3 1 14-16 PONTI STRADALI Brancaccio Progettazione 201… · 360 DETTAGLI COSTRUTTIVI DI STRUTTURE...

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3.1.14 SPALLE

Luca Brancaccio – Chiara Luchino – Achille Devitofr anceschi

Sono manufatti in cemento armato gettati in opera che permettono la

transizione fra sede in rilevato e sede in viadotto.

Sono classificabili secondo due tipologie:

a) spalle monolitiche;

b) spalle passanti.

3.1.14.1 Spalle monolitiche

Le spalle monolitiche sono elementi a tutta altezza dal p.c. che accolgono e

sostengono il corpo del rilevato e sulla cui sommità vengono appoggiate le

travi.

Lo schema di funzionamento è del tipo a bilanciere, vista la presenza

dell’azione instabilizzante, data dal carico dell’impalcato e dalle azioni

orizzontali ribaltanti, a cui corrisponde una reazione bilanciante offerta dal

terreno a tergo del muro di paramento e gravante sulla fondazione.

La transizione fra sezione stradale in rilevato e sezione su viadotto viene

realizzata disponendo a tergo del muro paraghiaia un cuneo di materiale arido

stabilizzato, ovvero di misto cementato, che evita la formazione di un

avvallamento della pavimentazione in corrispondenza del muro paraghiaia.

Lo spessore dei muri andatori può essere variabile fra lo spiccato e la

sommità: in genere è di circa 80 cm.

Per quanto riguarda le altezze delle spalle e dei relativi rilevati, in generale si

cerca di posizionare la spalla laddove il rilevato a tergo supera 5-6 m; in tal

modo, tenendo conto anche del necessario rinterro, la spalla monolitica

presenta muri andatori alti circa 7 metri. La loro posizione in pianta corrisponde

al limite del tratto pavimentato contro cui si appoggia la scarpa laterale del

rilevato e la loro lunghezza è pari alla sottostante fondazione.

Per rilevati particolarmente alti è possibile realizzare delle “protesi” a sbalzo dei

muri andatori in grado di anticipare il punto di risvolto del rilevato.

VVIIAADDOOTTTTII EE PPOONNTTII SSTTRRAADDAALLII 336611

Figura 3.1.39 - Carpenteria della spalla monolitica

3.1.

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I muri di paramento sono generalmente a tutta larghezza per contenere il

sistema di appoggio dell’impalcato (baggioli e ritegni) e il paraghiaia: possono

quindi raggiungere anche 2 metri di larghezza e più.

Fra le travi dell’impalcato e il muro paraghiaia viene, talvolta, realizzato un

percorso di servizio che permette l’ispezione delle testate dell’impalcato e,

laddove presenti, il controllo e la sostituzione dei dispositivi di vincolo ad

azione assiale. Il varco così creato viene chiuso in sommità o con un più

pronunciato sbalzo della soletta dell’impalcato ovvero realizzando in estremità

del paraghiaia un elemento monolitico in c.a. (detto “martello” o “naso”) come

rappresentato nel dettaglio 2 della figura 3.1.40.

Il paraghiaia ha spessore di almeno 40 cm, presenta un’altezza pari a quella

dell’impalcato, incrementata dell’altezza appoggi e baggioli, e il suo estradosso

è posto al di sotto dei soli strati di binder e usura; pertanto il profilo superiore

del paraghiaia è identico al profilo della sagoma stradale; sulla sua sommità

viene anche fissato l’elemento di giunto dell’impalcato.

Sulla sommità dei muri andatori, invece, sono realizzati ancora i cordoli in

prosecuzione di quelli presenti sull’impalcato per permettere il montaggio delle

barriere di sicurezza che saranno dello stesso tipo di quelle previste sul

viadotto.

3.1.14.2 Spalle passanti

In atri casi le funzioni della spalla possono essere disaccoppiate affidando il

compito di sostenere il rilevato ad elementi in grado di aumentare la capacità

resistente del terreno e di assorbirne le spinte residue (muri in terra rinforzata

ad esempio).

Rimane alla spalla il compito di sostenere l’impalcato e le sue azioni e

garantire la transizione fra la sede stradale in rilevato e quella in viadotto.

In questi casi non è più necessario avere un corpo spalla a tutta altezza di

rilevato ma è sufficiente avere un cuscino di appoggio delle travi in c.a. ove

vengono posizionati i baggioli.

Tale cuscino costituisce anche elemento di ripartizione delle azioni sui pali.


Figura 3.1.40 - Carpenteria di una spalla passante

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In figura 3.1.41 si mostra un ulteriore esempio di spalla passante; in questo

caso si prevede una trave cuscino interposta tra baggioli e plinto la cui

presenza e giustificabile dalle seguenti considerazioni:

- dal punto di vista strutturale consente di ridurre lo spessore del plinto pur

garantendo una sufficiente rigidezza trasversale della fondazione,

necessaria per una corretta ripartizione del carico sui pali;

- introduce un elemento di separazione tra fondazione ed elevazione che

può essere quindi realizzato con calcestruzzo di classe superiore,

ricevendo in genere azioni locali rilevanti trasmesse dai baggioli di

appoggio delle travi, da denti di arresto, dispositivi antisismici o martinetti

di sollevamento impalcato;

- crea un elemento di pulizia per il piano appoggi consentendo quindi il

rinterro del plinto.

E’ infine opportuno sottolineare che tale tipologia di spalla, affinché sia

funzionale, necessita che il rilevato sia conformato in modo da garantire un

sufficiente ricoprimento laterale dei pali.

In assenza di ciò, la primissima parte di terreno non eserciterebbe alcun

confinamento laterale al palo con conseguente aumento della lunghezza di

inflessione e quindi delle sollecitazioni flettenti.

Tale aspetto è da valutare con particolare riguardo in zona sismica dove, in

assenza di adeguato ricoprimento, la massa del plinto entrerebbe in gioco

aumentando considerevolmente le azioni sismiche orizzontali.

Infine, sempre allo scopo di ottenere un adeguato confinamento laterale dei

pali, è opportuno che la realizzazione di questi sia operata solo dopo aver

raggiunto la quota finale di rilevato (costipato) quindi scavando fino alla quota

di imposta dei pali.

3.1.14.3 Armature della spalla monolitica

L’armatura della spalla monolitica in elevazione è concettualmente analoga a

quella di un muro controterra; tuttavia, oltre alle azioni litostatiche (sia statiche

che dinamiche) provenienti da tergo, sono presenti altre azioni ribaltanti in

quanto il carico proveniente dall’impalcato può essere eccentrico rispetto al

suo asse baricentrico.


Figura 3.1.41 – Spalla passante con “trave cuscino”

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Istr NTC 08 § C4.1.6.1.3

Nel caso poi di spalla “fissa”, ove cioè l’appoggio fornisce all’impalcato anche

un vincolo longitudinale, sono presenti delle azioni ribaltanti supplementari.

Lo schema è pertanto sempre quello di mensola soggetta ad pressoflessione e

taglio.

Il muro paraghiaia, invece, presenta spessore decisamente meno rilevante

risultando sollecitato prevalentemente a flessione.

L’armatura è pertanto importante (pos. 23 di figura 3.1.42) e talvolta viene

integrata con specifici ferri per contrastare l’azione di taglio (pos. 25).

3.1.15 FONDAZIONI


Le fondazioni di pile e spalle sono realizzate mediante una platea in cemento

armato gettato in opera (di spessore variabile generalmente compreso fra 1.50

e 2.50 m), il cui estradosso è posto almeno 50 cm al di sotto del piano

campagna, in grado di ripartire il più omogeneamente possibile i carichi e al

contempo ridurre l’eccentricità della risultante riportandola all’interno del

nocciolo centrale di inerzia della fondazione.

Il trasferimento delle sollecitazioni al terreno avviene generalmente attraverso

l’utilizzo di pali di grosso diametro (ø 1000-1500), di lunghezza tale da trasferire

per attrito laterale e per punta gli sforzi di compressione e taglio agenti. I pali

vengono disposti secondo una maglia rettangolare o triangolare (quinconce), di

interasse almeno pari a 3 diametri, e il perimetro della platea di fondazione li

racchiude fuoriuscendo dall’ultima fila di pali per almeno un diametro.

Sono opere controterra che richiedono particolare cura nei dettagli per

garantire una adeguata durabilità; pertanto vengono utilizzati calcestruzzi in

grado di resistere all’azione aggressiva delle acque e dei terreni adottando

opportuni copriferri in conformità alle specifiche riportate nelle Istruzioni.

L’armatura presente nei plinti è di diametro importante, disposta anche su più

strati; ciò comporta che in estremità della fondazione la loro piega realizza

delle zone d’angolo non sufficientemente armate e soggette a possibili lesioni

per spigolature o fessurazioni. In tali parti pertanto vengono disposte delle

specifiche armature di piccolo diametro in grado di assorbire le locali trazioni.


Figura 3.1.42 - Armatura della spalla monolitica

3.1.

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Inoltre la disposizione dell’armatura del plinto può interferire con le barre di

collegamento fuoriuscenti dal palo con particolare riferimento a quello

d’angolo. In tal caso è importante valutare attentamente la disposizione della

maglia di armatura al fine di permettere al calcestruzzo di realizzare un

corretto nodo di continuità fra plinto e palo evitando di avere recessi fra i ferri in

cui il getto non riesce a realizzare un sufficiente intasamento.

Nella figura 3.1.43, in cui sono evidenziati i dettagli citati, è riportata la

carpenteria di un plinto di pila in cemento armato di altezza 2 m, fondato su pali

trivellati ø1200, di lunghezza 20 m e disposti ad interasse 3.60 m.

3.1.16 ELEMENTI DI FINITURA E ARREDO


A completamento delle opere d’arte, in viadotto sono presenti degli elementi di

finitura e arredo in grado di migliorarne l’aspetto estetico/funzionale e

garantirne una migliore durabilità.

In estradosso soletta o lungo il piano strutturale delle pendenze viene disposta

l’impermeabilizzazione, che può essere eseguita o mediante la realizzazione di

guaine eseguite in opera armate con TNT o la realizzazione, sempre in opera,

di cappe di asfalto.

Tale strato viene risvoltato sui cordoli e disteso anche all’interno dei recessi

ospitanti le caditoie. Lungo i marciapiedi o i cordoli viene posto generalmente

uno strato di finitura e impermeabilizzazione.

Il sistema di drenaggio delle acque di piattaforma (figura 3.1.44) viene

garantito dalla presenza di caditoie poste su ogni campata e da un sistema di

condutture che riportano le acque o al piano campagna per libera dispersione

o alle vasche di raccolta.

In questo secondo caso la conduttura potrà attraversare il muro di paramento

delle spalle: è pertanto essenziale prevedere dei manicotti giuntati in

corrispondenza di ogni pila di giunto in grado di assicurare il loro

funzionamento anche in presenza di spostamenti relativi spalla/impalcato.


Figura 3.1.43 - Armatura del plinto di fondazione e del palo 3

.1.1

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Il sistema di drenaggio è completato dal collettamento delle acque provenienti

dai giunti di pavimentazione che vengono raccolte da una scossalina posta al

di sotto del varco.

Sul bordo esterno della soletta vengono generalmente disposti degli elementi

di chiusura (carter), che possono essere realizzati sia in metallo che in

calcestruzzo prefabbricato (figura 3.1.45) il cui compito è quello di migliorare

l’inserimento ambientale del viadotto, omogeneizzando il prospetto,

nascondendo eventuali tubazioni di servizio, proteggendo l’impalcato dalle

azioni meteoriche e, infine, nascondendo eventuali disallineamenti della soletta

o dei cordoli causati sia dalla rotazione di sagoma sia da errori in fase di getto.

Talvolta tali elementi possono essere integrati nella predalla prefabbricata e

costituire elemento fermagetto laterale.

In estremità del marciapiede può essere presente un parapetto di altezza non

inferiore a 1 m; in corrispondenza di scavalchi stradali o ferroviari vengono

utilizzate reti antiproiezione, alte almeno 2 m, con sovrapposta una rete

inclinata verso l’interno.


Figura 3.1.44 - Nodo armatura soletta con particol are della raccolta acqua piattaforma

3.1.

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Figura 3.1.45 - Nodo armatura soletta con particola re della raccolta acque di piattaforma

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