La seconda parte dell’articolo è sul fascicolo n° 158 Marzo/Aprile 2023 e su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-viadotto-fiumara-di-tito-la-demolizione-controllata-di-due-impalcati-seconda-parte/
Le due strutture, danneggiate in maniera irreparabile a causa del degrado conseguente alla corrosione dei cavi di precompressione, sono state oggetto innanzitutto di prove in sito e attente analisi numeriche al fine di individuare la loro capacità portante residua soprattutto ai fini della loro accessibilità in sicurezza.
Successivamente, i risultati ottenuti hanno permesso, tra l’altro, di studiare il sistema staticamente più idoneo ed economicamente più conveniente per intraprendere la demolizione dei due impalcati.
Tutte le fasi operative sono state progettate in modo da avere sempre il pieno controllo delle stesse al fine di garantire la massima sicurezza delle parti della struttura non interessata alla demolizione, nonché quella delle Maestranze anche in considerazione dell’impossibilità di interrompere del tutto il traffico sul viadotto. Le strutture sono state monitorate per mezzo di trasduttori di spostamento per controllare sia il sollevamento che la traslazione orizzontale delle travi dell’impalcato da demolire.
Il presente lavoro si riferisce alle operazioni davvero originali e particolari eseguite su due dei 14 impalcati che realizzano la via di corsa, in direzione Sicignano degli Alburni, del viadotto Fiumara di Tito, ubicato sul raccordo autostradale raccordo autostradale R.A. 5 Sicignano-Potenza in Basilicata, gestito dalla Struttura Territoriale ANAS di Potenza.
A seguito del gravissimo danneggiamento delle strutture portanti delle campate contrassegnate con il n° 6 e il n° 8, se ne decise la demolizione e la sostituzione con nuovi impalcati in acciaio calcestruzzo.
Purtroppo, non è stato possibile procedere alla demolizione delle due campate con le usuali metodiche e mezzi per il fatto che il viadotto di Picerno supera la fiumara di Tito a una quota di oltre 100 m dal fondo valle, circostanza quest’ultima che ha impedito di fatto l’utilizzo di opere provvisionali (puntelli, gru, ecc.) e tecnologie tradizionali.
Inoltre, il notevole degrado che ha condotto al collasso strutturale di una trave della campata n° 8 e all’incipiente collasso di un’altra della campata n° 6 ha imposto l’esecuzione di opere di rinforzo, sia pure provvisorio, delle strutture danneggiate per consentirne successivamente la demolizione in sicurezza, utilizzando metodologie e tecniche uniche e del tutto innovative [1].
Descrizione della struttura
Il viadotto Fiumara di Tito è costituito da una doppia successione di 14 impalcati semplicemente appoggiati su spalle e pile in c.a. a realizzare due carreggiate, una per senso di marcia. Gli impalcati sono realizzati da due travi in c.a.p. a cavi scorrevoli post-tesi, prefabbricate a piè d’opera, di luce pari a circa 44,5 m e vincolate in semplice appoggio alle strutture portanti verticali.
La larghezza di impalcato è pari a 9,5 m di cui 8,5 m carrabili. La travata tipo è realizzata da due travi parallele a “I” poste a interasse di 4,5 m, collegate in campata da due traversi prefabbricati e precompressi, ciascuno a distanza di 6,5 m dalla mezzeria, oltre ai due in c.a.o. di testata.
Le solette di impalcato sono costituite da pannelli prefabbricati in c.a.o a spessore variabile, anch’essi costruiti a piè d’opera e presentano spessore variabile da 28 cm in asse alle due travi a 24 cm in asse alla carreggiata e a 15 cm all’estremità degli sbalzi.
I cordoli hanno larghezza di 50 cm ed emergono dall’estradosso della soletta di 15 cm. La trave tipo ha un’altezza di 3,1 m e risulta precompressa con la tecnica della post-tensione applicata col metodo Morandi mediante otto cavi di cui 3 M5/12 e 5 M5/16 disposti nella sezione di mezzeria su tre registri (4+3+1) nel bulbo inferiore e con andamento parabolico del tracciato procedendo verso gli appoggi.
Le pile, tutte in c.a., sono di diversa altezza e di diversa forma: in particolare le più alte, dalla n° 2 alla n° 7, (quattro con h ≅ 120 m e due con h ≅ 60 m) hanno un fusto cavo unico a sezione tricellulare con due cantilever in sommità, uno per senso di marcia, di luce totale variabile tra i 38 e i 33 m sulle cui estremità, conformate a guisa di sella gerber, trovano appoggio le corrispondenti estremità delle travi precompresse di cui sopra.
Le mensole suddette, solidali alla pila, hanno sezione a cassone e le due nervature in c.a.p. risultano realizzate, questa volta, in opera e precompresse mediante 11 cavi M5/12 post-tesi.
Lo stato di danno
Uno stato di diffusa fessurazione del calcestruzzo e l’esposizione prolungata agli agenti atmosferici ed alle sostanze aggressive, in particolare ai sali, hanno innescato e favorito la corrosione dei trefoli da precompressione che ha portato a una progressiva riduzione della capacità portante degli impalcati.
In particolare le travi della corsia di marcia di due campate sulla carreggiata Nord hanno mostrato i danni più gravi localizzati in corrispondenza di circa un terzo della luce (Figura 3).
In dette sezioni la quasi totalità dei cavi risultava danneggiata e/o interrotta per la corrosione dei trefoli di acciaio armonico con una perdita di tensione tale da condurre all’incipiente collasso la trave della campata n° 6 (Figure 4A, 4B e 4C) e al collasso della corrispondente trave della campata n° 8 come è mostrato nelle Figure 5A e 5B.
La metodologia di demolizione
Attesa l’altezza delle pile, non potendo ricorrere a sistemi usuali di demolizione che avrebbero previsto il puntellamento degli impalcati, il loro smantellamento con demolitori, la movimentazione delle travi mediante gru di grande portata ed avendo scartato l’ipotesi di una demolizione mediante esplosivi a causa del conseguente pericoloso transitorio dinamico che avrebbe coinvolto l’intera struttura del viadotto, si è in prima istanza pensato di calare i due impalcati da demolire sul fondo valle mediante funi e martinetti a frizione previo taglio delle zone di appoggio.
Anche questa soluzione, dopo attente valutazioni, è stata scartata per l’elevata ventosità della zona e si è deciso di sfruttare la presenza della carreggiata adiacente (direzione Potenza) per poter condurre la demolizione.
Si è quindi previsto il sollevamento degli impalcati fino a un’altezza tale da consentire il loro spostamento laterale in modo da trasferirli sulla carreggiata adiacente dove procedere alla demolizione con gradualità e con mezzi d’opera adeguati; tutte le operazioni sono state definite dalla Ditta appaltatrice tramite la Sistral Srl di Milano [2] con la consulenza dello scrivente autore.
È stato previsto di rimuovere dapprima le solette d’impalcato delle due campate interessate in modo da alleggerire gli impalcati stessi per poterli più facilmente sollevare e traslare lateralmente mediante strutture metalliche appositamente studiate su cui fare contrasto con martinetti di adeguata portata e successivamente, una trave alla volta, demolirli mediante tagli verticali e/o orizzontali.
La metodologia adottata per entrambe le campate è rimasta sostanzialmente la stessa; tuttavia, la demolizione della campata n° 8, come si vedrà nel prosieguo, ha richiesto alcune varianti a causa della differente tipologia delle pile su cui poggia questa campata (lato Sicignano: pila a fusto; lato Potenza: pila a stampella).
Il sollevamento
Come già accennato, al fine di ridurre in maniera significativa le dimensioni delle strutture e l’entità degli sforzi sulle apparecchiature necessarie al sollevamento e alla traslazione di entrambi gli impalcati, si è provveduto all’alleggerimento degli stessi mediante la rimozione della pavimentazione stradale, la successiva demolizione della soletta sia degli sbalzi che in campata (tra le travi) mediante il taglio di porzioni della stessa per mezzo di dischi diamantati.
Sono state poi messe in opera le piastre di appoggio delle carpenterie metalliche di sollevamento in corrispondenza delle estremità dei cantilever e, contemporaneamente, liberato l’impalcato dal vincolo trasversale costituito dai ritegni in c.a. ubicati tra le pareti laterali dei cassoni dei cantilever (Figura 6).
Si sono quindi posizionate le quattro travi di sollevamento che, come illustrato in Figura 7, hanno consentito di spostare gli appoggi delle nervature dalle selle Gerber a punti posti in corrispondenza dei traversi di testata dei cantilever ma sempre in asse alle travi.
Dopo aver messo in forza le barre di sospensione, si è montato il sistema di sollevamento sincronizzato a quattro vie (messo a punto dalla Sistral Srl) e si sono iniziate le operazioni di sollevamento vero e proprio utilizzando appositi “blocchi” modulari in acciaio inseriti ad ogni avanzamento imposto dai quattro martinetti da 100 t (Figure 7 e 8).
Al fine di assicurare un adeguato coefficiente di sicurezza alle azioni orizzontali al sistema “struttura di sollevamento + graticcio da demolire”, la prima è stata controventata in entrambe le direzioni ricorrendo a profili metallici di sezione opportuna (Figure 9 e 10).
Dovendo il graticcio in c.a.p. nel suo spostamento laterale gradualmente gravare anche sull’impalcato adiacente, si è reso necessario introdurre nel telaio trasversale un ulteriore controvento a V rovescio che collegasse le estremità dei due cantilever in modo da limitare il più possibile l’ampiezza degli spostamenti relativi e riducesse la deformabilità flessionale del traverso superiore su cui, tra l’altro, era posizionato il binario di scorrimento trasversale (Figura 10).
Bibliografia
[1]. L. Della Sala – “Innovative techniques of demolition: a study case”, IABMAS 2012, 6th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management – Palazzo dei Congressi di Stresa-Italy July 8-12, 2012.
[2]. E. Cerasi, L. Banfi – “Relazione n° ROP 099/09 – Intervento di sollevamento e traslazione delle campate 6 e 8 per successiva demolizione”, Sistral Srl (MI), 2009.
La seconda parte dell’articolo è sul fascicolo n° 158 Marzo/Aprile 2023 e su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-viadotto-fiumara-di-tito-la-demolizione-controllata-di-due-impalcati-seconda-parte/
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