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Nello Stato del Jammu&Kashmir, a Nord dell’India, è in costruzione una ferrovia lunga circa 300 km che collegherà le città di Udhampur, Srinagar e Baramulla. La complessa morfologia della regione comporta la realizzazione di numerose opere d’arte tra cui lo scavo di 90 km di gallerie e la costruzione di significativi ponti. Uno di essi attraversa il fiume Anji a un’altezza di circa 190 m dal fondo della sua impervia valle.
Inizialmente, era stata proposta una soluzione ad arco in acciaio di luce 260 m; alcune pile dei viadotti di approccio erano già state ultimate. La costruzione, appena iniziata, fu però subito interrotta a causa delle difficoltà incontrate nei lavori di scavo delle pareti sub-verticali del pendio sul lato sinistro della valle.
La roccia, estremamente fratturata e sfaldata, risultava talmente difficile e onerosa da stabilizzare che la Northern Railways, proprietaria della ferrovia, indisse un bando di gara internazionale per la redazione di un nuovo progetto e consulenza in fase di realizzazione.
La Società di ingegneria Italferr del Polo Infrastrutture – Gruppo FS Italiane si aggiudicò la gara ad Aprile 2016 mentre la Cowi fu incaricata per la verifica indipendente del progetto. Ad Ottobre 2016 venne indetto un nuovo bando di gara per l’esecuzione dei lavori di costruzione, sulla base del nuovo progetto sviluppato da Italferr, assegnati all’Impresa di costruzioni indiana HCC.
I lavori di costruzione, supervisionati inizialmente da Ircon Ltd e successivamente da Konkan Railway Corporation Ltd, sono iniziati a Febbraio 2017 e attualmente sono in via di completamento.
Le caratteristiche principali del ponte
Le caratteristiche orografiche, geologiche e geotecniche del sito possono essere riassunte sulla base dei seguenti aspetti:
- gli strati superficiali della roccia sono estremamente fratturati (con numerose superfici di scorrimento) su entrambi i lati della valle;
- lo scavo in questi strati può essere causa di frane, come già accaduto per la realizzazione della strada di servizio e per evitare ciò sarebbero stati necessari dei lunghi e costosi interventi preliminari di stabilizzazione;
- il pendio sul lato sinistro (Katra) presenta un’elevata inclinazione dal fondo della valle fino all’ingresso della galleria T2, mentre nel lato destro (Reasi) era presente un’ampia zona pianeggiante, lunga circa 350 m, compresa tra la sponda del fiume e l’inizio della galleria T3, anch’essa completata.
Stante le considerazioni di carattere geologico e geotecnico, poc’anzi menzionate, l’utilizzo di un ponte su schema asimmetrico era imprescindibile. Esaminate varie possibili soluzioni alternative si è infine scelta quella di prevedere un ponte strallato con una sola torre disposta sul lato Reasì e posizionata in maniera da rendere minimo il disturbo arrecato al pendio (Figura 1 sopra).
L’intera opera di attraversamento della Valle dell’Anji è stata suddivisa in quattro WBS, partendo dal lato Reasì, in direzione Katra, si ha:
- un viadotto di accesso di lunghezza 130 m (chiamato “Ancillary”) sul lato Reasì;
- un rilevato centrale, disposto tra il ponte strallato e il viadotto di accesso e dove, stante le caratteristiche orografiche e geotecniche del sito, è stato posizionato il cantiere (officina, impianti di betonaggio, ecc.) sul lato Reasi, stante la totale assenza di spazio sufficiente sul versante lato Katra;
- l’opera principale, un ponte strallato (lunghezza 473 m), che attraversa il fiume con una campata maggiore di lunghezza 290 m (Figura 1);
- una campata semplicemente poggiata da 38 m di lunghezza a collegare la pila di transizione MA1, su cui è arrivato ad appoggiarsi il ponte strallato al termine della costruzione a sbalzo, da poco completata e il tunnel T2.
Essendo i viadotti di accesso e i rilevati opere di carattere ordinario si riporterà a seguire una breve descrizione focalizzata sull’opera principale, ossia il ponte strallato.
Il pozzo di fondazione
Per ridurre al minimo gli scavi sul pendio per la torre principale si è scelto di adottare una fondazione a pozzo (Figura 2 sopra). In questo modo, è stato possibile raggiungere lo strato di base della roccia, senza disturbare il pendio, potendo verificare “de visu” la profondità necessaria per raggiungere questo obiettivo.
Con un diametro di 20 m lo scavo del pozzo, che prima del getto finale di calcestruzzo è stato sostenuto provvisoriamente da una coronella di micropali di diametro 300 mm e centine di calcestruzzo distanziate di 4 m, ha raggiunto i 20 m di profondità.
La torre del ponte
La torre, denominata MP1, con forma a “Y” inversa e alta quasi 200 m, è stata completata nel 2021. La torre può essere suddivisa in cinque sotto-elementi che sono il fusto inferiore, il pulvino, le due “gambe” inclinate della “Y” inversa, l’elemento di transizione superiore ove esse convergono e l’antenna, su cui sono ancorati 24×4 = 96 stralli.
Gli stralli
Ciascuno dei due piani di strallo del ponte ne contiene 24 per la campata centrale e 24 per la laterale, per un totale di 96 stralli; il sistema stralli è stato fornito e installato da VSL.
Sono stati adottati stralli da 31, 37 fino a un massimo di 43 trefoli; la lunghezza degli stralli varia da un minimo di 83 m per lo strallo n° 1 in prossimità della torre a un massimo di 295 m per lo strallo n° 24.
Tutti gli elementi facenti parte del sistema di ancoraggio sono stati dimensionati consentendo un futuro possibile incremento delle forze negli stralli del 5%.
L’impalcato in struttura mista acciaio-calcestruzzo
L’impalcato si costituisce di due travi reticolari di acciaio di altezza costante pari a 5 m connesse da trasversi a supporto della soletta in calcestruzzo armato.
I conci metallici sono stati prodotti da ArcelorMittal Nippon Steel India Limited in uno stabilimento situato a Surat, nella regione Gujarat, a 1.800 km a Sud del sito di costruzione; i conci sono stati trasportati su gomma in cantiere per poi essere assemblati nell’officina di cantiere e infine varati (Figura 4 sopra).
La scelta di utilizzare una sezione mista (in acciaio-calcestruzzo) per l’impalcato è risultata ottimale; la soletta in calcestruzzo armato assicura infatti un’elevata resistenza alle azioni ambientali (vento, pioggia, ghiaccio) riducendo la manutenzione mentre le travi reticolari di acciaio riducono il rapporto tra peso proprio e resistenza strutturale.
La collaborazione tra la soletta in calcestruzzo e gli elementi in acciaio è garantita dalla presenza dei connettori a piolo, ampiamente utilizzati e testati in tutto il mondo. L’impalcato, grazie alla presenza dei controventi di piano inferiore, ha un buon comportamento globale di tipo torsio-rigido.
La trave continua da 445 m di lunghezza è strutturalmente connessa con la spalla di ammarro MA2 attraverso dei cavi di post-tensione sostituibili composti da 2×4 cavi da 27 trefoli + 2×4 cavi da 19 trefoli, da 2×70 barre di armatura φ36 e connettori a piolo φ22 privi di testa (Figura 5 sopra).
L’impalcato ha una larghezza di 15 m ed è progettato per sostenere una ferrovia a singolo binario e una piattaforma viaria di larghezza 3,75 utilizzabile per operazioni di manutenzione e situazioni di emergenza.
Le modalità costruttive
Completata la torre, la campata laterale di lunghezza 100 m e i primi 50 m della campata centrale sono stati spinti dal versante lato Reasi, dove è stata posizionata l’officina di assemblaggio dei conci (Figura 7 sopra).
Una volta montato il carro varo sull’estremità del ponte i restanti 240 m sono stati realizzati a sbalzo, varando conci di lunghezza 10 m e installando gli stralli fino ad arrivare in appoggio sulla pila di transizione MA1 lato Katra.
Ogni nuovo concio da varare è stato movimentato lungo l’impalcato fino a posizionarsi sotto al carrovaro per poi essere sollevato, traslato a sbalzo, ruotato di 90° per allinearsi al ponte, abbassato nella posizione finale per essere poi giuntato mediante bullonature alla porzione di impalcato già precedentemente realizzata.
Durante la costruzione a sbalzo gli stralli sono stati progressivamente installati e tesati operando simmetricamente rispetto alla torre; considerata la presenza di due piani stralli per il varo di ciascun nuovo segmento sono stati installati e simultaneamente tesati quattro stralli.
Al momento, completata la costruzione a sbalzo della campata principale, rimane da effettuare la tesatura finale degli stralli e il getto dell’ultimo macro concio di soletta bridge (Figura 9 sopra).
Conclusioni
In alcuni casi, quale è quello dell’attraversamento dell’impervia valle dell’Anji-Khad, la progettazione strutturale di un ponte, la sua modalità di costruzione così come la sua forma architettonica è disegnata principalmente dalle condizioni ambientali del sito: compito del Progettista è quello di interpretare correttamente le indicazioni che la natura gli fornisce utilizzando i materiali e le tecnologie più moderne.
Dati tecnici
- Proprietario: Northern Railway of India
- Committente: Konkan Railway Corp. LT
- Consulente: Italferr SpA – Gruppo FS Italiane
- Supporto alla progettazione preliminare, definitiva ed esecutiva: Mario Petrangeli & Ass. Srl
- Coordinatore per la progettazione: Prof. Mario Paolo Petrangeli
- Project Manager: Ing. Roberto Di Bianco, Ing. Stefania Albanesi, Ing. Surjit Singh di Italferr SpA
- Responsabile di Progetto: Ing. Andrea Polastri della Mario Petrangeli & Ass. srl
- Validatore indipendente: Cowi
- Contraente: HCC – Hindustan Construction Co. Ltd
- Subappaltatore per le strutture metalliche: ArcelorMittal Nippon Steel India Ltd
- Subappaltatore per gli stralli: VSL India Private Ltd
- Subappaltatore appoggi e dispositivi antisismici: Mageba India
- Inizio lavori: Febbraio 2018
- Previsione completamento opere strutturali: Settembre 2023
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