Calcestruzzo: la gestione integrata delle attività di installazione dei sistemi di post-tensione

Le raccomandazioni internazionali in tema di post-tensione pongono l’accento sulle competenze specialistiche che le aziende devono offrire all’industria delle costruzioni. La corretta applicazione delle procedure di installazione di un sistema di post-tensione può garantire una sicura e durevole funzione strutturale ma solo la gestione integrata delle attività consente di ottimizzare il processo costruttivo.

L’approccio unitario offerto dalle organizzazioni specialistiche consente di supportare il progettista nella fase di definizione delle tecnologie di presollecitazione, al fine di integrarle alle esigenze produttive dell’impresa generale e di semplificare le attività di controllo della direzione lavori.

In concomitanza con l’uscita delle Raccomandazioni Aicap in tema di “Realizzazione e ge-stione del calcestruzzo strutturale presollecitato con armatura post-tesa”, Tensacciai S.r.l. e Rizzani S.p.A. hanno contribuito alla realizzazione di numerosi viadotti nel Progetto New Orbital di Doha - Qatar.

L’articolo espone la gestione delle attività di installazione dei sistemi di post-tensione, evidenziando i vantaggi offerti dal personale qualificato delle organizzazioni specialistiche.


Integrated management of post-tensioning systems installation. The “New Orbital Project” – Doha, Qatar

La gestione integrata delle attività di installazione dei sistemi di post-tensione. Il “Progetto New Orbital” di Doha, Qatar

C. Longo1, T. Ciccone1, M. Pasqualotto2

1 Stay-cable & Post-tensioning Systems Technical Department, Tensacciai S.r.l., Milan, Italy

2 Rizzani de Eccher S.p.A., Dubai, UAE


1 DESCRIZIONE GENERALE DEL PROGETTO

1.1 Contract 1: New Doha Port to Orbital Highway

Il progetto New Orbital Highway & Truck Route in Qatar prevede la realizzazione di una vasta e articolata rete di collegamento autostradale tra le aree a Nord e Sud di Doha, by-passando la città sul versante occidentale.

Lo sviluppo complessivo dei lavori riguarda circa 200 km di autostrade e 21 intersezioni a livelli sfalsati che ne consentono l’integrazione alla rete stradale esistente, migliorandone al contempo l’efficienza generale. La complessità e l’estensione dei lavori è stata gestita tramite l’assegnazione di più contratti, aggiudicati da vari soggetti e sviluppati in tempi diversi.

Tensacciai S.r.l. (Tensa) e Rizzani de Eccher S.p.A. (RdE) hanno preso parte alla realizzazione del “Contract 1”, che prevedeva lo sviluppo della por-zione Sud del Progetto - denominata “New Doha Port to Orbital Highway” - con 50 km di rete autostradale e 4 intersezioni: J15, J16, J17 e J18, tra cui la più grande del Qatar per estensione e numero di manufatti.

 

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Figure 1. The “New Orbital Project” general scheme / Schema generale del progetto New Orbital.

 

L’oggetto dei lavori dell’impresa subappaltatrice - Rizzani de Eccher S.p.A. - prevedeva il progetto e la costruzione dei viadotti di scavalco e delle rampe di interscambio in c.a.p., da realizzarsi in conci prefabbricati a cassone monocellulare e da vararsi con l’ausilio di gru mobili tralicciate a partire dalle pile, procedendo simmetricamente a sbalzo.

In totale, sono stati prodotti e varati 2168 conci prefabbricati che hanno richiesto l’installazione di 5600 ancoraggi di post-tensione (PT) e di 2200 tonnellate di trefolo da precompressione.

 

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Table 1. Project in numbers / Numeri del progetto.

 

Oltre alla fornitura dei sistemi e degli accessori di post-tensione per la costruzione degli impalcati, Tensa ha fornito le attrezzature per l’installazione, la tesatura e la finitura dei cavi ed il supporto tecnico in cantiere di un team di ingegneri e tecnici specializza-ti nei lavori di PT delle strutture in c.a.p..

 

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Figure 2. Ramp bridges J17 3A & 2C under construction / Rampe J17 3A & 2C in costruzione.

 

1.2 Contesto normativo di riferimento

Il contesto normativo di riferimento e di approvazio-ne dei sistemi di PT oggetto del progetto in questio-ne è quello dell’ente appaltante del Qatar, ossia ASHGHAL.

Il sistema di PT Tensa utilizzato è stato oggetto di una prima fase di esame e successiva approvazione all’utilizzo da parte dell’ente appaltante che ne ha esaminato la conformità ai requisiti tecnici prestazionali, principalmente collegati alle norme americane AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications.

Nella valutazione di merito delle prove di sistema a supporto della performance dei sistemi è stato fatto ricorso anche alle esistenti approvazioni tecniche di sistema, quale la Valutazione Tecnica Europea (ETA) basata su ETAG 013 nonché alle periodiche attività di verifica terza effettuate da Ente Notificato.

Le specifiche tecniche di progetto hanno richiesto anche l’uso di guaine corrugate in plastica per i cavi, con riferimento esplicito ai requisiti dettati dalle Raccomandazioni FIB 7.

Per quanto riguarda la posa in opera del sistema, le Specifiche tecniche di progetto hanno richiesto che il Contraente generale fornisse tutte le garanzie necessarie all’installazione dei cavi a piena regola d’arte, secondo le prescrizioni tecniche previste a capitolato per ogni singola fase (posa, infilaggio, tesatura, iniezione).

In particolare, è stato espressamente prescritto che le operazioni si svolgessero sotto la piena supervi-sione di personale formato e competente in materia di postensione.

Le scelte tecnico-operative adottate in cantiere, e descritte nei paragrafi seguenti, sono state rivolte a soddisfare i criteri di cui sopra in un’ottica di otti-mizzazione dell’intero flusso operativo.

Purtroppo, questa scelta strategicamente vincente non trova invece un diretto riscontro nelle nuove evoluzioni delle norme europee di prodotto (EAD 16 in vigore dal 2018 in luogo di ETAG 013) che ora non prevedono più indicazioni sul delicato tema della posa in opera dei sistemi.

Questo passo indietro nel processo normativo sui prodotti non trova invece riscontro nell’approccio strategico e culturale applicato nel lavoro oggetto di questo articolo.

 

1.3 L’organizzazione generale dei lavori di PT

L’organizzazione delle attività di installazione e finitura delle tecnologie di post-tensione è stata ope-rata congiuntamente da RdE e Tensa, al fine adattare i cicli di lavoro alle esigenze produttive generali.

Il target di produzione assegnato è stato giudicato conseguibile mediante l’articolazione delle attività su tre fronti di varo suddivisi in due turni giornalieri ed aventi ciascuno una propria autonomia organizzativa in termini di risorse e attrezzature. Si sono così integrate alle squadre addette al varo (BC erection) delle specifiche figure competenti in materia di PT, al fine di snellire e rendere più efficienti le operazioni di installazione e tesatura delle barre provvisorie e dei cavi permanenti a sbalzo.

Data poi la necessità di limitare il numero di strutture provvisorie di supporto al varo, l’avanzamento di ciascun fronte è presto risultato vincolato alle tesature dei cavi di continuità, capaci di attivare - come da progetto - lo schema di trave continua dell’impalcato. Si è ritenuto quindi necessario assegnare delle specifiche risorse a queste attività (e a quelle ad esse propedeutiche), svincolandole di fatto dalle fasi di varo. Le squadre incaricare di assemblare e tesare i cavi di continuità dovevano seguire a ruota i tre fronti di varo, generando - in ogni circostanza - il vantaggio temporale necessario allo smontaggio ed al rimontaggio delle strutture provvisorie di supporto, rendendo di fatto continui e senza interruzioni i cicli di varo nel passaggio da una pila alla successiva.

Per quanto riguarda le attività di finitura dei cavi, comprendenti la posa dei cappucci permanenti di protezione degli ancoraggi e l’iniezione in boiacca cementizia delle guaine, si sono individuate delle specifiche squadre di lavoro per non sottrarre risorse alle squadre di tesatura, più importanti in chiave di avanzamento dei lavori. Infatti, le operazioni di fini-tura dovevano solo rispettare il limite temporale imposto dalle Specifiche di progetto, per garantire che i cavi venissero protetti in via definitiva entro i 20 giorni dall’infilaggio dei trefoli.

L’organizzazione generale del varo è stata gestita dall’Erection Manager, che ha fissato obiettivi di produzione individuando i fronti di avanzamento.

Ogni turno ha visto poi coinvolto un ingegnere incaricato di organizzare e coordinare le attività di PT, assegnando le risorse necessarie ai supervisor posti a capo di ogni squadra di lavoro. Tutte le attività sono state svolte sotto le indicazioni applicative fornite dai tecnici specializzati in materia di PT, con il compito di controllare le operazioni di installazione, in particolar modo tutte le tesature e le iniezioni dei cavi.

I tecnici specializzati si sono occupati anche della formazione della manodopera locale in materia di PT, sia in fase di avviamento delle attività di prefabbricazione sia di quelle di varo (erection, continuity, finishing).

Agli ingegneri è spettato anche il compito di redigere la reportistica di cantiere e gestire i rapporti con la direzione lavori in tema di PT, riportando l’avanzamento delle attività di competenza all’Erection Manager.

 

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Table 2. Organizazion and personnel assigend to PT activities / Organizzazione e personale assegnato alle attività di PT

 

La sotto-articolazione delle fasi di costruzione, l’assegnazione di specifiche risorse per ciascuna di esse, ed il coordinamento generale da parte di specifici referenti competenti in materia di PT, ha reso fluido e consequenziale l’avanzamento generale dei lavori già dopo poche settimane di attività, generando la crescita del target di produzione durante il corso del progetto, per via della confidenza acquisita da ciascuna squadra nello svolgere le proprie specifiche attività.

 

2 UTILIZZO DELLE TECNOLOGIE DI PT

L’utilizzo delle tecnologie di post-tensione ha ricoperto un ruolo chiave per l’esecuzione dei lavori, essendo queste necessarie durante le fasi di varo per conci a sbalzo con avanzamento simmetrico dalle pi-le (balanced cantilever, BC), ancor prima che alla statica globale degli impalcati in fase di esercizio.

In quest’ottica appare evidente che le operazioni di tesatura in fase di costruzione si collocavano sempre sul percorso critico delle attività, rendendo di fatto impossibile l’avanzamento del fronte di varo in almeno due circostanze.

In primo luogo, la metodologia di varo utilizzata richiedeva il vincolo provvisorio del concio di testa alla pila (mediante dei cavi ad “U” passanti per la pila stessa, preventivamente predisposti) e la posa incrementale dei conci alle estremità, in uno schema strutturale a sbalzo simmetrico la cui statica doveva essere garantita - di volta in volta - con la messa in tensione di armatura nella zona superiore della sezione trasversale.

Durante un ciclo tipico di varo, era richiesta inoltre la tesatura di barre temporanee nelle fasi transitorie tra il posizionamento di due conci simmetrici (varati uno per volta in due fasi consecutive) e prima dell’installazione dei cavi permanenti.

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Figure 3. Typical balanced cantilever (BC) erection sequence / Tipica sequenza di varo della stampella.

 

Secondariamente, la limitatezza di strutture provvisorie di supporto in fase di costruzione imponeva che il regime statico d’esercizio dell’impalcato venisse attivato il prima possibile: il getto delle chiavi e la tesatura dei cavi di continuità attivava lo schema statico di trave continua e rendeva di fatto possibile il rilascio delle strutture provvisorie, che potevano quindi essere riposizionate aprendo un nuovo fronte

di varo.

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L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: Post-tensioning (PT) systems; prestressed concrete structures; Aicap recommendations; specialized organizations / Sistemi di post-tensione (PT); strutture in calcestruzzo armato presollecitato; raccomandazioni Aicap; organizzazioni specialistiche


Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE

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Dal 14 aprile al 17 aprile 2021 si terrà la terza edizione degli Italian Concrete Days. Ulteriore informazione sull'evento a questo LINK.