Tipologie e Modalità realizzative dei ponti e viadotti...

U.O. AREA GESTIONE COMMESSE CENTRO SUD GRANDI APPALTI

Tipologie e Modalità realizzative dei ponti e viadotti ferroviari

TIPOLOGIE E METODI DI COSTRUZIONE DI PONTI FERROVIARI -ESEMPIO DELLA COSTRUZIONE COMPLETA DI UN VIADOTTO IN c.a.p.

Luigi Evangelista

Pisa Settembre 2018

Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE

CENTRO - SUD GRANDI APPALTI

REALIZZAZIONE DI UN VIADOTTO in c.a.p.

ESEMPIO: IL SISTEMA VIADOTTI MODENA

vista aerea

57



SISTEMA MODENA

767 campate isostatiche da 31.5 m

9 impalcati continui 136 m ciascuno, tre luci 40 - 56 - 40 m

58



IMPALCATO DEL VIADOTTO MODENA ISOSTATICO

15.3 % della L totale viadotti

755 cassoni prefabbricati

Viadotto Modena: 7113 m

Luce: 31.5 m (29; 24 m)

Peso: 688 t

Rck 45MPa

Sviluppo totale: 24 km

20 cavi 12 trefoli 0.6”

59



ARREDO TECNOLOGICO

60



CARPENTERIA

61



ARMATURA

62



PRECOMPRESSIONE

PRIMA APPLICAZIONE DI LARGA SCALA DI 566 km GUAINE CORRUGATE IN PLASTICA PER SISTEMI DI POST-TENSIONE

PRIMA APPLICAZIONE DELLE NORME SULLA PRECOMPRESSIONE POST-TESA CON GUAINE IN PLASTICA CON ESECUZIONE PROVE PRELIMINARI IN SITO



DA CONDURRE IN SITO AD OGNI PRIMA APPLICAZIONE DI UN SISTEMA DI PRECOMPRESSIONE POST-TESO CON GUAINE IN PLASTICA

CON LO STESSO PERSONALE E GLI STESSI STRUMENTI OPERANTI IN CANTIERE

“SYSTEM APPROVAL TESTING”

PROVE PRELIMINARI IN SITO DI QUALIFICA DEL SISTEMA

PROFILO GUAINE E DETTAGLI: IDENTICI AL CASO REALE

LARGHEZZA DELL’ANIMA: LA STESSA DELLE ANIME REALI

LUNGHEZZA: DI SOLITO META’ DELL’IMPALCATO

RIDONDANZA DI CAVI TEST

(Rif.) fib Technical Report Bulletin Nr. 7

“Corrugated plastic ducts for

internal bonded post-tensioning” (fib 2000)

TEST CHIMICI E MECCANICI



OR OR

6 ESTRAZIONE E TAGLIO DI CAMPIONI controlli

FASI DI PROVA

2 TENUTA STAGNA DEI CAVI

3 OPERAZIONI DI GETTO

4 TESATURA / DETESATURA DEI CAVI

5 INIEZIONE SOTTO VUOTO

1 ASSEMBLAGGIO GUAINE



1

32

I MODELLI DI CALCOLO - Particolari



IMPALCATO DEL VIADOTTO MODENA CONTINUO

57.45

m

25.45

m53.10

m56 m 40 m40 m



TAGLIO SULLA SEZIONE DI GIUNTO

SEZIONE DI GIUNTO

TESTATE DI

RIPRESA



MODELLI DI CALCOLO

73 ÷129 BARRE f 40

2

1



PRINCIPIO DELLA COSTRUZIONE A CONCI

fase 1 – effetti del peso proprio del 1° concio

fase 1 – effetti del primo strallo

CONCIO 1

Software

Tecnico

Sangalli

8.793 (m)

Scala Telaio

20000.000 (KN.m)

Scala Momento Flett.


Software

Tecnico

Sangalli

8.793 (m)

Scala Telaio

20000.000 (KN.m)


fase 2 – effetti del rilascio del primo strallo

Software

Tecnico

Sangalli

8.793 (m)

Scala Telaio

20000.000 (KN.m)


fase 2 – effetti del secondo strallo

Software

Tecnico

Sangalli

8.793 (m)

Scala Telaio

20000.000 (KN.m)


fase 2 – effetti iperstatici della precompressione – cavi presenti nel 2° concio

CONCIO 2


fase 3 – effetti del rilascio secondo strallo

fase 3 – effetti iperstatici della precompressione – cavi presenti nel 3° concio

CONCIO 3

7.4 Somma delle tre fasi costruttive

Le sollecitazioni riportate nei diagrammi precedenti restano tutte “imprigionate” nella struttura

per effetto dei getti dei conci successivi. La situazione finale corrisponde quindi alla somma delle

tre fasi. Qui di seguito si riporta il diagramma ottenuto dalla somma dei precedenti diagrammi e

una tabella che mostra la perfetta coincidenza fra le sollecitazioni qui ottenute e quelle derivanti

dal peso proprio e dalla precompressione sulla struttura monolitica.

Software

Tecnico

Sangalli

8.793 (m)

Scala Telaio

20000.000 (KN.m)


Sezione

ascissa

[m]

Somma delle fasi

(p.p. + precomp.+

operazioni su stralli)

Struttura Monolitica

(p.p. + precomp.)

M [kNm] M [kNm]

campata di riva sinistra 13.35 11665.33 11665.20

corrente lato 40.0 m 32.5 -38738.63 -38738.71

risalto R1 lato 40.0 m 35.0 -51671.18 -51671.25

risalto R2 lato 40.0 m 37.5 -66331.47 -66331.57

asse prima pila in continuità 40.0 -83302.19 -83302.30

risalto R2 lato 56.0 m 42.5 -66582.36 -66582.45

risalto R1 lato 56.0 m 45.0 -52172.95 -52173.06

corrente lato 56.0 m 47.5 -39491.29 -39491.39

primo giunto strutturale 53.1 -16540.89 -16540.96

Mezzeria 68.0 9215.12 9215.03

corrente lato 56.0 m 88.5 -39235.78 -39235.84

risalto R1 lato 56.0 m 91.0 -51886.29 -51886.33

risalto R2 lato 56.0 m 93.5 -66264.52 -66264.57

asse seconda pila in cont. 96.0 -82953.20 -82953.25

risalto R2 lato 40.0 m 98.5 -66004.97 -66004.99

risalto R1 lato 40.0 m 101.0 -51367.14 -51367.16

corrente lato 40.0 m 103.5 -38457.09 -38457.12

secondo giunto strutturale 110.55 -10104.89 -10104.94

campata di riva destra 122.65 11783.05 11782.97



CASSERO APPOGGIATO A TERRAModena continuo su Interconnessione: 2 travate



CASSERO SOSPESO DA CARROPONTE



CASSERO SOSPESO DA CARROPONTE

Modena continuo su Auto-

Brennero: 2 travate

Modena continuo su fiume

Panaro: 2 travate

Modena continuo su fiume

Secchia: 3 travate



REALIZZAZIONE DI UN VIADOTTO in c.a.p.

ESEMPIO: IL SISTEMA VIADOTTI MODENA

vista aerea



Esecuzione di pali e diaframmi di fondazione

MODALITA’ COSTRUTTIVA fondazioni

Le fondazioni per la costruzione dei viadotti Modena sono state realizzate:

- I pali del diametro di 1500 mm con lunghezza;

- a volte su diaframmi, spessi 120 cm e lunghi 36 m, in corrispondenza delle travate continue;

- N.B. cls per pali / diaframmi consistenza S 4 /Rck 25 .

1,20m



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA scapitozzatura pali

Demolitore idraulico a corona



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA armatura fondazione / pila

Sull’armatura del plinto

viene posizionata una

guida circolare in cui

alloggiare l’armatura del

fusto pila, precedentemente

assemblata fuori opera in

apposita dima.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fondazioni

Plinti: dimensioni m ( 9,5 x 16,7 x 2,2 )



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA armatura pila

Dima per assemblaggio armature fusto pila



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA realizzazione pile del Panaro

Fase di montaggio dell’ armatura di una pila prefabbricata.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA elevazione

Pile: sezione: circolare diametro esterno 3,5 m,

altezza: variabile tra 5,45 m e 12,20 m

tipologia: cave (con parete s = 50 cm), cave riempite e piene.

Cls per pile consistenza S 4 / Rck 35.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pulvino

Pulvino: dimensioni m (8,40 x 4,40 x 1,80)

cls per pulvini consistenza S 4 / Rck 35



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pile / pulvini



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pulvino

I pulvini ospitano:

- baggioli con contropiastre inghisate con malta autolivellante di allettamento,

- ritegni antisismici,

- sistema di smaltimento delle acque meteoriche e due vani con le scale di accesso per l’ispezionabilità.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA IMPALCATO: Cassero

1. Verifica dimensionale del cassero esterno;

2. Pulizia e stato del cassero;

3. Regolazione del cassero di fondo;

4. Posizionamento delle 4 contropiastre

superiori degli appoggi;

5. Posizionamento inserti (barre dywidag)

forometria antigalleggiamento 28 guaine

corrugate ∅ 90;

6. Posizionamento inserti forometrie per

pluviali 4 tubi in PVC rigido ∅ 250 spess. 3

mm;

7. Posizionamento inserti forometrie per

sollevamento trave 8 tubi in PVC rigido ∅

110;

8. Posizionamento inserti forometrie per troppo

pieno 4 tubi in PVC rigido ∅ 250 spess. 3

mm;

9. Applicazione del disarmante 32 l.

4

5

1

3

2

6

7

8



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto gabbia armatura

Le testate del cassero vengono montate in dima prima dell’assemblaggio dell’armatura e già regolate secondo le

inclinazioni previste progettualmente. La gabbia così assemblata viene trasportata e posata sul cassero preparato ad

accoglierla nel capannone di getto.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA gabbia armatura distanziatori

I distanziatori sono in fibrocemento e hanno un diametro che varia da un minimo di 40 ad un

massimo di 65 mm (sia per l’armatura esterna che per quella interna) al fine di assicurare che

la gabbia abbia un copriferro minimo di 40 mm.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA gabbia armatura

La gabbia della trave standard (31,50 m) pesa circa 33 t: una squadra media di 10 ferraioli

la completa in 4 giorni (8h/g). La gabbia viene predisposta già con le guaine e 12 trefoli da

0,6 pollici per ciascuno dei 20 cavi, eccezion fatta per le travi da 24 m che hanno 16 cavi.

Inserti per l’armatura di ripresa del muro paraballast



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA cassaforma interna

560 mc

CONTROCASSERO da vincolare attentamente contro il galleggiamento.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA getto cls

560 mc



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA getto del cls

mc 3

mc 9

mc 6

mc 22

mc 22

mc 22

mc 22

mc 3

mc 9

mc 6

mc 22

mc 22

mc 22

mc 22

Getto di 3° faseGetto di 3° fase

Getto di 2° fase

Getto di 3° faseGetto di 3° fase

Getto di 2° fase

Getto di 1° fase

mc 337

Il getto dell’impalcato continuo è sostanzialmente distinto in due fasi:

- realizzazione della soletta della trave (circa 337 mc.), in un tempo variabile tra le 3.5 e le 4 ore.

- realizzazione del completamento delle pareti (circa 212 mc), anch’essa in un tempo di circa 4 ore.

Quindi risulta indispensabile avere una miscela ad elevata lavorabilità (con valori di consistenza S 5 – ovvero slump misurati

al cono di Abrams- ≥ 21 cm ) che conservi tale caratteristica per il tempo necessario all’esecuzione delle due fasi.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fase di getto vibratori

La vibrazione del cls gettato viene effettuata da una serie di vibratori elettrici a parete e ad ago, la cui

disposizione e potenza sono state ottimizzate attraverso una serie di prove sperimentali.

Ogni cassero esterno è dotato di 76 vibratori a parete, mentre ciascun cassero interno è dotato di 28

vibratori a parete per un totale complessivo, per tutti i casseri, di 512 vibratori. I vibratori sono settorializzati

in gruppi omogeni e vengono attivati in relazione allo stato di avanzamento del getto da una centralina di

controllo.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fase di scasseratura

Terminato il getto e completata la

prima fase di maturazione, dopo 8/10

ore viene aperto il cassero esterno,

sfilato quello interno e rimosse le

testate.

Durante la fase di getto della trave si prelevano almeno

36 cubetti di cls in modo tale da poter disporre di:

N° 2+2+2 per il calcolo di Rckj ≥ 30MPa

N° 2+2+2 per il calcolo di Rck a 28 gg ≥ 45MPa;

N° 2+2+2 per il calcolo di Rck varo ≥ 30MPa;

N° 2 x (2+2+2) di scorta Rckj;

N° 2+2+2 di scorta per Rck varo.

Esterno

interno

testata



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA compl .montaggio testate

Durante la fase di maturazione della trave, si

completa l’assemblaggio dei cavi

(inserimento trefoli e montando le teste di

ancoraggio e i cunei per il bloccaggio dei

trefoli.

Testate di precom-

pressione montati

su cassette in

lamiera bullonate al

cassero di testata.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA 1^ fase di tesatura trefoli

Martinetto a tiro multiplo, a

doppio effetto con spingi cuneo

autobloccante.Allungamento trefoli pari al

38,5% del valore di progetto

Si provvede poi alla tesatura dei cavi di precompressione nella misura del 38,5% del valore finale di

progetto.

Entro 15 giorni dalla prima tesatura dei trefoli va eseguita l’iniezione dei cavi.

Tale operazione non può avere inizio né prima delle 24 ore né prima del raggiungimento di Rckj ≥30 MPa.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA area stoccaggio travi

La trave trasportata nell’area di stoccaggio viene

alloggiata su appositi pilastri, sui quali sono stati

precedentemente posizionati gli apparecchi di appoggio

definitivi.

Appoggi fissi e multidirezionali.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA stoccaggio travi

Sono state realizzate 16 piazzole per l’appoggio delle travi



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA taglio trefoli

Nell’area di stoccaggio si completa la

tesatura dei cavi e si procede al taglio

delle fruste dei trefoli con la

metodologia al plasma.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA stoccaggio ed iniezione cavi

Completato il taglio dei trefoli, si procede all’iniezione dei cavi con miscela di boiacca.

L’iniezione dei cavi avviene impiegando la tecnologia del sotto vuoto.

Si crea il vuoto all’interno del cavo sino a mantenere stabilmente durante tutta l’ operazione

una pressione di 200 millibar.

Dopo si inietta il cavo sino a che la boiacca non appare nel tubo trasparente della pompa del

vuoto.

Terminata questa fase, e chiusi gli sfiati del sottovuoto, si deve ristabilire la pressione di 5

bar all’interno del cavo iniettato fintanto che la stessa non rimarrà invariata, senza pompare

per un minuto.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA inghisaggio piastre

Per gli appoggi fissi e

unidirezionali, sui baggioli sono

state inghisate le contropiastre

inferiori con quote come da

progetto; per il multidirezionale

la quota di progetto è stata

abbassata di 5 mm, per poter

posizionare una piastra in

acciaio inox dello stesso

spessore.

Tolleranza quote +/- 1 mm.

WB S VI 75 A T R A VE D A T A

M ILA N O B OLOGN A

Appoggio fisso Appoggio multidirezionale

3 4

1 2

Appoggio fisso Appoggio unidirezionale



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto travi

Attraversamento della Sp 13 di Modena durante la fase di trasporto delle travi al viadotto Brennero.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto travi

Il varo delle travi avviene separatamente per ciascuna via di corsa, utilizzando i carrelloni di varo

che trasportano gli elementi prefabbricati sulla stessa via già realizzata.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 1

Il varo può iniziare solo quando l’impalcato

ha raggiunto la resistenza Rck ≥ 36,5 N/mm².Il carrellone avanza in corrispondenza della

trave di sottoponte.




Una volta arrivato in prossimità del varo il carrellone si posiziona sopra la trave di sottoponte

sul carrellino. Il carrello anteriore del carrellone viene sollevato mediante quattro martinetti

idraulici.




La trave spinta dai due macchinari raggiunge la posizione esatta per il varo.




Arrivati nella posizione esatta, si sfila la trave di varo/sottoponte e si cala la trave poggiandola

su delle celle di carico.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA verbale di pesatura

Prima del varo definitivo, la trave che è già

dotata di appoggi imbullonati alle

contropiastre superiori, verrà calata su

delle celle di carico.

Se il carico letto sulle celle è pari a P / 4 ± S

(P peso tot della trave ed S è uno

scostamento fornito dal progettista pari al

5% di P / 4) la trave viene calata nella

posizione definitiva.

Nel caso il valore letto nono rientri nei limiti

stabiliti, P / 4 ± S, si interviene solo sotto

l’appoggio multidirezionale per semplicità

di lavorazione. Si risolleva la trave e si

inseriscono degli spessori metallici da 1 o 2

mm tra l’appoggio e la cella di carico,

rifacendo la lettura. Tale operazione si

ripete fino al raggiungimento dei valori

prescritti.

WB S VI 75 A T R A VE M 1 D - M 2 D D A T A 10/ 12/ 2002

M ILA N O B OLOGN A

Appoggio fisso Appoggio multidirezionale

3 4

1 2

Appoggio fisso Appoggio unidirezionale

P ILA 1 P ILA 2

A P P OGGIO 1 (F ISSO) KN M ISUR A 1

misura 1 (quota di progetto) + 0 1733 Ptot KN 6726

misura 2 (quota di progetto) + 0 P/4 KN 1682

misura 3 (quota di progetto) + 0 Max (+5%) KN 1766

misura 4 (quota di progetto) + 0 Min (-5%) KN 1597

A P P OGGIO 2 (UN ID IR EZ ION A LE) M ISUR A 2





A P P OGGIO 3 (F ISSO) M ISUR A 3





A P P OGGIO 4 (M LT ID IR EZ ION A LE) M ISUR A 3








Ultimate le operazioni di pesatura, si cala definitivamente la trave che viene tarata sugli

appoggi e sganciata dai sostegni. Il carrellone ripercorre quindi a ritroso il percorso,

passando sulla trave appena varata, per ripetere il ciclo.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA muro paraballast

Armatura muro paraballast

Getto muro

paraballast

cls per muro paraballast consistenza

S1/Rck30



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA impermeabilizzazione fase 1

Lavaggio delle travi Applicazione a spruzzo del primer.



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA impermeabilizzazione fase 2

Dopo 6 ore dalla stesa del primer, viene applicata a spruzzo la membrana

poliuretanica mediante un impianto semovente robottizzato al fine di

garantire l’uniformità, l’adesione al cls del prodotto e lo spessore previsto (4

mm).



IL SISTEMA VIADOTTI MODENA manto protettivo in clb



I PONTI FERROVIARI

Grazie per l’attenzione.

[email protected].



L’obiettivo conclusivo di tutti i nostri sforzi!

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po1906.mpg

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