Problemi di degrado e rototraslazione di pilastri in una galleria paramassi: la relazione dell'intervento

Relazione illustrativa del progetto esecutivo di un intervento di ripristino e rinforzo di una galleria paramassi

La presente relazione ripercorre le varie fasi di progettazione e degli interventi successivamente eseguiti sulla Galleria artificiale paramassi della SP308 Km 8+110 della Provincia di Parma. 

A seguito infatti, di numerose segnalazioni, è stato segnalato un avanzato stato di degrado, per il quale occorreva intervenire in regime di somma urgenza al fine di scongiurare rischi sia per l’utenza che per la stabilità generale dell’opera stessa.

Forte degrado e rototraslazione dei pilastri in calcestruzzo

In particolare alcuni pilastri della galleria, oltre ad essere affetti da evidenti fenomeni di degrado, con ampie tracce di fessurazioni e lesioni, con gabbie di armatura scoperte e barre longitudinali instabilizzate, erano visibilmente assoggettate anche a fenomeni di deformazione e buckling generale.

Il rilievo topografico preliminare ha infatti confermato una situazione di rototraslazione delle estremità superiori delle pilastrate con rilevazioni di fuori piombo dell’ordine di 10-15 cm a carico dei pilastri 6,10 e 14, così come risulterà evidente dalla documentazione topografica e fotografica presente nel documento scaricabile in pdf.

Nel contesto delle verifiche effettuate sono state disposte rilevazioni topografiche sia di livello locale, sia di livello generale al fine di valutare la presenza di moti relativi a livello di singolo pilastro, ma anche per riscontrare eventuali movimenti geotecnici generali di tutto il versante montuoso, attualmente affetto da fenomeni localizzati di franamento che hanno appunto interessato buona parte della Galleria paramassi.

La Galleria Paramassi è soggetta, come abbiamo sopra evidenziato, ad una attività di monitoraggio statico gestita in continuo mediante fessurimetri digitali wireless installati da un gruppo di ricerca dell’Università di Parma.

Inquadramento generale della galleria

La Galleria Paramassi (Galleria Vizzana), che si trova al km 8110 della SP 308, è un’opera composta da una successione di 32 pilastri in c.a., alcuni dei quali versavano in condizioni non ottimali, come si evince dalle foto sottostanti. La tipologia dell’infrastruttura in esame, unitamente al fatto che essa poggia sopra un sovrappasso ferroviario, fa di quest’opera un caso estremamente complesso e articolato da analizzare. 

Data la gravità della situazione in cui si trovano alcuni pilastri, è necessario prevedere un intervento di ripristino e di messa in sicurezza di quest’infrastruttura. 

Rilievo topografico preliminare

A seguito del rilievo topografico della galleria paramassi si è potuto constatare quanto alcuni dei pilastri che compongono la struttura fossero effettivamente fuori piombo e soggetti quindi a instabilità. Si riportano nel seguito i rilievi geometrici di alcune sezioni della galleria effettuati dalla società Sorito s.r.l..

Sezione galleria paramassi, pilastro 6.

Come si può vedere dalla figura precedente il pilastro 6 risulta disallineato rispetto alla sua verticale. 

Sezione galleria paramassi, pilastro 10.

Le proposte per l'intervento di rinforzo della galleria

Analisi del pilastro

Dovendo progettare un intervento di ripristino e di rinforzo del pilastro in esame, si ritiene necessario procedere ad un’analisi dei carichi che gravano su di esso. 

Sul pilastro, oltre al peso proprio, ci sono:

• Il peso proprio della trave e della soletta;
• Si ipotizza la presenza (costante, cioè la stessa sull’intera superficie di copertura) di uno strato ammortizzante costituito da un mezzo granulare, il cui scopo è quello di proteggere la struttura dal contatto diretto con i gravi in caduta e permettere la diffusione del carico sulla soletta di copertura;
• Carico da neve;
• Peso di un masso di roccia. Non avendo a disposizione software adatti all’analisi della caduta massi, si ipotizza di trovarci nella situazione peggiore: si considera il blocco in caduta come puntiforme con massa concentrata al centro (lumped mass) e in ogni istante si ipotizza la massima efficienza del moto; sia le traiettorie che il tipo di moto assunto durante il percorso sono quelli che determinano la minor perdita di energia cinetica. Quindi si considera il blocco fermo sul pilastro;
• Si ipotizza uno spostamento orizzontale verso sinistra in sommità del pilastro.

Le sollecitazioni che gravano sul pilastro

Ipotizzando la trave come continua ed effettuando una modellazione agli elementi finiti, il pilastro risulta essere sottoposto alle seguenti sollecitazioni:

• N max = 66.384 t (alla base)
• M max = 165.081 tm (alla base) 

Possibili interventi di consolidamento

Un primo intervento potrebbe essere costituito dal ringrosso della sezione esistente mediante getto di c.a. integrativo, utilizzando un calcestruzzo con caratteristiche quasi analoghe a quello di cui è costituito il pilastro esistente. Una volta effettuato tale getto, si procederà alla calastrellatura del pilastro con elementi metallici. Questa procedura prevede l’applicazione di profili metallici in corrispondenza degli spigoli del pilastro e la successiva saldatura di adeguati piatti in acciaio lungo lo sviluppo del pilastro, ad un certo interasse. 

La verifica viene condotta utilizzando il modulo Preflex di EnExSys. Le sollecitazioni vengono importate direttamente dal modello di calcolo completo.

Le fasi di cui si compone l’intervento appena descritto sono le seguenti:

Instabilità

Per la verifica dell’instabilità, si sono tradotti i profilati ad L in armature equivalenti e, ricorrendo al programma “VCA SLU” del prof. Gelfi, si utilizza il metodo della colonna modello. 
I 4 angolari ad L 160x160x16 si traducono in un’armatura equivalente pari a 44Φ24.

Descrizione del modello

Il modulo RUREGOLD esegue la verifica di elementi monodimensionali in c.a. confinati con tessuti o lamine di FRP disposti sul contorno in modo da costituire una fasciatura esterna continua (ricoprimento) o discontinua (cerchiatura). In particolare vengono eseguite le verifiche allo stato limite ultimo degli elementi soggetti a compressione centrata, presso-tenso flessione e taglio. La relazione seguente riporta i dati relativi ai criteri di verifica, alla geometria, nonché i risultati relativi alle analisi effettuate. Il calcolo delle sollecitazioni resistenti viene condotto con riferimento agli effettivi legami costitutivi utilizzati e quindi sempre in condizioni non lineari anche in considerazione del fatto che il rinforzo degli elementi strutturali avviene spesso su elementi che hanno già nella fase “pre-rinforzo” uno stato di sollecitazione tale da non rendere accettabile l'ipotesi di materiali con comportamento elastico lineare.

[...] continua la lettura della relazione di calcolo nel pdf

Di seguito invece alcune immagini degli interventi di rinforzo.

Pilastro trattato con antipassivante e poi ricoperto di strisce verticali e longitudinali di PBO.

Stesura della malta cementizia sui pilastri.

Rinforzo metallico dei pilastri + Particolare rinforzo metallico