Ponti a cassone a conci prefabbricati in calcestruzzo realizzati con sola precompressione esterna

Nel presente lavoro gli autori descrivono la modellazione e la progettazione strutturale di due ponti a cassone a conci prefabbricati in calcestruzzo e precompressi mediante sola precompressione esterna.

I viadotti sono realizzati a sbalzo per conci successivi.

Il primo ponte è composto da 4 campate di luce massima pari a 90.4 m ed ha un impalcato di altezza variabile costituito da soletta superiore di spessore costante, soletta inferiore ed anime di spessore variabile. Il secondo viadotto è composto da quattro campate di luce massima 47.7m e altezza della sezione costante.

Entrambi i viadotti vengono anche proposti e studiati utilizzando un calcestruzzo fibrorinforzato.

Viene di seguito esposta la progettazione del sistema di precompressione esterna e degli elementi strutturali.

In particolare, è stato studiato il distorsional warping della sezione dovuto a carichi eccentrici e l’interazione tra taglio, torsione e momento flettente locale nel dimensionamento delle anime del cassone. Infine, viene condotta una verifica dei giunti di taglio mediante la normativa Europea e la normativa AASTHO.

Segmental prefabricated box-girder bridges with external prestressing only

Ponti a cassone a conci prefabbricati realizzati con sola precompressione esterna 

A.Devitofranceschi¹, A.C.Salvati².

1 Anas S.p.A., Rome, Italy

2 Freelance Civil Engineer, Rome, Italy

1 PREMESSA

Questo lavoro analizza le prestazioni di due ponti a cassone a conci prefabbricati in calcestruzzo realizzati con sola precompressione esterna, uno costituito da campate di luce 90.4m, l’altro da 47.7m.

Il metodo di costruzione è il balanced cantilever, il quale prevede il sollevamento, simmetrico, da ogni lato della pila di due segmenti per volta.

I viadotti vengono poi riprogettati assumendo l’utilizzo di un calcestruzzo fibrorinforzato.

Verranno riportate nel seguente articolo le fasi progettuali affrontate per il ponte di luce 90.4m con particolare attenzione al computo finale.

Si farà poi accenno alla progettazione del ponte da 47.7m.

2 DESCRIZIONE DELL’OPERA (Lmax=90m)

Il primo viadotto studiato ha una lunghezza totale di 288.2m, è composto da quattro campate da 90.4m e due campate di riva da 52.7m.

La sezione è variabile parabolicamente con lo spessore della soletta superiore costante e pari a 0.25m; la soletta inferiore ha uno spessore variabile da 0.36m in corrispondenza del concio in asse pila a 0.18m in corrispondenza della mezzeria; le anime hanno uno spessore costante e pari a 0.30m per i segmenti prossimi alla pila e 0.25m per gli altri.

I conci sono prefabbricati. I conci di chiusura vengono invece gettati in opera ed hanno una lunghezza pari a 1.5m.

I blocchi di ancoraggio e deviazione sono in calcestruzzo armato; i cavi di precompressione sono disposti all’interno di una guaina in HDPE. Ogni cavo è composto da 22 trefoli da 150mm.

I trefoli sono privi di vipla (guaina plastica), ancorché la guaina è intasata con malta cementizia.

Vengono di seguito riportati alcuni disegni di progetto.

2.1 MATERIALI

Calcestruzzo:

• Classe di resistenza = C50/60
• Classe di esposizione = XC4+XD1
• Copriferro = 40 mm

Armatura = B 450 C

PRECOMPRESSIONE ESTERNA

A_t = 150 mm²

f_pyk = 1670 N/mm²

f_ptk = 1860 N/mm²

E_t = 19500 N/mm²

f_pj = 0.75 f_ptk = 1395 N/mm²

2.2 Modellazione

Con il software MIDAS Civil è stato creato un mo- dello monodimensionale con il quale è stata tenuta in conto la costruzione per fasi.

2.2.1 Analisi dei carichi

Le azioni sulla struttura sono state valutate in accordo con gli Eurocodici e le NTC08, classificando le azioni in:

• Carichi Permanenti(G): pesi propri strutturali, pesi propri non strutturali, azioni indirette causate da ritiro, viscosità e rilassamento dell’acciaio;
• Precompressione(P);
• Azioni Variabili(Q): vento, carichi mobili da traf- fico, azione termica, attrito nei vincoli.

Il peso proprio della struttura è stato automaticamente calcolato dal MIDAS.

I diaframmi asse pila e spalla, ancoraggi, deviatori sono stati modellati come masse concentrate e valgono rispettivamente: 1545kN, 399Kn, 195kN, variabile tra 40-65kN.

Si è considerato una larghezza della carreggiata pari a 10.50m.

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