Considerazioni sul progetto costruttivo di un ponte con impalcato a due nervature e sul metodo di costruzione

Nell’articolo è presentato il progetto costruttivo di un ponte con impalcato a due nervature e il metodo di costruzione utilizzato rappresentato dal moving gantry.

Dopo aver discusso la C.S. analysis si darà molto enfasi al preliminary design che riguardano i cavi come tracciato, tiro minimo e le dimensioni della sezione trasversale. Si discuterà come il metodo costruttivo influisce sugli effetti del creep e sugli effetti iperstatici della precompressione.

Per il deck si daranno indicazioni sui dettagli costruttivi e sulle posizioni dei tendons nelle nervature e mostrando alcuni disegni costruttivi.

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

Moving Scaffolding System (MSS)

1.1 Premessa

Il presente lavoro riporta per un ponte post-teso le parti salienti del progetto e del metodo costruttivo impiegato per la sua costruzione. Il ponte presenta l’impalcato a sezione a doppia T, twin rib deck, e post-teso sia longitudinalmente che trasversalmente.

Nell'articolo si ripercorreranno le fasi del design e il comportamento della sezione nei riguardi delle varie azioni che lo sollecitano.

Per i cavi post-tesi si discuterà il tracciato, le sequenze di tesatura e i dettagli costruttivi.

Nella parte finale dell’articolo si evidenzierà il legame tra il design, il metodo di costruzione e l'efficienza statica delle sezioni post-tese.

Si indica che il sito di costruzione di questa opera d’arte è ubicato in Georgia, Paese dell’Est Europa e esso andrà ad ultimare insieme ad altri ponti e viadotti un bypass autostradale denominato Kobuleti bypass lungo circa 19 Km che consentirà al traffico, prevalentemente pesante, di collegarsi in modo più veloce con la Turchia.

In totale in questo bypass sono presenti n. 7 ponti e n. 4 viadotti per una lunghezza totale di 4537.7 m. I vari impalcati sono realizzati con travi pre-tese e con sezioni a doppia T post-tesi.

Il Contractor impegnato nei lavori di costruzione è Sinohydro Corporation Limited, avente branch in Georgia con l’Head Quarter in Fuzhou città della provincia di Fujian posta a Sud Ovest della Cina Meridionale.

L’immagine 1 riporta il moving gantry utilizzato per la costruzione dell’impalcato.

1.2 Descrizione del ponte

Il ponte che verrà presentato nell’articolo prende il nome di Dekhva bridge ed è individuato nella key map del bypass, come bridge n. 7.

Le principali dimensioni che descrivono il bridge sono:

• Luci campate: 40+8@50+40;
• Numero campate 10: type 1-2-3-4-3A-4A- 3B-4B-5 e type 6;
• Larghezza trasversale impalcato 14.4 m;
• Altezze fusti pila: 5.4 m ÷ 9.9 m;
• Altezze spalle: 3.6 m ÷ 10.8 m.

Le spalle sono in calcestruzzo armato e fondate entrambe su pali trivellati di diametro 1.0 m.

In particolare per la spalla A1, più alta, i pali in numero di 14 raggiungono la lunghezza di 13.5 m, mentre per la spalla A2 raggiungono una lunghezza di 18.5 m e sono in numero di 10.

I due fusti pila formanti un portale sono realizzati in colonne piene di diametro 2.2 m e collegate al sistema fondazionale con una platea di dimensione 13.7*7.4*2.0 m. 

I pali di diametro 1.0 m raggiungono lunghezze comprese tra 8.5 m per la pila P5 e 13.5 m per la pila P9.

I fusti pila sono collegati in sommità da una grossa trave-pulvino di dimensione 10.6*2.4 m e altezza compresa tra 1.5÷1.8 m.

La sezione trasversale del ponte risulta costituita da due nervature distanziate di 8.0 m e collegate da una soletta avente spessore 0.32 m.

Le campate sono post-tese longitudinalmente in corrispondenza delle due nervature come segue: 5+5 tendons 22T/15.2 mm per la campata tipo 1; 5+5 tendons 27T/15.2 mm per le campate tipo 2-3-4-3A-4A-3B-4B-5; e 4+4 tendons 27T/15.2 mm per la campata 6.

Per la necessità di sostituzione di un tendon sono previsti dei tendons esterni addizionali di 27T/15.2 mm per ogni nervatura della sezione.

Trasversalmente la soletta è post-tesa con tendons 4T/15.2 mm posti ad interasse di 500 mm. Gli appoggi impiegati sono di tre tipi e sono stati progettati per isolare sismicamente l’impalcato dalle sotto strutture.

Le figure 1-3 riportano il profilo longitudinale, la sequenza costruttiva e le sezioni trasversali tipiche del ponte.

L'immagine 2 mostra la cassaforma mobile del gantry.

2 DESIGN IMPALCATO

2.1 Generalità

Si analizzerà il design dell’impalcato sia per la construction stage analysis, C.S. analysis, e sia per i carichi variabili.

Verrà data molto spazio alla C.S. analysis poiché il calcestruzzo essendo un age strength material rende marcatamente dipendente le sollecitazioni e gli stress nell’implacato dalla C.S. con legami non lineari.

La fase di design può essere cosi suddivisa:

• Materiali e geometria;
• Azioni di progetto;
• Analisi delle sollecitazioni;
• FE model;
• Valutazione degli stress;
• Verifiche allo SLS e SLU;
• Deformazioni e capacità appoggi;
• Verifiche per azioni sismiche.

Nel seguito verranno presentate le varie fasi del design, richiamando anche gli standards utilizzati.

L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO

KEYWORDS: Construction Stage C.S.; bridges; double T girder; FE model; Magnel’s diagram; moving gantry; preliminary design; tendons/Fase di costruzione; ponti; impalcati a doppia nervatura; modello FE; diagramma di Magnel; cassaforma mobile; design preliminare; cavi.

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