

Gli Autori ringraziano la Società Castaldo SpA per il materiale tecnico fornito unitamente alle immagini qui esposte (di loro proprietà). 

Dati tecnici

  • Stazione Appaltante: Comune di Sansepolcro
  • Progetto esecutivo: Ing. Giuseppe Matildi dello Studio Matildi+Partners
  • Progetto costruttivo: Castaldo SpA
  • Progetto di varo: Ing. Antonio Mastroberardino di Castaldo SpA
  • RUP: Ing. Rempo Veneziani
  • Direzione Lavori: Ing. Federico Frappi di Eutecne Srl
  • Esecutori dei Lavori: Castaldo SpA
  • Data di ultimazione: Autunno 2022

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