Il ponte “Chaban-Delmas” tra Bacalan Quay e Bastide Quay in Bordeaux, Francia

Il ponte Jacques Chaban-Delmas, il cui impalcato metallico è stato progettato e costruito da Cimolai S.p.A., rappresenta, con la sua forma sinuosa ed elegante, la sintesi tra opera di collegamento delle opposte rive del fiume Garonna e porta di accesso alla città di Bordeaux per le grandi navi, che possono sfilare sotto alla campata centrale quando questa viene sollevata di oltre 40 metri.

Fig. 1 - Ponte “Chaban-Delmas”.

1. CARATTERISTICHE GENERALI DELL’OPERA
1.1 La soluzione tecnico-architettonica
Il committente del ponte, la Comunità Urbana di Bordeaux, ha optato per la tipologia contrattuale “conception-réalisation”, la quale prevede che siano le imprese di costruzioni che intendono candidarsi per la realizzazione di un’opera ad integrare nella propria offerta la proposta architettonica ed ingegneristica che ritengono più idonea a rispondere ai requisiti di gara, collaborando direttamente con gli studi di progettazione nell’ambito di associazioni temporanee di imprese. In particolare Cimolai S.p.A. è stata contattata dall’impresa di costruzioni generali francese GTM del gruppo Vinci, rinnovando una collaborazione che dura in Francia da oltre un decennio, per la costruzione ed il montaggio in cantiere dell’ossatura metallica della soluzione progettuale proposta dallo studio architettonico Lavigne-Cheron e dallo studio di ingegneria EGIS - JMI (Jean Muller International). Il progetto dell’opera presentato dalla Joint Venture così costituita è stato apprezzato dal punto di vista architettonico, nonché per l’apparente semplicità del sistema di sollevamento della campata centrale. Inoltre, nonostante non rappresentasse la soluzione più economica, il progetto è stato scelto tra le diverse soluzioni progettuali in gara soprattutto per la tecnica di montaggio proposta per la carpenteria metallica dell’impalcato, la quale, basandosi sull’intuizione di superare l’osta-colo creato dalle ridotte dimensioni della zona di cantiere costruendo la struttura fuori opera per poi trasportarla in sito a mezzo di chiatte, consentiva un’estrema riduzione dell’impatto del cantiere stesso sull’area urbana limitrofa (figura 1). La proposta progettuale prevede il collegamento delle due rive della Garonna mediante un impalcato costituito da tre campate strutturalmente indipendenti l’una dall’altra. La campata centrale è inscritta entro quattro piloni in c.a. che alloggiano il sistema di funi, pulegge e contrappesi che ne consentono il sollevamento, il quale è pilotato dagli argani elettromeccanici situati alla base dei piloni stessi. L’ossatura strutturale principale dell’impalcato è formata da una spina vertebrale longitudinale dalla quale si diramano, come le lische di un pesce, le travi a mensola che sorreggono le passerelle pedonali laterali, nel rispetto della concezione architettonica di separare l’arteria centrale dedicata alla circolazione dei veicoli a motore dalle zone destinate al flusso ed allo stazionamento dei cicli e dei pedoni. La lunghezza dell’impalcato, tra gli appoggi situati sulla spalla Rive Droite (definita spalla “C5”) e sulla spalla Rive Gauche (identificata come spalla “C0”), è pari a 433 metri, mentre la luce netta della campata centrale sollevabile (trave levante) misura 117,4 metri. La campata centrale è collegata alle spalle da due impalcati di tipo misto acciaio-calcestruzzo, ciascuno dei quali è una trave continua su tre appoggi costituiti, rispettivamente, dalla spalla, da una pila intermedia in c.a. e dalla struttura di base dei piloni situati sui quattro spigoli della campata centrale. Le luci delle varie campate dei due impalcati di accesso sono rispettivamente:
- 62,5 metri e 71,2 metri per la Rive Gauche;
- 81,3 metri e 78,5 metri per la Rive Droite.
La struttura della campata centrale è costituita da un cassone in acciaio alto circa 3,7 metri, dai fianchi del quale si protendono le travi a mensola, di lunghezza variabile, che sorreggono le passerelle ciclopedonali, for-mate a loro volta da un piccolo cassone metallico composto dalla piastra ortotropa di camminamento e da una lamiera di fondo sagomata a calotta cilindrica. L’ossatura metallica del cassone principale è ottenuta per composizione di una piastra ortotropa superiore, destinata alla circolazione dei veicoli e dei mezzi di trasporto pubblici (autobus per ora, anche se la struttura del ponte è stata dimensionata per alloggiare una piattaforma di circolazione per tram) e di una piastra ortotropa inferiore, tra loro collegate da due “travi” longitudinali e da una serie di piastre sago-mate ed irrigidite disposte in maniera tale da generare una sezione portante a forma di esagono schiacciato. La rigidezza trasversale e torsionale dell’impalcato è garantita dalla presenza, a passo 4 metri circa, di piastre di diaframmatura saldate alla piastra ortotropa superiore ed a quella inferiore e strutturalmente collegate tra loro da una serie di diagonali di controventatura. Alle estremità della campata centrale, in corrispondenza delle linee di appoggio sui piloni, sono presenti due diaframmi costituiti da travi a doppio T sui quali sono stati realizzati i fori per il passaggio delle teste dei cavi di sollevamento e per il collegamento degli appoggi; inoltre sono stati previsti tutti gli attacchi e gli alloggiamenti per il passaggio dei cavi di alimentazione elettrica e per il supporto delle tubazioni di evacuazione dell’acqua piovana e di quelle di distribuzione ed espulsione dell’aria che fanno parte dell’impianto di deumidificazione del cassone (l’interno del cassone, infatti, non è verniciato in quanto protetto mediante creazione di un ambiente a tenore di umidità controllato allo scopo di evitare l’innesco di fenomeni di corrosione).Le travate laterali d’accesso, denominate rispettivamente “Rive Droite” e “Rive Gauche” sono costituite da due impalcati di tipo misto acciaio-calcestruzzo, con soletta parzialmente gettata in opera su prédalles in calcestruzzo armato posate su travi e diaframmi in acciaio. La struttura metallica portante di tali impalcati in direzione longitudinale è formata da una trave principale centrale e da due travi principali laterali alle cui piattabande inferiori sono collegati due semi-gusci. Le travi principali, così come i semi-gusci, presentano altezza variabile da un minimo di circa 1,5 metri in corrispondenza delle spalle ad un massimo di circa 3,7 metri in corrispondenza degli appoggi sui piloni. Le travi longitudinali sono collegate tra loro da diaframmi che assicurano la resistenza e la rigidezza dell’impalcato in direzione trasversale; questi sono disposti con un passo di 4 metri circa. In corrispondenza dei diaframmi, sul lato esterno delle travi laterali, sono saldate le mensole che sostengono le passerelle ciclopedonali delle campate d’accesso. Tali mensole sono costituite da travi saldate a doppio T, che presentano altezza variabile in senso trasversale, partendo da un massimo in corrispondenza dell’attacco sulle travi principali laterali e rastremandosi progressivamente verso la zona di collegamento alle passerelle pedonali. Come per la campata centrale, le passerelle ciclo-pedonali sono costituite da cassoni metallici chiusi formati da una lastra ortotropa superiore, che costituisce il piano di camminamento dei pedoni, e da una lamiera di fondo sagomata a guscio cilindrico che conferisce importanza e valore estetico alle passerelle stesse; le passerelle rappresentano, dal punto di vista architettonico, l’elemento dominante del prospetto laterale dell’opera. L’assemblaggio dei vari elementi che compongono la struttura è interamente realizzato mediante saldatura. Le principali caratteristiche geometriche del ponte sono illustrate nelle figure 2, 3, 4 e 5.

Fig. 2 - Principali caratteristiche geometriche dell’opera - Vista in pianta.

Fig. 3 - Principali caratteristiche geometriche dell’opera - Vista laterale.

Fig. 4 - Sezione tipica delle rampe d’accesso Rive Droite e Rive Gauche.

Fig. 5 - Sezione tipica della Trave Levante.

1.2 La soluzione di montaggio della carpenteria metallica
I vincoli e le restrizioni derivanti dalla necessità di operare in prossimità e sul fiume, con la disponibilità di zone di cantiere di superficie ridotta e dislocate in ambito urbano, hanno imposto il ricorso ad un sistema di montaggio eccezionale assolutamente non tradizionale (quali sono il montaggio con gru, i vari, il lancio con derrick, ecc.). In aggiunta la collocazione in un contesto urbano di interesse storico e ad alto valore turistico avrebbero reso estremamente complicata l’organizzazione e la gestione di un cantiere di carpenteria metallica di tale rilevanza, qualora si fosse optato per l’assiemaggio in sito degli elementi strutturali in acciaio; questi sarebbero stati costruiti presso gli stabilimenti di Cimolai e trasportati in cantiere lungo la rete stradale o ferroviaria. Queste motivazioni hanno spinto i tecnici a cercare una soluzione di trasporto e montaggio alternativa, capace di fornire una risposta efficace alle esigenze ed ai vincoli sopra citati. Memori dell’esperienza maturata su un’altra importante opera realizzata sul territorio francese, ovvero la campata centrale del viadotto sul Grand Canal Maritime a Le Havre, hanno proposto una tecnica di montaggio dal sapore di sfida: costruire l’intero impalcato fuori opera presso gli stabilimenti di Cimolai in Italia, caricarlo su una chiatta lunga 100 metri e larga 33 metri, sfruttando la banchina dello stabilimento di San Giorgio di Nogaro (Udine), per trasportarlo poi in cantiere e metterlo in posizione, con la stessa chiatta manovrata da rimorchiatori. Tale sistema presentava l’indubbio vantaggio di consentire una migliore gestione del processo di fabbricazione dal punto di vista della qualità del manufatto, offrendo la possibilità di eseguire le attività di assiemaggio e saldatura prevalentemente all’interno degli stabilimenti in condizioni più facilmente controllabili, ma soprattutto permetteva di minimizzare, come già accennato, l’invasività del cantiere nel contesto urbano e le potenziali interferenze tra le attività di competenza dell’impresa civile e quelle della carpenteria. Allo stesso tempo questo innovativo sistema ha comportato per i project manager la necessità di convivere con le difficoltà e le incertezze tipiche dei trasporti marittimi e per i tecnici l’esigenza di studiare le modalità di carico dei conci trasportati sulla chiatta, di dimensionare le strutture di rizzaggio, capaci di ancorare saldamente il ponte alla chiatta e di sopportare l’impatto di onde alte oltre 7 metri, quindi di verificare che l’ossatura metallica stessa dell’impalca-to non venisse messa in crisi dalle potenziali sollecitazioni agenti su di essa durante le fasi di montaggio e installazione. Stabilita la metodologia di trasporto, restavano però da definire le modalità di carico su chiatta in Italia e di installazione in cantiere dei conci, trattandosi di elementi di oltre 40 metri di larghezza e, nel caso della trave levante, di oltre 2400 t di peso; questi ultimi quindi non potevano essere movimentati a mezzo di gru e sarebbe stato macchinoso sollevarli o abbassarli mediante martinetti idraulici, nell’ipotesi di posa provvisoria ad una quota superiore a quella definitiva. L’installazione dei conci di ponte doveva per di più essere realizzata in spazi angusti rispetto alle dimensioni di tali elementi, con margini di manovra di pochi centimetri: le operazioni dovevano quindi essere effettuate con precisione chirurgica a fronte del-la complessità di controllare gli spostamenti della chiatta sotto l’azione delle impetuose correnti determinate dal flusso e deflusso della marea. I tecnici hanno tuttavia affrontato queste criticità, ribaltando le difficoltà in punti di forza, riuscendo a trovare la soluzione nel sistema di installazione più “naturale” per le caratteristiche del contesto di cantiere: la variazione del livello del fiume per effetto della marea è quindi divenuta l’insperato supporto per sollevare l’impalcato durante la fase di avvicinamento della chiatta ed un impensabile sistema “idraulico” per poggiarlo dolcemente sulla spalla e sulle pile in calcestruzzo che si ergono dal letto del fiume. È stata poi affrontata un’ulteriore questione delicata dal punto di vista tecnico: la movimentazione dei conci di ponte per caricarli dalla banchina dello stabilimento di San Giorgio di Nogaro sulla chiatta destinata a traghettarli fino al cantiere di Bordeaux, con la necessità di garantire che il piano di appoggio sulla chiatta fosse sufficientemente stabile ed orizzontale durante tutto il tra-sbordo del carico dalla banchina alla chiatta stessa. In questo caso è risultata vincente la tecnologia e l’esperienza della impresa, specializzata nel sollevamento, movimentazione e trasporto di elementi di grande peso e dimensioni rilevanti: sfruttare dei carri semoventi (SPMT), dotati di un gran nume-ro di assi e di ruote, tra loro perfettamente coordinate da una centralina di controllo elettronica, per prendere in carico i conci e portarli sulla chiatta; questa ultima era dotata di pompe di ballastaggio per le necessarie compensazioni di livello e di assetto man mano che il peso veniva trasferito su di essa. L’ultimo problema di natura tecnica da superare consisteva nell’individuazione della modalità di trasporto delle travate Rive Droite e Rive Gauche, lunghe rispettivamente 160 metri e 134 metri circa, le quali non avrebbero potuto essere trasportate come due strutture già completamente assiemate per due ragioni principali:
- la lunghezza molto maggiore rispetto a quella della chiatta (100 metri) avrebbe comportato che una parte significativa della struttura sarebbe sporta a sbalzo davanti e dietro la chiatta, amplificando le difficoltà di manovra e determinando una configurazione statica che la struttura difficilmente sarebbe stata in grado di sopportare;
- non sarebbe stato possibile installare le travate con l’ausilio della sola chiatta a causa della presenza in cantiere delle pile intermedie in calcestruzzo che ne avrebbero reso impossibile la manovra.
Si scelse quindi di suddividere ciascuna delle due travate d’accesso in due macro-conci, introducendo un giunto da saldare successivamente in cantiere dopo la posa e il fit up dei due macro-conci. Tuttavia se questa soluzione semplificava notevolmente le operazioni di posa in cantiere, dall’altro lato avrebbe comportato di procedere a 5 trasporti tra San Giorgio di Nogaro e Bordeaux contro i 3 trasporti inizialmente previsti. Tali ipotesi però, oltre ad incrementare le incertezze legate ai tra-sporti marittimi, non era compatibile con il programma di avanzamento delle attività del cantiere, in quanto la spedizione differita di uno dei due macro-conci avrebbe reso impossibile l’avvio delle attività di installazione delle prédalles da parte dell’impresa civile, attività che fin dall’inizio del progetto si era individuata come critica in quanto la soletta in c.a. delle travate Rive Droite e Rive Gauche avrebbe costituito, nella fase di installazione del sistema di sollevamento della Trave Levante, la sola via d’accesso per i mezzi di trasporto destinati a convogliare il materiale in cantiere.
Si è quindi deciso di caricare i macro-conci sulla chiatta uno sull’altro in maniera da consentire il trasporto in cantiere delle due travate Rive Droite e Rive Gauche con due soli viaggi della chiatta. La sovrapposizione degli elementi da trasportare è stata realizzata utilizzando delle jacking towers, ovvero delle strutture modulari capaci di ospitare al loro interno dei martinetti di grande capacità, concepite in maniera tale che al momento in cui i cilindri dei martinetti arrivano a fine corsa, l’altezza della torre viene incrementata inserendo un modulo in sommità che funge da appoggio provvisorio e consente il recupero della corsa del cilindro; quest’ultimo viene quindi fissato ad un livello superiore per poter continuare il sollevamento. Anche le strutture di rizzaggio sono state adattate in modo da permettere la sovrapposizione di due macro-conci e da assicurare che il peso dell’elemento superiore e le sollecitazioni da esso derivanti per effetto delle accelerazioni indotte dal moto ondoso fossero correttamente trasmesse all’elemento inferiore e quindi correttamente ripartite sulla diaframmatura interna della chiatta.
Questa soluzione è stata premiata dalla Comunità Urbana di Bordeaux, che nel 2007 ha affidato la realizzazione di questo importante progetto alla Joint Venture di cui Cimolai faceva parte.

2. PROGETTO ESECUTIVO E PROGETTO DELLE OPERE DI RIZZAGGIO PER ILTRASPORTO MARITTIMO
Nell’ambito del progetto e della Joint Venture di cui faceva parte, Cimolai era incaricato, oltre che della costruzione della carpenteria metallica, anche, come precedentemente detto, della progettazione esecutiva della stessa e dello studio delle metodologie di trasporto e montaggio, compreso il dimensionamento e la verifica di tutte le eventuali strutture provvisorie che si fossero rese necessarie per l’esecuzione di tali attività. Mentre lo sviluppo del progetto esecutivo è stato affidato allo studio Seteco di Genova, i progetti di montaggio e rizzaggio sono stati sviluppati congiuntamente dallo studio Romaro di Padova e dall’ufficio tecnico della Cimolai ubicato anch’esso in Padova.
Per il calcolo e le verifiche strutturali relative al progetto esecutivo dell’opera, sono stati creati modelli delle tre campate utilizzando appositi software di analisi ad elementi finiti. In particolare il dimensionamento e la verifica globale del ponte sono stati eseguiti discretizzando la struttura con elementi tipo “beam” e quindi sulla base di modelli cosiddetti “a trave”, al fine di consentire di analizzare in modo abbastanza agile la struttura nel suo complesso.
La tipologia strutturale dell’opera, tuttavia, si presenta semplice solo in apparenza poiché, in particolar modo per quanto riguarda le travate d’accesso Rive Droite e Rive Gauche, il progetto ha approfondito l’analisi del comportamento e della interazione tra elementi strutturali eterogenei (travi a doppio T, piastre ortotrope, lastre nervate, cassoni metallici, ecc.) caratterizzati da rigidezze e da comportamenti statici diversi tra loro. Inoltre anche elementi strutturali della stessa tipologia presentano, nell’ambito della stessa campata, una grande variabilità di geometrie; è il caso, ad esempio, delle travi a mensola che collegano la parte stradale dell’impalcato alle passerelle pedonali, ciascuna delle quali ha altezza e lunghezza diverse dalle mensole vicine, con la conseguenza che non esistono coppie di mensole uguali tra loro dal punto di vista geometrico. Pertanto la difficoltà di leggere correttamente il comportamento di alcune parti della struttura e le mutue interazioni tra di esse, unita alla presenza di dettagli intensamente sollecitati durante le fasi di carico su chiatta, trasporto e montaggio in cantiere (si pensi ad esempio ai punti di connessione tra le opere provvisorie di rizzaggio sulla chiatta e l’ossatura metallica del ponte), hanno condotto ad analizzare approfonditamente i nodi strutturali più sensibili mediante l’elaborazione di modelli locali ad elementi finiti realizzati con combinazioni mirate di elementi “plate”, “beam” e di elementi “link” (figure 6 e 7).

Fig. 6 - Estratto del modello ad elementi finiti tipo “beam” della travata Rive Droite.

Fig. 7 - Suddivisione della struttura in componenti elementari riconducibili alle classiche tipologie di elementi strutturali tipiche della carpenteria metallica: travi saldate, piastre ortotrope, elementi di controventamento e diaframmatura, lamiere sagomate, ecc.

La fase di dimensionamento e calcolo delle strutture è stata caratterizzata dalla difficoltà di sviluppare di pari passo, e di armonizzare tra loro, due attività che generalmente vengono svolte, per loro stessa natura, in momenti diversi: il progetto dell’ossatura principale dei conci con quello delle opere di sostegno provvisorio e rizzaggio, necessarie durante le operazioni di carico su chiatta, trasporto marittimo e posa in cantiere. Le configurazioni strutturali (posizione degli appoggi, direzione e verso del-le azioni sollecitanti prevalenti, ecc.) che si sono venute a creare durante le fasi appena citate, infatti, erano in alcuni casi molto differenti dalla configurazione di esercizio del ponte in opera, al punto che, nonostante l’assenza di una parte rilevante dei pesi propri e delle azioni accidentali, alcuni dettagli strutturali sarebbero stati sottoposti a sollecitazioni tali da metterli in crisi. Per tale motivo il dimensionamento delle strutture ed il calcolo statico delle stesse non ha potuto prescindere dal tenere in debito conto anche le sollecitazioni agenti nelle fasi preliminari di trasporto e montaggio, le quali hanno comportato la necessità di rinforzare localmente la struttura nei punti di maggiore criticità (figura 8).

Fig. 8 - Schema a carico e rizzaggio di una campata sul pontone.

Nello sviluppo del modello strutturale dedicato alla simulazione delle fasi di carico e trasporto oceanico su chiatta della struttura, è stata rivolta un’attenzione particolare alla definizione dell’entità delle azioni da prendere in considerazione per il dimensionamento e la verifica delle opere di rizzaggio e delle grillage beams, ovvero degli elementi strutturali di ripartizione dei cari-chi e di collegamento necessari per assicurare i conci di ponte alla chiatta durante il trasporto marittimo. Il moto ondoso infatti, è un fenomeno naturale che, per la grande variabilità dei parametri che lo influenzano, non è riconducibile ad uno schema matematico capace di sintetizzarne gli effetti secondo un modello analitico. Per la determinazione delle azioni sulla base delle quali sviluppare il progetto delle strutture di rizzaggio si è quindi dovuto ricorrere ad analisi di tipo probabilistico, definendo sulla base delle registrazioni oceanografiche e delle presunte date di trasporto dei vari elementi, i più probabili valori medi e massimi di altezza delle onde che avrebbero potuto impattare sulla chiatta e di velocità del vento durante il percorso. I primi sono serviti come input per il calcolo delle accelerazioni indotte dal moto ondoso sugli elementi trasportati sulla chiatta e quindi delle forze dalle quali tali accelerazioni traevano origine, le quali costituivano i dati di base per il dimensionamento delle strutture di rizzaggio. L’azione del vento è stata invece ricondotta ad un modello di tipo statico equivalente con l’introduzione di opportuni coefficienti di amplificazione in favore di sicurezza (figure 9 e 10).

Fig. 9 - Determinazione delle azioni di progetto agenti sulle strutture di rizzaggio durante il trasporto marittimo.

Fig. 10 - Studio del beccheggio e rollio della chiatta a seconda dei vari livelli di ballasting.

3. LA FABBRICAZIONE IN OFFICINA
La diversa tipologia degli elementi strutturali principali delle rampe d’accesso Rive Droite e Rive Gauche (ponte a travi) rispetto a quelli della Trave Levante (cassone a lastra ortotropa) hanno condotto alla messa a punto di sistemi costruttivi che, pur essendo analoghi nella sostanza, sono stati adattati alle differenti morfologie strutturali dei due tipi di impalcato.

3.1 Le rampe d’accesso rive droite e rive gauche
La scelta della metodologia e del processo di fabbricazione ed assemblaggio di una struttura metallica ha inizio con l’individuazione degli elementi tipologici che la compongono. Per quanto riguarda le rampe d’accesso Rive Droite e Rive Gauche tali elementi sono :
- le tre travi principali;
- i diaframmi trasversali tra le travi principali, posti ad un passo di circa 4 metri;
- i diaframmi trasversali in corrispondenza degli appoggi sui piloni centrali P2A e P3A, che interrompono le rampe d’accesso sulla base dei piloni;
- i “semi-cassoni” saldati sul lato esterno del-le travi principali laterali, costituiti da una lamiera opportunamente nervata saldata sulla piattabanda inferiore delle travi;
- le travi a mensola che collegano la parte centrale dell’impalcato alle passerelle pedonali;
- le passerelle ciclo-pedonali, formate da una lastra ortotropa che ne costituisce il piano di calpestio e da una lamiera di spessore ridotto opportunamente sagomata a forma di guscio che funge da fondo del piccolo cassone che si viene così a creare.
Gli elementi strutturali delle diverse tipologie sono stati costruiti presso lo stabilimento Cimolai di Roveredo in Piano (Pordenone) e quindi trasportati lungo la rete stradale verso l’officina di San Giorgio di Nogaro (Udine), dove sono state assemblate per formare l’ossatura metallica dell’impalcato. Al fine di assicurare la possibilità di effettuare trasporti su ruota, le travi principali sono state suddivise in una serie di conci di lunghezza variabile tra 8 e 13 metri circa, che hanno raggiunto il peso massimo di circa 56 tonnellate. Una volta arrivati nello stabilimento di San Giorgio di Nogaro i conci elementari sono stati assemblati seguendo le principali fasi sotto elencate:
- posizionamento su appoggi provvisori dei conci delle travi principali e dei corrispondenti diaframmi tra di esse;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- spostamento mediante SPMT del concio così costituito verso la zona di banchina per assemblaggio di questo con i conci adiacenti;
- assemblaggio dei conci della lastra ortotropa che costituirà il camminamento delle passerelle pedonali con il guscio di fondo delle stesse e con le travi a mensola, in posizione capovolta per agevolare le operazioni di saldatura;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- capovolgimento dei conci di passerella pedonale precedentemente assemblati mediante una gru a portale (progettata e fabbricata da Cimolai Technology);
- montaggio dei conci di passerella sui lati delle travi principali;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- posizionamento e saldatura del diaframma di estremità lato “piloni”.
Alcune delle fasi sopra elencate sono illustrate nelle figure 11 e 12.

Fig.11 - Assemblaggio delle passerelle pedonali con le travi principali e i diaframmi in banchina.

Fig. 12 - La Rive Droite alla fine dell’assemblaggio in fase di verniciatura prima del carico su chiatta per il trasporto verso il cantiere di Bordeaux.

3.2 La campata “Levante”
I principali elementi tipologici che costituiscono l’ossatura metallica della Trave Levante sono invece i seguenti:
- il cassone centrale, formato da una lastra ortotropa superiore, da una lamiera di fondo nervata mediante opportuni ribs, dai fianchi laterali di chiusura inclinati anch’essi realizzati con pannelli in acciaio irrigiditi e dalla diaframmatura trasversale costituita da un sistema di tipo tralicciato, con diagonali a sezione cruciforme ottenuta per accoppiamento di angolari me-tallici disposti a “farfalla”;
- le travi a mensola che collegano il casso-ne centrale dell’impalcato alle passerelle pedonali;
- le passerelle ciclo-pedonali, formate da una lastra ortotropa che ne costituisce il piano di calpestio e da una lamiera di spessore ridotto opportunamente sagomata a forma di guscio che funge da fondo del piccolo cassone che si viene così a creare.
Anche in questo caso i vari elementi strutturali sono stati fabbricati presso lo stabilimento di Roveredo in Piano e poi trasportati verso l’officina di San Giorgio di Nogaro per l’assemblaggio, il quale si è svolto secondo le principali fasi sotto delineate:
- assemblaggio degli elementi costitutivi del cassone centrale su banchi appositamente costruiti per consentirne l’accostamento e la regolazione della geometria del cassone ; l’assemblaggio è stato realizzato in posizione capovolta per agevolare le operazioni di saldatura;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- spostamento mediante SPMT dei conci di cassone così costituiti verso la zona di banchina per assemblaggio con i conci adiacenti;
- capovolgimento dei conci di cassone mediante una gru a portale;
- assemblaggio dei conci della lastra ortotropa che costituirà il camminamento delle passerelle pedonali con il guscio di fondo delle stesse e con le travi a mensola, in posizione capovolta per agevolare le operazioni di saldatura;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- capovolgimento dei conci di passerella pedonale precedentemente assemblati mediante una gru a portale;
- montaggio dei conci di passerella in corrispondenza dei fianchi del cassone centrale;
- controllo della geometria degli elementi assemblati ed eventuale regolazione;
- saldatura dei giunti e realizzazione dei controlli non distruttivi delle saldature;
- posizionamento e saldatura, alle estremità dell’impalcato, dei diaframmi che consentono il collegamento della campata centrale ai cavi di sollevamento ed agli apparecchi d’appoggio.

4. IL CARICO SU CHIATTA ED IL TRASPORTO MARITTIMO
Una volta completate le operazioni di assemblaggio, e dopo aver ultimato l’applicazione del rivestimento protettivo costituito da tre mani di pittura, gli elementi metallici sono stati caricati sulla chiatta ormeggiata in banchina utilizzando gli SPMT. Dopo l’operazione di carico si è proceduto alla regolazione del ballasting della chiatta, per garantire la corretta ripartizione tra il volume sommerso e la porzione del pontone al di sopra del pelo libero dell’acqua. La chiatta è stata quindi trainata da un potente rimorchiatore oceanico alla volta di Bordeaux, affrontando un viaggio di oltre 2700 miglia marine attraverso tutto il Mediterraneo, passando oltre lo stretto di Gibilterra, risalendo la costa del Portogallo e quindi rientrando nel Golfo di Biscaglia e imboccando infine l’estuario della Gironda (figura 13).

Fig. 13 - Il trasporto dallo stabilimento di San Giorgio di Nogaro (Italia) al cantiere di Bordeaux (Francia).

5. IL MONTAGGIO IN CANTIERE
Il trasporto marittimo dei conci del ponte rappresentava la fase di maggiore aleatorietà: le condizioni meteorologiche, la presenza di vento o di tempeste oceaniche potevano prolungare la durata del viaggio di molte giornate rispetto ai 20-25 giorni stimati sulla base della velocità media del rimorchiatore e della distanza da percorrere. L’operazione di posa della struttura sulle pile in cantiere, invece, doveva essere realizzata entro finestre temporali ben precise, stabilite sulla base dell’andamento delle maree, del traffico navale sulla Garonna e delle esigenze di cantiere. La definizione delle date di partenza dei tre convogli e l’avanzamento del rimorchiatore giorno dopo giorno durante i tre trasporti sono state pertanto delle fasi seguite con particolare attenzione e, nel caso del primo e dell’ultimo viaggio, con una certa apprensione visto che la presenza di intense perturbazioni e di tempe-ste oceaniche al largo delle coste portoghesi hanno tenuto tutti con il fiato sospeso e costretto il capitano del rimorchiatore ad optare per una sosta di qualche giorno presso il porto rifugio di Setubal, in Portogallo. Queste piccole deviazioni temporanee non hanno tuttavia inficiato sul buon esito dei tre trasporti ed il convoglio, dopo una durata media di navigazione di circa 30 giorni, si è presentato al porto di Bordeaux dove la chiatta è stata ormeggiata prima delle operazioni di posa al fine di consentire l’ispezione degli elementi trasportati e l’esecuzione di alcune attività preliminari all’installazione delle campate.

5.1 Le rampe d’accesso rive droite e rive gauche
La posa dei due conci che costituivano ciascuna delle rampe d’accesso Rive Droite e Rive Gauche è stata preceduta da un’operazione delicata e di grande impatto scenico, ovvero la rotazione di 90° dei conci stessi sopra la chiatta ancorata in mezzo al fiume, proprio di fronte alla sfilata di negozi e di attività commerciali situata sul lungo fiume Rive Gauche, meta abituale delle passeggiate domenicali di buona parte dei cittadini di Bordeaux. Tale operazione si è resa necessaria in quanto lo spazio a disposizione tra le pile non era sufficiente per consentire alla chiatta, lunga circa 100 metri, di disporsi sull’asse del futuro ponte parallelamente allo stesso per effettuare la posa dei conci. La rotazione dei conci, che rappresentava dal punto di vista tecnico una delle attività più delicate tenuto conto del fatto che doveva avvenire sopra la chiatta nel mezzo del fiume, e quindi su un supporto non perfettamente stabile, si è svolta in realtà, pur conservando la spettacolarità che ci si attendeva, con una certa naturalezza e facilità mediante l’impiego di SPMT, caricati a bordo durante la sosta preliminare presso il porto di Bordeaux. Dopo l’emozione, provata dai tecnici della Cimolai, di questa manovra eccezionale si è atteso l’arrivo dell’alta marea per muovere la chiatta tra le pile, facendo forza mediante argani sui cavi che legavano la chiatta ai rispettivi punti di ancoraggio. Questi ultimi sono stati collocati secondo schemi appositamente studiati per consentire di regolare con precisione i movimenti della chiatta, in modo tale da permettere la posa dei conci di ponte sugli appoggi provvisori installa-ti su pile e spalle ad una distanza di meno di 20 cm dalla posizione teorica prevista a progetto. A questo punto non è rimasto che attendere pazientemente che la marea svolgesse la sua parte di lavoro e che il ponte si appoggiasse dolcemente sulle pile e sulle spalle (fig. 14, 15, 16 e 17).

Fig. 14 - Operazione di posa della rampa d’accesso Rive Droite - Vista dall’alto. Fig. 15 - Operazione di posa della rampa d’accesso Rive Droite - Allineamento del giunto di cantiere.

Fig. 16 - Operazione di posa della rampa d’accesso Rive Droite - Posa del concio “corto” della rampa mediante la chiatta utilizzata per il trasporto della struttura
sfruttando la marea discendente. Fig. 17 - La campata Rive Droite completata.

L’ulteriore aggiustamento della posizione dei conci dopo la posa e la regolazione del giunto di cantiere tra i conci stessi sono stati resi possibili grazie alla speciale tipologia degli appoggi provvisori ideati. Tali appoggi erano infatti composti da un elemento superiore costituito da un puntone con sezione a croce alla cui base era fissato un foglio di teflon che scorreva su un piatto in acciaio inox saldato sulla parte inferiore del dispositivo d’appoggio. Quest’ultima era sostanzialmente una vasca sul fondo della quale era appunto collocato il foglio di inox ed i cui bordi erano stati apposita-mente rinforzati al fine di creare una superficie di appoggio sulla quale poter agire mediante martinetti idraulici. Sfruttando il ridotto coefficiente d’attrito dell’interfaccia inox-teflon è stato possibile procedere alla regolazione geometrica della posizione dei conci con precisione millimetrica semplicemente agendo con martinetti idraulici installati tra il bordo delle vasche ed i puntoni che costituivano la parte superiore degli appoggi provvisori.

5.2 La campata centrale
L’installazione dell’ultimo dei tre impalcati metallici, pur trattandosi di un unico elemento e non di due conci sovrapposti, presentava delle criticità e delle difficoltà peculiari in quanto si trattava di inserire tra i piloni una struttura di quasi 120 metri di lunghezza con pochi centimetri di tolleranza, sapendo che una volta che la manovra di posizionamento della chiatta avesse avuto inizio non ci sarebbe praticamente più stata possibilità di tornare indietro. Inoltre la quota di posa della Trave Levante era sensibilmente superiore a quella raggiungibile al picco di alta marea, anche alleggerendo al massimo il ballast della chiatta: era quindi necessario sollevare la campata sulla chiatta mediante le jacking towers per superare il livello dei baggioli in calcestruzzo e consentire dunque alla struttura di sorvolare le zone di appoggio durante la fase di imbocco dei piloni.
L’operazione di posa della campata centrale è stata quindi oggetto di analisi dettagliate ed è stata preceduta da rilievi topografici di precisione delle opere civili e della carpenteria metallica prima dell’imbarco (presso la banchina dello stabilimento di San Giorgio di Nogaro si è anche simulata la configurazione di appoggio della Trave Levante in esercizio al fine di realizzare il rilievo della geometria nelle condizioni più simili possi-bile a quelle nelle quali si sarebbe venuto a trovare il ponte dopo il montaggio in cantiere a Bordeaux). In particolare l’operazione di posa si è svolta secondo le principali fasi illustrate dalle foto presentate nelle pagine seguenti e brevemente descritte di seguito:
- posizionamento della chiatta nella postazione di “parcheggio” a monte dell’area di cantiere per l’esecuzione delle attività propedeutiche alla posa;
- sollevamento della struttura metallica di circa 1,5 metri mediante le jacking towers installate sulla chiatta durante la fase di ormeggio alla banchina del porto di Bordeaux;
- attesa del picco massimo di alta marea ed imbocco dei piloni con la chiatta disposta parallelamente all’asse longitudinale del ponte;
- agendo in maniera opportuna sul tiro dei cavi di ancoraggio, regolazione della posizione della chiatta in modo tale da collocare i dispositivi di appoggio della campata centrale sulla verticale dei rispettivi baggioli in calcestruzzo;
- trattenendo la chiatta mediante gli argani e la struttura metallica con l’aiuto di paranchi ancorati alle opere civili, si è atteso quindi che la marea scendesse progressivamente fino al contatto degli apparecchi d’appoggio con i rispettivi basamenti fissati sui baggioli in calcestruzzo;
- subito dopo il contatto si sono immediatamente bloccati gli scorrimenti in corrispondenza degli appoggi posti su un allineamento e si è quindi liberato lo scorrimento di quelli dell’allineamento opposto, in maniera tale che, durante la fase di abbassamento della marea, il ponte potesse allungarsi liberamente per assumere gradualmente la propria configurazione strutturale definitiva a trave di una sola campata in semplice appoggio (figure 18 e 19).

Fig. 18 - Operazione di posa della campata centrale, detta “Travée Levante” . Fig. 19 - Il ponte dopo la posa della campata centrale: le due opposte rive del fiume sono collegate.

Come illustrato nelle immagini riportate nelle pagine precedenti, la combinazione dell’elevata qualità delle lavorazioni in officina, dell’accuratezza dei controlli effettuati in officina e in cantiere, unite all’esperienza ed alla competenza del personale incaricato della realizzazione dell’operazione di posa, hanno consentito di riuscire ad installare la Trave Levante con meno di 20 cm di margine tra carpenteria metallica e base dei piloni in calcestruzzo.
Una volta posata la campata centrale, l’opera è stata completata dal personale dell’impresa incaricata della realizzazione e montaggio del sistema di sollevamento che, grazie anche all’elevata precisione costruttiva della carpenteria metallica, è riuscito in pochi giorni a procedere all’installazione dei cavi di sollevamento ed alla loro regolazione ed a rendere operativi gli argani ed i meccanismi che hanno finalmente consentito a questa struttura di oltre 2500 tonnellate di librarsi nell’aria ad oltre 50 metri sopra la Garonna (fig. 20).

Fig. 20 - La Trave Levante in fase di sollevamento.

DATI GENERALI DELL’OPERA
Dimensioni significative
Lunghezza totale    433 metri
Larghezza massima    45 metri
Quota sommità piloni    80 metri
Altezza massima della TRAVE LEVANTE sollevata rispetto al pelo libero del fiume  >50 metri

Pesi
Peso campata RIVE DROITE
(acciaio) circa          2.100 ton
Peso campata RIVE GAUCHE
(acciaio) circa          1.600 ton
Peso TRAVE LEVANTE
(acciaio) circa          2.500 ton

Qualità acciaio
S355K2+N, S355N, S355NL, S460N, S460NL secondo EN 10025, caratteristiche aggiuntive Z15 e Z25 secondo EN 10164

Protezione anticorrosione
Ciclo di verniciatura a 3 mani approvato dall’ente francese ACQPA per ambienti con classe di corrosività C4 (ciclo C4 ANV 783); prime due mani di tipo epossidico, mano finale poliuretanica di colore bianco “puro” RAL 9010.

CREDITS
Cliente-Gestore: Communauté Urbaine de Bordeaux, Direction des grands travaux et des investissements de déplacement
Affidatario: Joint Venture GTM-Cimolai-Lavigne et Chéron Architects-EGIS-Virlogeaux
Impresa generale: GTM Génie Civil Sud Ouest TP/GC, Vinci Construction Grands Projets (Parigi)
Specialista Strutture Metalliche: Cimolai S.p.A. (Pordenone)
Progettista: Egis-JMI,(Parigi) con la consulenza di Cabinet Michel VIRLOGEUX (Parigi) e dello studio Hardesty & Hanover (New York) per la parte relativa ai meccanismi
Architetto: Lavigne et Chéron Architects (Parigi)
Progetto esecutivo ossatura metallica degli impalcati: Seteco Ingegneria S.r.l. (Genova)
Progetti di Montaggio e Rizzaggio: Ufficio Tecnico Cimolai S.p.A. (Padova)/Studio Romaro (Padova)
Sviluppo disegni costruttivi dell’impalcato metallico: Cimolai S.p.A. (Pordenone)
Carpenteria degli impalcati metallici: Cimolai S.p.A. (Pordenone)
Opere civili (fondazioni, piloni, soletta in c.a. degli impalcati misti) e meccanismi di sollevamento: GTM Génie Civil Sud Ouest TP/GC, Vinci Construction Grands Projets (Parigi)
 

Articolo tratto da Costruzioni Metalliche, n. 5 - 2013