FRP - Fiber Reinforced Polymers | Ponti e Viadotti | Malte da Rinforzo Strutturale | DRACO SPA
Data Pubblicazione:

Risanamento strutturale di un ponte sul fiume Lamone con Sistemi FRP Certificati di Draco

I sistemi FRP certificati CVT di DRACO sono stati utilizzati per il risanamento di un ponte di viabilità ordinaria soggetto a traffico elevato, che necessitava di interventi a seguito di evidenti e significativi fenomeni di degrado del calcestruzzo e ossidazione delle armature.

Intervento di manutenzione straordinaria di un ponte a doppio arco in calcestruzzo armato

L’intervento di consolidamento e rinforzo strutturale mediante sistemi FRP certificati, ha riguardato il ponte a doppio arco in c.a. denominato “Ponte Rosso” che scavalcando il Fiume Lamone, collega Faenza a Modigliana lungo la Strada Provinciale n.16, tra le province di Ravenna e Forlì-Cesena.

L’infrastruttura è strategica e soggetta ad un intenso traffico locale, essendo l’unica via di collegamento tra Faenza e la vallata del fiume Marzeno.

Risanamento strutturale di ponte in calcestruzzo armato con sistemi FRP certificati di Draco
Il “Ponte Rosso” situato sulla SP 16 nel comune di Faenza (RA), oggetto di intervento di risanamento strutturale.

Descrizione dell'infrastruttura

Il ponte lungo circa 60 metri, ha 5 campate ed è realizzato in cemento armato: presenta una campata centrale ad arco incastrato, che caratterizza l’opera anche da un punto di vista estetico oltre che strutturale, con una luce di circa 24 m ed una freccia in mezzeria di circa 8 m.

La struttura è composta da due archi, uno lato monte ed uno lato valle, che corrono paralleli tra le due imposte e sono collegati da 9 traversi. Dai due archi dipartono, ad interasse di circa 2,58 m, i piedritti che formano i ‘portali’ che sostengono le travi longitudinali, aventi a loro volta uno schema statico di ponte a ‘telaio’. Le campate laterali, che consentono di scavalcare le due golene, sono state oggetto di precedenti interventi di consolidamento mediante telai metallici, effettuati nel 1994.

L’impalcato è composto da 4 travi di sezione rettangolare che insieme ai traversi, compongono un grigliato con maglie di 2,60 m di lato in senso longitudinale, in direzione parallela alle travi, e 2 m in senso trasversale, in direzione parallela ai traversi.

L’impalcato è inoltre sorretto da entrambi i lati da 10 pilastri, 8 dei quali spiccano direttamente dall’estradosso dell’arco. Tutti i pilastri hanno una sezione comune di 30 cm x 50 cm e un’altezza variabile, da un massimo di 5,50 m alle imposte ad un minimo di 40 cm in prossimità della chiave. I due pilastri interni più alti sono interrotti, come quelli esterni, da traversi che riducono la luce libera di inflessione.

Nell’insieme le strutture verticali sostengono un impalcato in cemento armato avente una larghezza di 8 m di cui 6,80 m carrabili, completato da due cordoli larghi 60 cm. A completamento dell’impalcato c’è una soletta in c.a. spessa 17 cm.

Requisiti di progetto: descrizione della problematica tecnica e dello stato di fatto

Gli interventi sul “Ponte Rosso” hanno riguardato il consolidamento statico degli archi portanti della campata centrale; le campate laterali erano state oggetto di un significativo intervento di rinforzo nel 1994, con un progetto che mediante una struttura intelaiata in acciaio, aveva lo scopo di riportare tutti i carichi sulle preesistenti fondazioni (rinforzate).

Gli archi centrali presentavano evidenti segni di degrado per carbonatazione del calcestruzzo ed ossidazione delle armature.

L’arco principale lato valle, che aveva già subito un intervento di somma urgenza nel 2017, presentava diverse criticità dovute all’aggressione ambientale e un quadro fessurativo importante, con sviluppo di fessure prevalentemente in direzione parallela all’asse dell’arco, in prossimità dei bordi liberi della sezione.

Tali fenomeni di degrado, che interessavano la sezione resistente dell’arco, con evidenti segni di disgregazione e distacco del calcestruzzo, sono imputabili all’infiltrazione e al percolamento delle acque sulle superfici in calcestruzzo, dovute sia all’inadeguatezza dello scarico acque dall’impalcato che agli eventi meteorici.

Un’analoga evoluzione del fenomeno di degrado del calcestruzzo e delle armature si manifestava come conseguenza dell’età del manufatto anche nell’arco di monte. Segni di distacco del calcestruzzo con ferri scoperti e corrosi erano evidenti anche sulle travi longitudinali e sui pilastri che si dipartono dall’arco, mentre le travi trasversali dei ‘portali’ che, tramite i piedritti, riportano i carichi dell’impalcato sull’arco apparivano, invece, in condizioni migliori.

La tipologia di interventi prevista ha comportato il rinforzo dell’arco di monte e dei pilastri, nonché il completamento del rinforzo dell’arco di valle, consolidato in prima fase mediante la ricostruzione delle sezioni resistenti con malte tixotropiche a ritiro compensato, previa rimozione delle parti ammalorate, ed il confinamento con una fasciatura continua, costituita da tessuto in fibra di carbonio applicato in due strati, soluzione questa idonea ad assicurare un adeguato grado di confinamento delle sezioni dei due archi.

L’intervento in oggetto, mirato alla risoluzione delle principali problematiche dell’infrastruttura, è stato suddiviso in due lotti:

il primo ha interessato le sottostrutture del ponte ed è stato eseguito dal basso con un cestello elevatore (PLE); in questa trance si è proceduto al ripristino:

  1. del calcestruzzo sulle travi di bordo e sui pilastri che collegano l’arco con l’impalcato, sui quali si è intervenuti con la medesima ricostruzione di sezione e l’applicazione di una singola fasciatura in fibra di carbonio;
  2. delle campate laterali oggetto del precedente intervento del 1994, per le quali è stata soltanto ricostruita la sezione per evitare l’ulteriore deterioramento del calcestruzzo.

Il secondo lotto, invece, ha riguardato il ripristino dell’impalcato del ponte, mediante il rifacimento dei cordoli (frontalini e intradosso sbalzi) e della pavimentazione stradale e l’esecuzione giunti stradali (giunti a tampone).

Gli interventi previsti, il cui obiettivo era ripristinare la capacità portante della struttura a fronte dei carichi verticali, permanenti e mobili - condizione essenziale per poter procedere successivamente a valutazioni inerenti la vulnerabilità sismica del manufatto - erano necessari per completare la messa in sicurezza del manufatto e per potere così rimuovere le limitazioni di portata in vigore dai precedenti interventi, pur mantenendo i semafori che, precedentemente posizionati internamente al ponte, dopo l’intervento sono stati spostati esternamente allo stesso, per consentire un carico della struttura solo quando i veicoli sono in transito.

Ponte Rosso sul fiume Lamone: descrizione dei lavori e soluzioni Draco per il Risanamento Strutturale

L’intervento di manutenzione straordinaria è consistito nella ricostruzione della sezione di calcestruzzo espulsa o distaccata, effettuata con malte cementizie idonee a questo scopo specifico. Il ciclo del trattamento ha visto la successione delle seguenti lavorazioni:

  1. rimozione della parte di conglomerato ammalorato e carbonatato con bonifica delle superfici in cemento armato, eseguita mediante picchiettatura fino ad asportare completamente le parti incoerenti, friabili, alveolate, fessurate o comunque non perfettamente monolitiche con il corpo restante della struttura;
  2. pulizia delle armature metalliche in vista, con rimozione mediante spazzolatura dello strato di ossido di ferro e successivo trattamento con DRACOSTEEL MONO, malta cementizia monocomponente ad azione passivante e protettiva per le armature, a base di polimeri idrodispersi, leganti cementizi e inibitori di corrosione; il prodotto è stato applicato con pennello a setole dure in due mani successive a distanza di 2-3 ore (ed entro le 24 h), realizzando uno spessore totale di circa 2 mm;
  3. applicazione di una mano di EPOBETON C, adesivo strutturale colabile a base di resine epossidiche a due componenti, specifico per riporti di malta cementizia fresca su calcestruzzo stagionato avente funzione di aggrappo per il successivo primo strato di malta FLUECO 55 T;
  4. ricostruzione della sezione di calcestruzzo rimossa mediante malta cementizia tixotropica FLUECO 55 T ad azione espansiva a ritiro controllato e compensato, addizionata al lattice COLLACEM a base di resine acriliche micronizzate in soluzione acquosa, specifico per incrementare l’adesione di malte e con aggiunta di PRESIDIO SRA, ritentore idrico specifico per maturazione con climi caldi, dato che l’intervento è stato eseguito nel mese di agosto;
  5. ove necessario, rasatura delle superfici in cemento armato in vista e trattate, eseguita con EP FIX, stucco strutturale bicomponente a base di resine epossidiche per garantire un’applicazione efficace e conforme alla normativa dei cicli di rinforzo strutturale con fibre di carbonio, al fine di ottenere un supporto regolare e planare senza dislivelli superficiali.
Risanamento strutturale di ponte in calcestruzzo armato con sistemi FRP certificati di Draco
Armature trattate con la malta cementizia pennellabile Dracosteel Mono, ad azione passivante, protettiva e rialcalinizzante.
Risanamento strutturale di ponte in calcestruzzo armato con sistemi FRP certificati di Draco
Ricostruzione delle sezioni di calcestruzzo rimosso, mediante malta tixotropica fibrorinforzata Flueco 55 T.

Applicazione del sistema di rinforzo strutturale in fibra di carbonio FRP

Al termine della ricostruzione delle sezioni trasversali, si è proceduto alla fasciatura delle zone d’intervento con tessuto in fibra di carbonio in semplice strato applicato mediante resine epossidiche. Sulle fasce di FRP è stata poi applicata una finitura al quarzo. In tal modo, oltre ad assicurare un’azione di confinamento della sezione ricostruita, si è provveduto a creare una barriera contro l’assorbimento di acqua e di CO2 da parte del calcestruzzo, che costituisce la causa primaria del degrado. A tale riguardo la lavorazione è stata completata applicando una protezione generale di tutte le superfici trattate con rasatura mediante l’applicazione di 2 mani di vernice acrilica protettiva.

Risanamento strutturale di ponte in calcestruzzo armato con sistemi FRP certificati di Draco
Posizionamento dei nastri Armoshield C-Sheet sugli archi precedentemente trattati con Armofix MTX, resina strutturale epossidica specifica per l’incollaggio e l’impregnazione dei nastri in FRP.

RESTURO E RISPRISTINO DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO ARMATO
SCOPRI LE SOLUZIONI DRACO

Nel dettaglio, l’applicazione del sistema di rinforzo strutturale in fibra di carbonio sui due archi – un solo strato sull’arco di valle, a completamento del precedente intervento, e due strati sull’arco di monte - e sui pilastri ha previsto le seguenti fasi lavorative:

  1. Applicazione del primer epossidico bicomponente ARMOPRIMER 100 per consolidare i supporti e favorire l’adesione del ciclo di posa dei nastri in fibra di carbonio ARMOSHIELD C.
  2. Stesura a spatola, entro 24 ore dall’applicazione del primer, di un primo strato di ARMOFIX MTX resina strutturale epossidica specifica per l’incollaggio e l’impregnazione dei nastri in FRP, in spessore di circa 1 mm. L’adesivo bicomponente garantisce una facile e perfetta impregnazione del tessuto e un’adesione eccellente su ogni supporto mantenendo al contempo coesione e facilità di utilizzo anche in applicazioni in verticale e sopratesta. ARMOFIX MTX è un componente del sistema di rinforzo realizzato in situ ARMOSHIELD C, che ha ottenuto il Certificato di Valutazione Tecnica all’impiego n°11 del 25-01-19.
  3. Posizionamento dei nastri ARMOSHIELD C-SHEET, in tessuto unidirezionale a elevata planarità in fibra di carbonio e materiali compositi FRP ad alta densità (grammatura 600 gr/mq e modulo elastico 240 GPa).
  4. Impregnazione dei tessuti ed eliminazione di eventuali bolle d’aria, esercitando un’energica pressione con l’apposito rullo ARMOROLLER.
  5. Stesura della seconda mano di adesivo, dopo circa 1 ora.
  6. Applicazione di 2 mani di vernice protettiva sintetica monocomponente a base di resine acriliche in emulsione acquosa ACRIPAINT su tutte le superfici in calcestruzzo trattate mediante rasatura per assicurare una protezione dalla carbonatazione.
Risanamento strutturale di ponte in calcestruzzo armato con sistemi FRP certificati di Draco
Rasatura degli archi ripristinati, tramite la resina acrilica Acripaint, che assicura protezione dalla carbonatazione.

Allegati

FRP - Fiber Reinforced Polymers

Con il topic "FRP" vengono raccolti tutti gli articoli pubblicati sul Ingenio sugli Fiber Reinforced Polymers e riguardanti la progettazione, l'applicazione, l'innovazione tecnica, i casi studio, i controlli e i pareri degli esperti.

Scopri di più

Malte da Rinforzo Strutturale

Con il topic "Malte Strutturali" vengono raccolti tutti gli articoli pubblicati sul Ingenio sulle Malte ad uso Strutturale e riguardanti la progettazione, l'applicazione, l'innovazione tecnica, i casi studio, i controlli e i pareri degli esperti.

Scopri di più

Ponti e Viadotti

News e approfondimenti riguardanti il tema dei ponti e viadotti: l’evoluzione normativa, gli strumenti digitali per la progettazione, il controllo...

Scopri di più

Leggi anche