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Viadotti

La trasversale, progettata non solo per unire le due importanti estre-mità, ma anche per collegare i centri urbani preaspromontani, in-

teragisce con il territorio (in particolare sul versante Tirrenico) attra-verso imponenti opere d'arte in elevazione e nel sottosuolo.I viadotti del tracciato rappresentano una delle più rilevanti voci di in-vestimento per la realizzazione dell'opera, al pari dei costi necessariper realizzare il grande traforo dello Zillastro.

Lungo l'asse principale, quindi con l'esclusione dei ponti e viadotti po-sti nei rami di svincolo, sono stati previsti ventitre viadotti di varia tec-nologia per una lunghezza complessiva pari a 8.632,97 m, ovvero pa-ri ad oltre il 22% del percorso in progetto (fra nuova sede ed ammo-dernamenti), lungo in totale 38.941,63 m.

Vincenzo Procopio* - Pietro Corona**Antonio Segreto*** - Santo Fedele****.Bruno Polifroni***** - Angela Procopio******

Nel numero precedente (S&A n° 57) è stato illustrato il pro-getto della nuova trasversale Calabrese, Ionio-Tirreno, colle-gante la A3 con la S.S. 106, rispettivamente negli svincoli diBagnara e Bovalino (Marina).

Nella realizzazione della nuova trasversale Ionio-Tirreno i viadotti “Lizzati” e “Giovanni Paolo II”

rappresentano una delle voci di investimento più rilevanti dell'intera opera

I VIADOTTI DELLABAGNARA-BOVALINO

Figura 2 - Il profilo longitudinale

La vista notturna del render

Pont

i & V

iadot

ti

Fra questi spiccano il viadotto strallato denominato “Lizzati” e il via-dotto in c.a.p. ad inerzia variabile intitolato allo scomparso Pontefice“Giovanni Paolo II”.

Il viadotto strallato “Lizzati”La descrizione dell'operaIl viadotto strallato “Lizzati”, asimmetrico, è realizzato con un impal-cato a trave continua ad inerzia costante di lunghezza pari a 182,6 med altezza pari a 2 m sostenuto da ventidue stralli (undici per ciascun

lato della carreggiata). E' interessante far rilevare che tale manufatto,completamente in calcestruzzo, corrisponde ad uno strallato simme-trico di luce pari a circa 370 m, ossia un valore che pone l'opera ai pri-mi posti in Europa.La parte di impalcato (34,6 m) che attraversa l'antenna, non potendoessere sostenuta da stralli in quanto questi limiterebbero l'ingombrodei mezzi in transito, è sorretta da appoggi in gomma, di opportuna ri-gidezza verticale, disposti a quota intradosso impalcato. Gli elementiportanti sono costituiti dall'antenna in c.a. di altezza complessi-

va, a partire dall'estradosso impalcato, pari a 86m e dagli stralli di sostegno e di contrasto.La forma della pila è caratterizzata da due pro-spetti, laterale e frontale, funzionali al compitostrutturale. In senso longitudinale si può notareuno schema statico molto rigido, perché tale de-ve essere il sostegno dell'impalcato affinché lasua deformabilità sia limitata al contributo deisoli stralli.Per alleggerire la struttura si è adottato unoschema a triangolo sovrastato da un tratto ver-ticale cavo, all'interno del quale trovano allog-giamento le testate degli stralli di sostegno del-l'impalcato e quelli di contrasto collegati al con-trappeso.In senso trasversale si può notare uno schema sta-tico flettente più snello, perché necessita essen-zialmente di resistenza torsionale, dovendo svol-gere il compito di ripartire le differenti reazioni de-gli stralli ai due lati della carreggiata quando il tran-sito dei carichi mobili è eccentrico.La forma della pila, piuttosto singolare, è tale da in-durre l'osservatore alla ricerca di somiglianze asoggetti reali o mitici e si inserisce nell'ambientecircostante dando l'impressione di una sentinella ilcui sguardo controlla la valle circostante.L'antenna è fondata su due pozzi ellittici situati incorrispondenza dei vertici alla base del triangolodel prospetto laterale.All'interno della stessa, lungo il tratto verticale, èprevista una struttura di carpenteria metallica attaad accogliere gli ancoraggi degli stralli.Tale soluzione mista ha l'indubbio vantaggio di di-sporre di una struttura che può essere costruita conla precisione necessaria e che è capace di resiste-re direttamente alle componenti orizzontali di tra-zione degli stralli, evitando la necessità di una pre-compressione trasversale dell'antenna e semplifi-cando notevolmente l'armatura ordinaria.L'opera in oggetto è situata in una zona sismicaclassificata di 1a categoria e di conseguenza si èposta molta cura nella ricerca di un efficace isola-mento dell'impalcato rispetto all'antenna.L'adozione del contrappeso, ove sono ancorati glistralli di contrasto, trova la sua giustificazione pro-prio per la funzione di assorbire l'azione sismicalongitudinale dell'impalcato.In senso trasversale, invece, l'azione di isolamen-to sismico viene svolto da opportuni dissipatori ela-sto-plastici od elasto-viscosi

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Viadotti

Figura 4 - I prospetti dell’antenna

Figura 3 - La simulazione fotorealistica in percorrenza

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ViadottiLa tecnologia costruttivaLa realizzazione della struttura monolitica costituente l'impalcatoè ottenuta attraverso la prefabbricazione e la successiva solida-rizzazione di una serie di elementi prefabbricati lunghi 6,5 m, spe-cificatamente cassoni tricellulari larghi circa 13 m comprensivi didue elementi laterali larghi 0,7 m e alti 0,8 m atti ad accogliere latestata degli stralli.La solidarizzazione dei conci è resa possibile attraverso l'impiego dimalta di allettamento lungo le sezioni di giunzione degli elementi e l'u-tilizzo di compressione preventiva (“precompressione”).La malta è normalmente composta da resine epossidiche le quali, dan-do luogo, dopo polimerizzazione, ad un incollaggio chimico, garanti-scono una perfetta sigillatura del giunto anche dal punto di vista strut-turale, sebbene di tale caratteristica non si debba tener conto nelle ve-rifiche di resistenza.La costruzione dei conci prefabbricati avviene secondo la tecnica co-siddetta dei “conci coniugati”, facendo cioè in modo che ciascuna se-zione di giunzione tra due conci contigui sia frutto dell'unione di unafaccia maschio con una femmina la quale in precedenza ha funziona-to da cassero per la prima.Per ottenere la necessaria duttilità si potrà prevedere una continuitàdell'armatura ordinaria mediante giunti organizzati.Lo “strallo” è un termine di derivazione marinara ed è quel cavo che,legato all'albero della vela e al ponte della barca, serve, se ben tesa-to, ad irrigidire il suddetto albero e a reggere meglio il carico indottodalla vela.Nel caso dei ponti strallati si inverte l'utilità ossia lo strallo serve ad ir-rigidire l'impalcato (ponte) collegandolo all'elemento resistente che èrappresentato dall'antenna (albero).E' previsto l'utilizzo di uno strallo ogni due conci. Si intende che talesoluzione non è tassativa, in quanto, in dipendenza delle caratteristi-che del carro di varo o dell'organizzazione del cantiere, potrebbe es-sere più consono prevedere uno strallo, ovviamente circa dimezzato,per ogni concio.

Le modalità costruttiveLa trave-cassone costituente l'impalcato viene realizzata a conci co-niugati congiunti in avanzamento a partire dal tratto che attraversal'antenna; le principali fasi di costruzione possono così riassumersi:

u

esecuzione dell'antenna, con casseri rampanti. L'esecuzione può essere completa oppure proseguire in leggero anticipo rispetto all'a-vanzamento dell'impalcato. L'anticipo è relativo alla disponibilità del-la testata dello strallo necessario al sostegno del concio da varare;

u

prefabbricazione dei conci nello stabilimento di produzione con leseguenti modalità:

1. Cassero. La cassaforma di fondo è una struttura di sostegno delfondo cassero. Essa poggia su una serie di piedritti provvisti di viti diregolazione che servono a modificare il profilo dell'intradosso dell'im-palcato e può estendesi per una lunghezza pari a quella dell'intero im-palcato, ciò dipende dall'organizzazione del cantiere. La dimensionein pianta del fondo cassero, costituito da una lastra metallica di ade-guato spessore, deve essere minore della pianta dell'intradosso delconcio; in particolare, se si è in presenza di un tratto in raccordo pla-nimetrico allora la lunghezza della lastra deve essere uguale al latominore della pianta trapezoidale dell'intradosso del concio. Il recupe-ro della necessaria lunghezza della lastra di fondo, quando il tratto ri-diventa rettilineo, avviene utilizzando delle strisce metalliche di ridot-to spessore rese solidali alle lastre principali. La cassaforma di fondodeve riprodurre topograficamente, sia altimetricamente sia planime-tricamente, l'intradosso dell'impalcato che si intende prefabbricare.La riproduzione topografica necessaria per la prefabbricazione riguardasolo la parte depurata da traslazioni e rotazioni rigide dell'impalcato,cioè se per esempio il tratto di impalcato risulta in salita o in discesaal di fuori di un raccordo verticale, allora é ovvio che prefabbricando iltratto in orizzontale e disponendolo con la stessa inclinazione della sa-lita o discesa reale si ottiene il reale andamento topografico. Nel casodi tratti situati all'interno di raccordi altimetrici, planimetrici ecc., sipuò riprodurre la topografia di prefabbricazione riferendola, per esem-pio, alla congiungente i punti estremi del tratto o comunque ad unaretta che minimizza la deformazione plastica del tratto preposto a ri-produrre l'andamento topografico reale.La casseratura del concio i-esimo è costituita:a) intradosso: lastra di fondo;b) superficie del concio lato campata: cassero frontale;c) superficie del concio lato pila: superficie del concio i-1 lato campata

(giunto coniugato tra i conci i e i-1);d) profilo laterale: cassero laterale; e) vano interno del cassone: cassero interno.

Figura 5 - La sezione dell'impalcato su un concio tipo

2. Stoccaggio. Al termine della prefabbricazione si effettua lo scas-sero e il trasporto dei conci a partire dal primo concio prefabbricato.E' importante porre in evidenza che per facilitare le operazioni di di-stacco reciproco dei conci, bisogna utilizzare degli opportuni prodottidisarmanti sulle facce coniugate e delle opportune misure per elimi-nare l'effetto ventosa della lastra di fondo con l'intradosso del concio.u

Esecuzione dell'impalcato che attraversa l'antenna, del contrap-peso e delle travi metalliche di collegamento tra contrappeso e im-palcato. Tali travi oltre ad avere lo scopo di far chiudere il poligonodelle forze orizzontati tra impalcato e contrappeso avranno l'im-portante compito di smorzare l'effetto sismico;u

montaggio dei conci successivi, a partire da quelli adiacenti l'im-palcato precedentemente eseguito, con impiego di carrovaro; in que-sta fase, al concio i-esimo sollevato e trasportato in posizione limi-trofa a quella di montaggio, viene applicato uno strato di resina epos-sidica sulla superficie adiacente il concio i-1, quindi viene posto inopera e serrato ai precedenti tramite barre in acciaio armonico at-testate in apposite nicchie;u

infilaggio dei cavi superiori di precompressione e loro tesaturada entrambe le estremità. Le testate dei cavi sono alloggiate in ap-positi ringrossi portacavi, disposti in posizione arretrata rispetto al-l'estremità concio ed in corrispondenza dell'intersezione tra la ner-vatura e la soletta superiore.

Le operazioni di precompressione e fissaggio temporaneo sono in-dipendenti, e sarà consentito di operare con un solo concio con-nesso temporaneamente con le barre;u

varo del secondo concio a sbalzo e successivo infilaggio e tesa-tura dei cavi superiori di precompressione. Infilaggio dello stral-lo collegato a quest'ultimo concio i-esimo ed all'antenna e suc-cessiva tesatura.Prima dell'avanzamento per il varo del concio successivo si do-vrà procedere alla tesatura dello strallo di contrasto collegato alcontrappeso;

u

infilaggio e tesatura dei cavi inferiori di precompressione.Le testate dei cavi sono alloggiate in appositi ringrossi portaca-vi in posizione arretrata rispetto all'estremità concio ed in corri-spondenza all'intersezione tra la nervatura e la controsoletta;

u

avanzamento del carro di varo per effettuare l'assemblaggio, al-l'impalcato già eseguito, di ulteriori due conci, ripetendo le ope-razioni descritte nei due punti precedenti, fino a completare l'im-palcato;

u

a fine costruzione, dopo regolazione altimetrica operando op-portunamente sulla tesatura degli stralli si può procedere all'in-tasamento degli appoggi sulla spalla ed al collegamento con idissipatori;

u

iniezione dei cavi superiori ed inferiori.

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Figura 6 - Il profilo longitudinale

Figura 7 - La vista planimetrica

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ViadottiIl modello di calcolo utilizzatoL'analisi statica del viadotto stral-lato è stata condotta in campo ela-stico su un modello ad elementi fi-niti monodimensionali trascurandonella prima fase il comportamentonon lineare degli stralli, ossia adot-tando le caratteristiche proprie ditali elementi con il valore delle sol-lecitazioni dovute ai carichi perma-nenti e quelle comprensive dei ca-richi accidentali. Si intende che ciòpuò valere fintanto si constatano al-cune restrizioni.L'analisi statica e sismica è statacondotta secondo quanto dispostodalla “OPCM - 20.03.2003” n°3.274.Per poter valutare l'effetto dei dis-sipatori elasto-viscosi ed elasto-plastici è stata anche effettuataun'analisi dinamica passo-passo utilizzando accelerogrammi gene-rati mediante apposito software.

Il viadotto “Giovanni Paolo II”La descrizione dell'operaIl viadotto in oggetto è realizzato con un impalcato a trave continua adinerzia variabile con le seguenti campate a partire dall'asse spalla: 50-92-92-92-92-106-120-120-61,5-giunto-50-92-92-92-92-50 (misu-re espresse in metri).La costruzione procede in avanzamento a sbalzo dalle pile con l'im-piego di conci prefabbricati.L'impalcato è costituito da un cassone monocellulare di larghezza pa-ri a 11,90 m, ad altezza variabile da un minimo di 2,45 m, in asse cam-pata, ad un massimo di 4,5 m, 5,4 m e 6,5 m, a 3,5 m dall'asse ap-poggio sulle pile rispettivamente a cavallo di entrambe le campate di92 m, delle campate di 92 e 106 m, delle campate di 106 m e 120 mo entrambe le campate di 120 m.L'opera in oggetto è situata anch'essa in una zona sismica classifica-ta di 1a categoria è stata isolata sismicamente con opportuni dissipa-tori elasto-plastici, i quali hanno consentito di dare luogo ad un valo-re dell'azione sismica pari al 20~30% del peso permanente.

La tecnologia costruttivaLa realizzazione della struttura monolitica sia dal punto di vista chi-mico sia fisico si ottiene attraverso la prefabbricazione e successivasolidarizzazione di una serie di elementi prefabbricati.La solidarizzazione e la tecnica di prefabbricazione avviene con le mo-dalità già illustrate precedentemente per il viadotto “Lizzati”.Di seguito ricorre il termine “stampella”, così definita in quanto ri-corda appunto una stampella ove il gambo è rappresentato dalla pi-la e l'appoggio per l'ascella è rappresentato dai conci assemblati.Di norma il numero di conci a sinistra e a destra della pila è ugua-le, ma in alcuni casi, con opportuni accorgimenti, può anche esse-re differente.Il numero di conci costituenti la stampella dipende ovviamente dal-la lunghezza di ciascuno di essi, resta comunque inteso che la lun-ghezza complessiva di tutte le stampelle e di altri eventuali conci,non facenti parte di nessuna stampella, deve essere minore del-lunghezza complessiva dell'impalcato, in quanto deve essere riser-vato uno spazio di almeno 20~30 cm per effettuare la sutura fra lestampelle adiacenti.

Figura 8 - La sezione dell'impalcato su un concio tipo

Le modalità costruttiveIn questo caso la trave-cassone costituente l'impalcato viene realizza-ta a conci coniugati congiunti in avanzamento a partire dall'asse pila.Le fasi principali di costruzione sono simili a quelle illustrate per il via-dotto “Lizzati”. Le si elencano di seguito.u

prefabbricazione dei conci nello stabilimento di produzione:1. Preparazione cassaforma di fondo: la cassaforma di fondo è rea-

lizzata con la tecnica già descritta e in questo caso può estendesiper una lunghezza pari a quella della semistampella o stampellacompleta, ciò dipende dalla organizzazione del cantiere. Se la stam-pella fa parte di un tratto in raccordo planimetrico allora la lun-ghezza della lastra deve essere uguale al lato minore della piantatrapezoidale dell'intradosso del concio;

2. Concio “0”: il primo concio ad essere costruito è il concio “0”. Es-so è casserato su entrambe le superfici frontali, ossia può esserecostruito in maniera indipendente e per questo rappresenta la pri-ma “femmina da coniugare”;

3. Conci 1-2-3…n: anche per questo viadotto, lo schema di cassera-tura del concio i-esimo è costituita dagli elementi (intradosso, va-no interno, ecc.) già ritrovati nel viadotto strallato “Lizzati”;

4. Stoccaggio: valgono identiche le considerazioni del punto prece-dente.

u

posa sulla pila del concio diaframma (concio 0) e dei conci 1: do-po aver applicato sulle facce adiacenti, uno strato di resina epos-sidica vengono collegati tra loro ed appoggiati sui martinetti per leopportune regolazioni successive. L'unione tra i conci 0 ed 1 è ef-fettuata mediante barre in acciaio armonico tipo Dywidag. Per ul-timo si collegano i conci 1 alla pila mediante barre verticali;

u

montaggio alterno di conci successivi, a partire da quelli adiacen-ti i conci 1, con impiego di carrovaro; in questa fase, al concio i-esimo sollevato e trasportato in posizione limitrofa a quella di mon-taggio, viene applicato uno strato di resina epossidica sulla super-ficie adiacente il concio i-1, quindi viene posto in opera e serratoai precedenti tramite barre in acciaio armonico attestate in appo-sitenicchie;

u

infilaggio dei cavi superiori di precompressione e loro tesatura daentrambe le estremità (con le modalità già descritte). In certe con-dizioni si potrà operare anche con un massimo di due conci per la-to connessi temporaneamente con le barre;

u

a fine costruzione della stampella, dopo regolazione plano-altime-trica della stampella ed intasamento degli appoggi, si effettua il get-to del concio di chiusura e l'infilaggio dei cavi inferiori di precom-pressione. Le testate dei cavi sono alloggiate in appositi ringrossiportacavi in posizione arretrata rispetto all'estremità concio ed incorrispondenza all'intersezione tra la nervatura e la controsoletta;

u

tesatura dei necessari cavi inferiori di precompressione secondol'ordine che verrà descritto nel mansionario;

u

iniezione dei cavi superiori e inferiori. n

* Ingegnere e Direttore Tecnico STI Srl, societàprogettista capogruppo** Ingegnere e Direttore Tecnico Studio Corona Srl*** Ingegnere Studio Corona Srl**** Ingegnere e Responsabile progettista, D.T. dellaFedele Santo Srl***** Ingegnere e Responsabile progettista, D.T. dellaProgineer Srl****** Ingegnere e Responsabile progettista, STI Srl

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Figura 9 - La pila tipo