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Il viadotto J.F. Kennedy di Cesena

Il progetto di ristrutturazione e messa in sicurezza dell’importante opera d’arte cesenate è il risultato di un processo articolato che, partendo dalla dettagliata e approfondita conoscenza dello stato di fatto, ha consentito di risolvere le criticità strutturali del manufatto e potenziarne la funzionalità nei riguardi del transito ciclopedonale

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L’intervento di ristrutturazione e messa in sicurezza del viadotto Kennedy si inserisce nell’ambito delle iniziative intraprese dal Comune di Cesena per il potenziamento della rete ciclopedonale Via Emilia-Via Cervese, cofinanziato dal Bando regionale “Ciclabilità del Piano operativo degli investimenti del Fondo FSC 2014-2020” (Figura 1).

Il viadotto esistente, infatti, rappresenta uno dei principali snodi del traffico veicolare a motore per il superamento della barriera fisica della linea ferroviaria Ancona-Bologna ma costituisce un “grande buco nero” della ciclabilità cesenate perché interrompe l’itinerario in sicurezza dei ciclisti per accedere e collegarsi a tutte le attività e servizi presenti nell’area, quali la stazione ferroviaria a 300 m, la stazione di tutte le linee bus del tpl a 300 m, le scuole medie superiori prospicienti, una scuola media inferiore e primaria, la sede di una facoltà universitaria, un elevato numero di attività, un centro commerciale (Montefiore) a 700 m, l’accesso al centro cittadino e a una “porta” (Barriera) del centro storico, a 700 m e il collegamento tra tre principali itinerari ciclabili del centro urbano (lungo la Via Emilia, lungo la Via Cervese e lungo l’asse ferroviario).

viadotto J.F. Kennedy
1. Vista generale del viadotto J.F. Kennedy di Cesena (fonte: Google Earth)

Il progetto di ristrutturazione e messa in sicurezza del viadotto Kennedy contempera le necessità di incremento della funzionalità e sicurezza per la ciclabilità e per la circolazione veicolare con quelle di rinforzo strutturale emerse a seguito delle valutazioni di sicurezza condotte ai sensi delle vigenti Norme tecniche (NTC 2018).

I lavori per la realizzazione delle opere qui descritte, attualmente in fase di realizzazione con termine previsto entro la fine del 2021, saranno oggetto di un prossimo articolo informativo (www.enser.it).

Descrizione generale dell’opera 

Le caratteristiche costruttive del viadotto esistente

Il viadotto Kennedy è un manufatto in conglomerato cementizio armato costituito da due viadotti di accesso in pendenza, quello lato Nord fino alla Via Assano e quello lato Sud fino a Piazzale Macrelli, e da un viadotto centrale in quota che scavalca la viabilità urbana (Via Baracca), la linea ferroviaria Ancona-Bologna e la secante (Figura 2).

Il manufatto, costruito a metà degli anni Sessanta dall’Impresa SOM di Cesena su progetto del Prof. Bruno Bottau, preserva la configurazione originaria a esclusione della campata lato Nord del viadotto centrale, adiacente a quella ferroviaria, che è stata ricostruita nei primi anni 2000 in occasione dei lavori di realizzazione della secante (Figura 3).

  • Cesena
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    2. Vista planimetrica: identificazione dei corpi d’opera principali
  • impalcato
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    3. Il progetto originario: estratto delle tavole di armatura dell’impalcato a cassone

I viadotti Sud e Nord sono costituiti ciascuno da una rampa di accesso in rilevato e da campate in c.a. che appoggiano sulle pile e, alle estremità, sui muri frontali delle rampe di accesso e dei manufatti di raccordo, che collegano i viadotti di accesso al viadotto centrale di scavalco della ferrovia.

Nelle porzioni di viadotto con travate in c.a. si alternano impalcati a cassone a impalcati tampone, di luce pari a 8,50 m circa, secondo lo schema tipico delle travi Gerber.

Il viadotto Sud è costituito da cinque campate in c.a. ciascuna di luce 16,50 m, ad eccezione delle campate di estremità di luce 12,50 m circa per una lunghezza complessiva di circa 74,50 m.

Il viadotto Nord è costituito da sette campate in c.a. ciascuna di luce 16,50 m, ad eccezione delle campate di estremità di luce 12,50 m circa per una lunghezza complessiva di circa 107,50 m. Il viadotto centrale è costituito da sei campate in c.a.p. (Figura 4).

  • Enser
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    4. La sezione longitudinale dell’opera: viadotto Sud, viadotto centrale, viadotto Nord
  • cassone
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    5. La sezione trasversale attuale: impalcato cassone

La sezione stradale esistente, a carreggiata unica, comprende due corsie per senso di marcia, ciascuna di larghezza pari a circa 3,25 m e due marciapiedi laterali di larghezza pari a circa 1,60 m (Figura 5).

Lo stato di conservazione e di individuazione delle criticità strutturali del viadotto esistente

A seguito delle ispezioni effettuate, lo stato di conservazione del manufatto è apparso nel complesso buono ma con situazioni di degrado localmente molto accentuato in corrispondenza dei giunti, delle selle di appoggio Gerber, di alcune travi di bordo, degli sbalzi laterali e dei sistemi di drenaggio (Figure 6A e 6B).

Le situazioni di degrado locale più significative sono state rilevate, in particolare, sui due viadotti di accesso Nord e Sud mentre lo stato di conservazione del viadotto centrale è risultato nettamente migliore.

Sulla base di quanto emerso, l’Amministrazione Comunale ha ritenuto opportuno procedere alla “valutazione della sicurezza” del manufatto ai sensi delle NTC 2018, sia con riferimento alle strutture di impalcato, interessate prevalentemente dalle azioni di natura statica legate al traffico veicolare, sia con riferimento alle sottostrutture, potenzialmente interessate anche dalle azioni di natura sismica.

  • degrado
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    6A. Tipici fenomeni di degrado rilevato
  • Comune di Cesena
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    6B. Tipici fenomeni di degrado rilevato

La valutazione della sicurezza si è articolata in una prima fase conoscitiva mediante raccolta e analisi della documentazione progettuale disponibile ed esecuzione di una estesa campagna di indagini in sito sulle strutture e sui terreni di fondazione (Figure 7A e 7B).

Successivamente, sulla base dei dati raccolti ed elaborati, si è proceduto alla verifica strutturale mediante modellazione numerica FEM (Figura 8) dell’intero manufatto in condizioni statiche e sismiche nonché ad una estesa campagna di prove di carico statiche e dinamiche.

Sulla base delle attività di indagine svolte, si è potuto accertare che nella configurazione attuale il viadotto Kennedy presenta due significative criticità strutturali, entrambe riguardanti i viadotti di estremità Nord e Sud in calcestruzzo ordinario, e in particolare:

  • elevato stato di corrosione dell’armatura in corrispondenza delle selle tipo Gerber;
  • elevato stato di corrosione dell’armatura trasversale delle travi tampone con significativa locale riduzione della sezione resistente a taglio.

  • Indagini conoscitive
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    7A. Indagini conoscitive per la valutazione della sicurezza
  • Sicurezza
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    7B. Indagini conoscitive per la valutazione della sicurezza
  • Modello FEM
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    8. Il modello FEM dell’impalcato

Entrambi i fenomeni sono stati favoriti da un insufficiente spessore di copriferro e dal decadimento della funzionalità delle opere di drenaggio delle acque meteoriche con conseguente percolazione attraverso i giunti di impalcato.

Per alcuni elementi, le verifiche di resistenza secondo le Norme vigenti non sono rispettate, ma con fattori comunque prossimi all’unità (verifiche flessionali in mezzeria cassone e trave tampone).

Per il resto, in tutte le configurazioni considerate, la struttura principale d’impalcato, “armata con esuberanza” secondo le parole del Progettista Prof. Bottau, risulta rispondente ai carichi previsti dall’attuale Normativa.

 

  • rete ciclopedonale
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    9A. Le prove di carico statiche
  • prove di carico
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    9B. Le prove di carico statiche

Interventi di ristrutturazione e di messa in sicurezza

I criteri di intervento

Per risolvere le criticità strutturali già evidenziate, sui viadotti Nord e Sud sono previsti i seguenti interventi strutturali:

  • demolizione e ricostruzione degli impalcati tampone tra le selle Gerber;
  • risanamento delle superfici degradate e delle selle Gerber degli impalcati a cassone;
  • rimozione e ricostruzione dei dispositivi di appoggio e dei giunti stradali.

L’intervento di ripristino delle selle Gerber presenta alcune peculiarità che hanno inciso in modo decisivo sulla scelta di procedere alla ricostruzione integrale delle travi tampone, e in particolare:

  • necessità di dover procedere, preliminarmente, a un’adeguata presa visione diretta dell’effettivo stato di conservazione delle selle anche nelle parti più interne e di contatto del giunto, non completamente raggiungibili nell’ambito delle indagini svolte, e valutare eventuali interventi di rinforzo/ripristino integrativi in corso d’opera;
  • necessità di intervenire adeguatamente al ripristino delle selle garantendo sufficienti spazi di manovra per i lavoratori e per le attrezzature in condizioni di piena sicurezza.
Intervento
10. Il modello 3D dell’intervento di ricostruzione degli impalcati tampone
Il nuovo impalcato tampone

Per la ricostruzione degli impalcati tampone, si prevede di adottare un sistema costruttivo misto con travi d’acciaio Cor-Ten assemblate in officina, predalles in acciaio e soletta collaborante in conglomerato cementizio armato (Figura 10 sopra).

La soluzione presenta numerosi pregi e vantaggi:

  • possibilità di adattare le geometrie del nuovo impalcato alla effettiva geometria rilevata nonché alla originaria forma dell’impalcato, nel rispetto dello schema strutturale originario tipo Gerber;
  • rapidità di montaggio degli elementi in acciaio preassemblati in officina;
  • maggiore leggerezza della soluzione strutturale con significativa riduzione del carico permanente e delle masse sismiche.

Il nuovo impalcato tampone, su luce pari a circa 8,50 m e larghezza di circa 16,40 m, è costituito da 8 travi principali in acciaio con sezione a doppio T, composte per saldatura ad ali asimmetriche, poste ad interasse pari a circa 1,95 m con soletta collaborante in c.a. di spessore pari a 20 cm, da 2 traversi di testata e da 1 traverso di campata (Figure 11A, 11B, 11C e 11D).

  • linea ferroviaria Ancona-Bologna
    11A enser
    11A. Dettagli costruttivi del nuovo impalcato tampone
  • Via Emilia
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    11B. Dettagli costruttivi del nuovo impalcato tampone
  • viabilità urbana
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    11C. Dettagli costruttivi del nuovo impalcato tampone
  • travate
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    11D. Dettagli costruttivi del nuovo impalcato tampone

Si prevede la completa rimozione e sostituzione degli apparecchi di appoggio di impalcato tra le travi tampone, le travi a cassone e le spalle di estremità, costituiti da elementi metallici che appaiono in uno stato di conservazione non ottimale. In relazione alla tipologia strutturale in esame, la soluzione più appropriata per i nuovi appoggi appare quella in elastomero armato.

Si procederà, inoltre, all’integrale ricostruzione dei giunti di impalcato e del sistema di raccolta e drenaggio delle acque in modo da ripristinare la piena funzionalità nei riguardi della tenuta all’acqua.

L’adozione della soluzione in acciaio Cor-Ten per il nuovo impalcato tampone viene estesa ai nuovi parapetti e alla veletta di protezione laterale degli sbalzi, in modo da realizzare, per gli elementi più a vista, una finitura continua e uniforme lungo tutto il prospetto.

La sezione stradale di progetto

La soluzione di progetto prevede l’allargamento dei marciapiedi esistenti da 1,60 m a 3,80 m su entrambi i lati, lasciando la sede stradale adibita al transito dei veicoli a motore ad una larghezza di 8,50 m con una corsia di 4,25 m per senso di marcia.

I nuovi marciapiedi saranno adibiti a percorso ciclabile di larghezza 2,00 m e un percorso pedonale di larghezza 1,20 m, separati tramite segnaletica orizzontale.

  • criticità strutturali
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    12A. La simulazione fotorealistica di confronto della soluzione stradale di progetto
  • NTC 2018
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    12B. La simulazione fotorealistica di confronto della soluzione stradale di progetto

Sui viadotti Nord e Sud, in relazione alle basse velocità di progetto che caratterizzano la strada, si prevede la realizzazione di cordoli di delimitazione della carreggiata con tubolari di protezione in acciaio calcolati per contenere un’eventuale collisione da parte dei veicoli. Ai margini del percorso pedonale bordo ponte, è previsto un parapetto di altezza totale pari a 1,50 m.

Sul viadotto centrale, ai margini del percorso pedonale bordo ponte, si prevede la sostituzione dei parapetti e barriere esistenti con nuovi parapetti con rete di protezione di altezza pari a 2,00 m, e, a delimitazione della carreggiata, l’installazione di barriere di sicurezza classe H4 in linea con i tubolari di protezione in acciaio collocati nei tratti adiacenti (Figure 12A e 12B).

Dati tecnici

  • Stazione Appaltante: Amministrazione Comunale di Cesena
  • Dirigente LL.PP. e R.U.P.: Ing. Andrea Montanari
  • Progetto architettonico: Ing. Natalino Borghetti e Geom. Massimo Crudeli del Servizio infrastrutture del Comune di Cesena
  • Progetto strutturale: Enser Srl
  • Importo dei lavori: 2.118.000,00 Euro

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