Il piano di manutenzione straordinaria della rete stradale extraurbana, in atto su scala nazionale, si articola in vari interventi mirati a salvaguardare la conservazione e a migliorare le condizioni di sicurezza delle varie opere d’arte.
Ponti e viadotti sono fra le strutture su cui i gestori pubblici e privati hanno concentrato consistenti investimenti per far fronte a condizioni di generale deterioramento, in certi casi dovuto anche ad anni di esercizio senza un’adeguata manutenzione ordinaria. Oltre a pile, impalcati e giunti, anche i cordoli di bordo sono oggetto di particolare attenzione dei capitolati, e non solo per via delle condizioni di ammaloramento (più o meno grave) del calcestruzzo. Si tratta, come noto, di manufatti su cui sono vincolate le barriere antisvio preposte a contenere gli urti e a prevenire la fuoriuscita dei veicoli dalla piattaforma stradale, e quindi svolgono un’importante funzione per la sicurezza.
L’adeguamento dei cordoli esistenti, o il rifacimento di quelli ammalorati, deve anche ottemperare a un quadro normativo europeo (EN 1317) e a uno a carattere nazionale, che si articola su diverse disposizioni legislative messe a punto nell’arco di quasi vent’anni. A questo corpus normativo nel tempo si è affiancata anche una folta documentazione di natura tecnica scaturita dalla condivisione delle esperienze su metodologie costruttive e, non ultimi, i criteri di valutazione dei parametri di accelerazione in fase d’urto dei veicoli contro le barriere. Anche diversi gestori italiani – quali ad esempio ANAS, Autostrada del Brennero e Autostrade per l’Italia – hanno condotto studi e test per stabilire le categorie delle energie di contenimento e, quindi, per definire la qualità e composizione delle miscele del calcestruzzo e lo schema di raccordo delle armature del cordolo con la soletta. In genere tutte le analisi si basano sul principio che, conoscendo la forza orizzontale in grado di plasticizzare il montante della barriera (cioè di apportare deformazioni permanenti),è possibile determinare il momento trasferito all’estradosso del cordolo.
Tutti gli studi giungono comunque alla conclusione che, indipendentemente dal tipo di barriera installata a bordo ponte (per le viabilità extraurbane a più corsie solitamente H3, H4 o H4 con barriera antirumore), la “cooperazione” tra cordolo e i vari elementi della barriera inghisati è fondamentale per assicurare i valori (espressi in kN) di contenimento in caso d’urto. Queste considerazioni hanno delle ricadute anche sulle fasi di demolizione dei cordoli che devono essere adeguati alle nuove prescrizioni e che in genere prevedono una larghezza di 60 cm e spessori variabili, ma mai inferiori a 30 cm.
LA DEMOLIZIONE DEI CORDOLI
In passato la demolizione dei cordoli non era un intervento manutentivo molto frequente, ma negli ultimi anni ha subito un sensibile incremento, stante l’ampio piano di manutenzione di tutta la rete extraurbana nazionale cui si è accennato.
Nonostante possa apparire un’attività secondaria, rispetto a quella di ricostruzione, in realtà la demolizione dei cordoli presenta alcune criticità. Oltre alla necessità di concludere i lavori nel più breve tempo possibile per riaprire all’esercizio la viabilità – considerazione peraltro comune a tutti gli interventi di manutenzione straordinaria – esistono altri aspetti che devono essere attentamente valutati.
Il primo, e forse più importante ai fini della sicurezza, è che in genere i cordoli di ponti e viadotti si trovano a sbalzo, in quanto costruiti sulla parte aggettante dell’impalcato. Questo comporta che le sollecitazioni imposte dalla demolizione e i carichi dinamici dei macchinari che la eseguono non devono eccedere quelle consentite, così da evitare che venga compromessa l’integrità statica dell’impalcato stesso. Altro aspetto importante è che la demolizione deve lasciare una superficie il più possibile uniforme per il getto del nuovo cordolo nel quale vengono inghisati i tirafondi, su cui sono poi assicurati i montanti delle barriere.
Per affrontare la demolizione dei cordoli, la soluzione che appare più semplice e meno onerosa è quella di utilizzare un escavatore dotato di martello, ma in realtà questo metodo comporta problemi di varia natura. I cordoli, anche se ammalorati, presentano calcestruzzi armati con resistenza caratteristica che quasi sempre è quantificabile intorno ai 30/35 MPa e quindi, se si sceglie di utilizzare il martello, questo deve essere di dimensioni tali da garantire una buona produzione. Maggiori però le dimensioni del martello (e la sua energia per colpo espressa in Joule), maggiori saranno anche le sollecitazioni sulle strutture sottostanti create dall’ampiezza e dalla frequenza delle vibrazioni. Specie per interventi su lunghe tratte che si protraggono nel tempo, questo potrebbe portare anche a lesioni dell’impalcato identificabili solo dopo la conclusione dei lavori di demolizione e ricostruzione del cordolo, con tutti i problemi del caso. Contenere il livello delle vibrazioni con più martelli di minori dimensioni accoppiati ad escavatori compatti che operano contemporaneamente, non rappresenta però un’alternativa, perché porta inevitabilmente a un calo di produttività e quindi ad un allungamento dei tempi di demolizione. Indipendentemente dalle dimensioni, il martello non è comunque in grado di rimuovere le armature del cordolo e, quindi, il suo impiego implica un notevole impegno da parte del personale di cantiere che deve provvedere manualmente al loro taglio.
L’utilizzo di sistemi di idrodemolizione elimina ogni problema legato alle sollecitazioni e assicura ottime produzioni ma, in parte, complica la logistica di cantiere per via delle normative sul riciclo dell’acqua che non può essere dispersa, ma deve essere raccolta e riutilizzata. L’idrodemolizione lascia inoltre pressoché intatte le armature (solitamente un vantaggio, come ad esempio avviene nella scarifica delle solette) e quindi pone la necessità di intervenire manualmente per il taglio.
I VANTAGGI DELLA SCARIFICA SPECIALE
La scarifica meccanica ha dato prova di essere un metodo efficace negli interventi necessari al ripristino dei rivestimenti delle gallerie, a patto che i macchinari con cui viene eseguita garantiscano sufficiente potenza e precisione. Nel caso dei cordoli di bordo di ponti e viadotti, questo metodo offre l’ulteriore vantaggio di contenere la frequenza delle vibrazioni, così da minimizzare gli effetti sulla struttura. Come già sottolineato, il posizionamento del cordolo nella parte aggettante dell’impalcato richiede infatti che le sollecitazioni vengano ridotte il più possibile. Altro aspetto importante è che la testa fresante possa operare anche se il macchinario non trasla a filo del cordolo – cioè sulla parte a sbalzo – ma su quella sostenuta dalla parte strutturalmente più consistente dell’impalcato.
Il sistema GTF® messo a punto da Grotti da anni ha dimostrato di essere in grado di realizzare una vasta serie di applicazioni nel campo della scarifica speciale, raggiungendo ottimi livelli di produttività. Il GTF 400.2 RC nasce da un progetto specifico ed è pensato per offrire la massima potenza idraulica, rimanendo però in sagoma (2,55 m) ed entro le 30 t nell’allestimento standard. Il macchinario è inoltre radiocomandato – e se necessario anche videoassistito – ed è dotato di un motore termico da 407 kW Stage V, che rispetta le più recenti specifiche in materia di emissioni. Grazie a un sistema brevettato di controllo della discesa del braccio, il GTF 400.2 RC permette di sfruttare al massimo le caratteristiche dell’impianto idraulico (portata massima 540 l/m – 420 bar- potenza massima idraulica 285 kW), indipendentemente dalla resistenza caratteristica del calcestruzzo, espressa in MPa, che si deve scarificare. Pensato per sostenere le applicazioni più gravose, il GTF 400.2 RC si distingue anche per una notevole robustezza strutturale ed è in grado di massimizzare la produttività delle attrezzature con cui è accoppiato. Proprio per consentire al GTF 400.2 RC di sfruttare al meglio le caratteristiche di potenza e produttività, Grotti ha messo a punto una serie di attrezzature che, al contrario di quelle di serie disponibili sul mercato, sono pensate specificamente per essere utilizzate con i macchinari della propria flotta e quindi in grado di sostenere le notevoli sollecitazioni cui sono soggette.
La combinazione del macchinario e dell’attrezzatura GTF® porta ad una produttività minima di almeno 3,5 m3/h, che – nel caso dei cordoli di bordo dei ponti e viadotti – si traduce in un avanzamento medio di 1 m/min., ma può anche superare questo valore in funzione dello spessore, il grado di ammaloramento e il diametro delle armature presenti nel manufatto che si deve demolire. Le attrezzature GTF HD® nascono del resto dalla lunga esperienza maturata da Grotti in cantiere durante i numerosi noleggi con operatore realizzati negli anni, in decine di diverse applicazioni. Per quanto riguarda i cordoli, esistono quattro modelli che, in funzione delle specifiche dimensionali e della situazione operativa, possono essere impiegati con successo per la loro demolizione, così come per quella dei marciapiedi. Quando si ha la necessità di demolire cordoli a filo muro, come avviene ad esempio all’interno delle gallerie, si possono utilizzare la testa fresante compatta SC 600(larghezza tamburo 50 cm profondità per passata 29 cm) e la SC 700 da 70 cm che grazie all’intercambiabilità dei tamburi (45, 40, 35, 30, 25 cm) può eseguire la scarifica da 15 a 29 cm per passata. La SM 1000 (larghezza del tamburo da 100 cm) e la SM 1200 (larghezza del tamburo da 120 cm) consentono invece una profondità per passata di 10 cm.
La combinazione della potenza idraulica (250 kW) e di un sistema brevettato tagliaferri rende in particolare queste due attrezzature ideali per l’impiego nella demolizione dei cordoli di ponti e viadotti. L’SM 1000 e l’SM 1200 hanno inoltre dato più volte prova di notevole produttività perché hanno consentito di minimizzare i tempi della demolizione e quindi di accorciare anche quelli dei lavori di ripristino. La capacita di recidere quasi tutte le armature presenti nei cordoli riduce poi al minimo l’intervento manuale, permettendo anche di lasciare la superficie scarificata in condizioni ideali per il getto del nuovo cordolo.
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