Un utile MANUALE: l'installazione di un Ponte ad arco composito

Manuale di installazione: panoramica delle operazioni di massima per la costruzione di un ponte con il sistema ad arco composito.

ADVANCE INFRASTRUCTURE  TECHNOLOGIES ha pubblicato un utile manuale di installazione per i sistemi ad arco composito per la realizzazione di ponti. RIprendiamo qui alcuni degli elementi principali

INTRODUZIONE
Lo scopo di questo manuale è di fornire ad un General Contractor una panoramica delle operazioni necessarie per la costruzione di un ponte con il sistema ad arco composito. Anche se ogni progetto avrà un suo insieme di documenti contrattuali con piani, specifiche, test/ispezione, requisiti, l'intento è quello di fornire una sintesi delle operazioni e i requisiti generali per la pianificazione del lavoro. A causa di una varietà di particolari di fondazioni e pilastri di ponti, il focus di questo manuale è limitato alle operazioni di costruzione: movimentazione e impostazione degli archi, installazione delle coperture, posizionamento dell’arco in calcestruzzo e costruzione delle pareti di testa. La sequenza e la durata delle operazioni sono state determinate sulla base di precedenti esperienze nella costruzione di sistemi ponte ad arco composito. Il numero della manodopera è stato ricavato su base di prestazioni ottimali.

I. SCELTA DELLE ATTREZZATURE DA COSTRUZIONE
In genere, un’attrezzatura leggera viene utilizzata per impostare le arcate e installare il piano di calpestio. Il carico dell’apparecchiatura deve superare il centro (apice) degli archi in modo che possano essere facilmente impostati.
Il peso a vuoto di un arco con campata da 15 metri del diametro di 127 cm è circa 90 kg, e l'arco stesso avente diametro 38 cm peserebbe 113 kg. In questo modo due uomini possono facilmente sollevare e regolare gli archi nella loro posizione finale.
È necessaria anche una pompa carrabile per calcestruzzo per raggiungere l'apice dell'arco per il tamponamento degli archi.
Un carrello elevatore invece è necessario per lo scarico degli archi dal camion di trasporto, per la movimentazione del materiale e delle attrezzature di livellamento delle aree di lavoro.

II. LAVORO ARTIGIANALE
Una squadra di lavoro ben assortita deve comprendere: geometra di cantiere, operatore alle attrezzature per le costruzioni leggere e quattro operai, a volte anche solo due operai possono essere sufficienti.
In genere, un capocantiere ha le competenze necessarie per la sorveglianza e l’utilizzo delle attrezzature. 

III. PROGRAMMA DI MASSIMA
Dato un ponte largo 15 metri (campata da 15) e 3 m in altezza (in cima alla spalla), una durata rappresentativa per l’attività costruttiva è:
Installazione di un arco da 30 cm di diametro: 12 archi per otto ore/uomo con sei operai.
Installazione dei pannelli in FRP: 20 pannelli per otto ore/uomo con sei operai.
Fissaggio degli archi col calcestruzzo: quattro ore/uomo per operazione con quattro operai (esclusi l’autista dell’autobetoniera e l’operatore della pompa), più due giorni per la maturazione prima che sia ammesso un leggero traffico pedonale sul ponte. Si noti che in caso di assenza o di un modesto flusso d’acqua, si può realizzare un’unica fondazione come base dell’arco.
Collocamento degli archi in calcestruzzo: due ore/uomo con due operai (esclusi l’autista dell’autobetoniera e l’operatore della pompa), più due giorni per la maturazione prima che sia ammesso un leggero traffico pedonale sul ponte.
Piazzamento e rinforzo delle pareti di testa: sistema pareti in FRP per otto ore/uomo con quattro operai; può variare se fosse necessaria una gru.

IV. MOVIMENTAZIONE E INSTALLAZIONE ARCHI
L’arrivo degli archi in cantiere dovrebbe essere il più possibile vicino alla data di installazione per minimizzare la rischio di danni durante lo stoccaggio in sito.
Le arcate sono accatastate, ingabbiate in un unico blocco (tipicamente non più di sette arcate accatastate a causa delle limitazioni in altezza durante il trasporto) e spedite su rimorchio dal costruttore. La gabbia viene scaricata utilizzando una gru a sbarra o un carrello elevatore. Invece lo smontaggio degli archi dalla cassa è fatto a mano mentre la gabbia va restituita al produttore. Trasferire le arcate in sito e piazzarle con la gru richiede due cinghie d’imbracatura in nylon da 7 cm separate da almeno 1,8 m.
Le arcate vengono fissate prima ad un'estremità al pilastro lasciando libero movimento orizzontale all'altra estremità fino a quando è completato il piano di calpestio. Questo approccio permette di minimizzare il movimento degli archi, garantendo un adeguato collegamento arco-ponte.
L’unione si ottiene utilizzando fascette e fissando l’estremità dell’arco (tramite il posizionamento della barra) alla gabbia d'armatura della spalla alla posizione/altezza specificata.
Distanziatori in legno e cinghie di nylon a cricchetto possono essere utilizzati per mantenere la specifica distanza delle arcate prima e durante l'installazione della copertura FRP.

V. COPERTURA
Dopo che gli archi sono stati posizionati, il primo pannello FRP di copertura può essere collegato alle arcate.
Una piccola gru può essere necessaria durante l'installazione della copertura (un pannello ponte pesa circa 127 kg/m lineare).
È necessario porre particolare attenzione al posizionamento del primo pannello ispezionando con una livella. I pannelli sono poi fissati agli archi utilizzando specifica viteria in acciaio lungo la spina dorsale dell'arco. È necessario un trapano a batteria con frizione in quanto bisogna fare attenzione a non strappare i fori quando avviene il fissaggio del ponte.
Dopo aver posizionato il primo pannello, l'operazione è ripetitiva per ogni pannello. Appena montato l’ultimo pannello, l’estremità libera dell’arcata viene fissata alla gabbia d’armatura. Si ricorda che una delle estremità dell'arco è fissata alla spalla prima del posizionamento dei pannelli mentre l'estremità opposta è libera di muoversi per tenere conto di eventuali leggere variazioni nella geometria delle arcate. Su ponti inclinati, le estremità dei pannelli sono poi tagliate parallelamente alle parti terminali degli archi utilizzando una sega alternativa e una smerigliatrice portatile avendo cura di non danneggiare gli ultimi archi durante questa operazione.

VI. GETTATA DI CALCESTRUZZO
Dopo che le arcate e le coperture sono state impostate, i pilastri possono essere completati. Quando le fondazioni sono fatte in più posizioni, la resistenza a compressione del primo getto deve raggiungere la specifica prima che avvenga la gettata sulla seconda fondazione. Si noti che ci sono situazioni (cioè con scarso flusso o senza acqua nel corso idrico) in cui gli archi possono essere incorporati direttamente nelle fondazioni in un unico getto. Nessun’altra operazione di lavoro, oltre agli operai che camminano sul ponte, può avvenire fino a che il calcestruzzo non abbia raggiunto l’adeguata resistenza.

VII. MISCELA DI CALCESTRUZZO
Il calcestruzzo richiesto in questa operazione è un calcestruzzo autocompattante (SCC). Il mix-design prevede un additivo a ritiro compensato (SCA), un additivo a viscosità modificata (VMA), un ritardante e un superfluidificante. La ricetta e relative prove prestazionali devono essere sottoposte al tecnico per l'approvazione. La fluidità dell'impasto SCC viene misurata in campo con lo slump flow che generalmente deve essere tra 61 e 76 cm.
Per agevolare le operazioni di getto è stata utilizzata con successo una scatola di riempimento posizionata all'apice delle arcate attraverso il cui foro è stato fatto scendere l’SCC. Questa scatola di riempimento consente il controllo del flusso e il rabbocco di calcestruzzo, riducendo al minimo casi di fuoriuscite e spandimenti. Un massimo di due operai sono ammessi in cima alle arcate per seguire il getto.
Fori di sfiato si trovano tra i 45 e 61 cm su entrambi i lati delle arcate rispetto alla scatola di riempimento e devono essere non ostruiti durante il getto. È richiesto un getto continuo di calcestruzzo per il riempimento di un’arcata: non sono ammessi carichi parziali in autobetoniera. Terminato il getto, nessun’altra attività lavorativa è ammessa per 48 ore. È consentito solo un leggero traffico pedonale sopra il piano di calpestio fino a quando gli archi non hanno raggiunto la resistenza a compressione richiesta.