Sostituzione di una travata metallica ferroviaria e realizzazione di nuove sottostrutture

La sostituzione di travate metalliche ferroviarie: un caso studio sulla linea Roma-Cassino

La manutenzione delle opere d’arte che afferiscono al patrimonio della rete ferroviaria nazionale è di grande importanza al fine di garantire la sicurezza degli utenti che ne usufruiscono. Per questo motivo l’ente gestore organizza visite ispettive periodiche al fine di monitorarne lo stato di conservazione.

A valle di una di queste visite che ha messo in luce lo stato di ammaloramento della struttura portante di una travata metallica lungo la linea ferroviaria Roma-Cassino, è stato deciso dal gestore la sostituzione della travata ammalorata con una nuova struttura ed il rifacimento delle sottostrutture.

 

Progetto e caratteristiche della nuova struttura ferroviaria

Il caso studio illustrato riguarda un ponte, a singola campata, costituito da tre travate metalliche a travi gemelle.

 

    

Descrizione delle travate esistenti e stato di degrado

Una delle tre travate metalliche (lato valle) è stata realizzata in epoca più recente rispetto alle altre e dunque con caratteristiche geometriche e costruttive differenti, essa è formata da travi gemelle con sezioni a profilo unico ed aggiunta di piattabande inferiori e superiori con chiodi.
Le due travate più vecchie, lato monte, sono a travi gemelle con piatti ed angolari chiodati che ne definiscono le sezioni resistenti.

  

  

  

Le travate presentano un avanzato stato di degrado, motivo per cui ne è stata pianificata la sostituzione. Si rende, pertanto, necessario un immediato intervento di riduzione dell’impegno statico delle travate metalliche mediante la realizzazione di un sistema di puntellamento da posizionare nelle due zone golenali degli argini. Il sistema di puntellamento sarà impiegato anche come opera provvisionale durante le fasi di realizzazione delle nuove spalle, la costruzione delle quali dovrà avvenire mantenendo in esercizio la linea.

    

Caratteristiche del nuovo impalcato porta-ballast

Il nuovo ponte si presenta con 3 cassoni portaballast. Ciascun cassone è costituito da una vasca metallica con un piatto di fondo a cui vengono saldate due anime inclinate, sopra le quali sono posizionate due piattabande. Internamente al cassone sono posizionati, ad intervalli regolari degli irrigidenti trasversali atti a contrastare eventuali fenomeni di instabilità. Esternamente, invece, sono posizionate le mensole su cui poggiano i camminamenti. L’armamento è del tipo indiretto su ballast.

Gli appoggi sono realizzati a cerniera sferica con superficie di rotazione rivestita con PTFE (Politetrafluoroetilene).

  

  

Fondazioni su micropali per le nuove spalle

La sostituzione delle travate metalliche con nuovi impalcati più pesanti dei precedenti richiede la necessità di realizzare nuove spalle capaci di sopportare le azioni statiche e sismiche, che i nuovi impalcati trasmetteranno alle sottostruttiure . Si è deciso, dunque, di realizzare, in adiacenza alle spalle esistenti una nuova spalla in c.a. (con relativo pulvino) che consente il trasferimento delle azioni al terreno sottostante mediante una zattera di fondazione su micropali.

  

   

La quota di realizzazione dei micropali è fissata in corrispondenza della quota di intradosso delle spalle in muratura esistenti. Per garantire la stabilità di queste ultime durante la fase transitoria di cantiere, si è provveduto a rafforzare le spalle mediante la realizzazione di tiranti provvisori.

  

Vincoli paesaggistici e criticità operative

L’ulteriore difficoltà nella realizzazione di questo intervento risiede nel fiume che passa sotto gli impalcati e che è vincolato come bene paesaggistico e nella condizione di lasciare aperta la linea ferroviaria, pur con limitazioni di velocità di transito dei convogli, durante tutte le fasi realizzative delle sottostrutture. Si prevede una interruzione totale di 72 ore finalizzata esclusivamente allo svaro dell’impalcato esistente ed al varo dei nuovi impalcati.

 

Fasi esecutive della sostituzione delle travate e costruzione delle sottostrutture

L’oggetto dell’intervento ha come obiettivo la sostituzione delle travate esistenti ammalorate con nuovi impalcati in acciaio porta ballast e la realizzazione delle nuove sottostrutture. Ma un altro aspetto altrettanto sfidante di questa progettazione è la fasizzazione degli interventi e la gestione del cantiere.

 

Messa in sicurezza del cantiere e opere provvisorie

Per poter avere lo spazio sufficiente alla realizzazione della fondazione dei nuovi muri, si rende necessario realizzare un argine provvisorio parallelo alle spalle esistenti, mediante una serie di "buzzoni" (ovvero sacchi riempiti di sabbia avvolti da un manto impermeabilizzante) per mantenere all'asciutto l’area di cantiere ed il fondo dello scavo.

 

 

Realizzazione della nuova spalla nord

Messo in sicurezza il cantiere, si prosegue con l’esecuzione di iniezioni di miscele leganti sulle spalle in muratura e la realizzazione di tiranti provvisori che sono realizzati durante lo scavo del terreno fino alla quota di intradosso della nuova spalla.

Si procede con la realizzazione dei micropali di fondazione e della zattera di fondazione posizionando anche i ferri di attesa verticali per la futura spalla.

Questa fase si conclude con il getto della nuova spalla in c.a. e dei tiranti permanenti.
Sulla nuova zattera si posiziona la stilata provvisoria e la si protegge con una struttura in acciaio al fine di evitare urti accidentali con i mezzi di cantiere.

 

Realizzazione della nuova spalla sud

Analogamente si procede anche con l’altro lato della struttura, prevedendo lo sbancamento dell’argine per lo scavo della nuova spalla che viene eseguito sempre solo dopo la messa in sicurezza della spalla in muratura esistente.

  

Con lo stesso ordine dell’altra spalla si realizzano i micropali di fondazione e la zattera ed il paramento della spalla con i tiranti definitivi. Anche da questa parte dell’intervento viene posizionata la stilata provvisoria e la sua struttura di protezione.

Completati gli interventi di questa prima fase di cantierizzazione, si possono rimuovere i buzzoni e ripristinare il flusso dell’intero alveo che era stato parzializzato nelle fasi precedenti.

 

Operazioni di varo dei nuovi impalcati

Grazie all’interruzione totale della linea, si procede con la rimozione degli impalcati esistenti e con la rimozione delle stilate, ora non più necessarie.
Si posizionano i nuovi pulvini prefabbricati (che sono stati realizzati a piè d’opera mentre si eseguivano le lavorazioni di realizzazione delle spalle) e si provvede al riempimento del terreno a tergo dei paraghiaia e al ripristino del ballast.

  

 

Si terminano le operazioni con il varo ed il posizionamento dei nuovi impalcati, il ripristino della linea ed il ripristino dell’argine del fiume mediante gabbionature.

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L'articolo continua con:

• Monitoraggio strutturale durante le fasi di cantiere
• Prove di collaudo statico sui nuovi impalcati ferroviari

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