Viadotto Cernicchiara: adeguamento sismico a tempo di record con Allplan Bridge

Descrizione tecnica dell'opera

Il viadotto Cernicchiara, posto all’inizio dell’asse dell’A2 nel tratto dell’autostrada Salerno - Reggio Calabria risale agli anni ’60 e svolge, tuttora, un ruolo strategico nella rete di connessione stradale della città di Salerno, contribuendo a canalizzare e smistare il traffico veicolare pesante verso le infrastrutture portuali e logistiche e quello veicolare leggero verso il centro città.

Il viadotto, lungo 142 metri e con un arco centrale di 80, presenta 6 campate e un arco centrale; ogni campata è riconducibile allo schema di trave appoggiata agli estremi, rappresentati dalle pile, mentre la campata centrale è riconducibile a un arco incastrato alla base.

Le pile sono del tipo a telaio nelle due direzioni. Ogni pila è quindi costituita da quattro colonne collegate, nel senso dell’asse trasversale del viadotto, da travi orizzontali disposte su due livelli.

L’intero viadotto è stato realizzato in calcestruzzo armato gettato in opera e rappresenta un vero e proprio esempio iconografico per i viadotti della rete autostradale italiana.

Gli anni di uso e gli aggiornamenti normativi sulle norme antisismiche hanno reso necessaria una verifica e il successivo adeguamento sismico della struttura.

ANAS, ente gestore dell’infrastruttura, si è rivolta a Valori S.c.a r.l. Consorzio Stabile e allo studio di ingegneria Fanigliulo per l’esecuzione delle attività di verifica e adeguamento.

La sfida: verifica antisismica rapida senza interrompere la viabilità

A seguito dell’aggiornamento delle norme e dei coefficienti di sicurezza relativi alla sicurezza antisismica, ANAS ha richiesto verifiche puntuali delle condizioni strutturali del viadotto.

La metodologia di verifica in uso precedentemente, ovvero quella delle tensioni ammissibili, è stata sostituita con quella degli stati limiti ultimi, ovvero quella che prevede una deformazione limite fra almeno uno dei due materiali coinvolti nel calcestruzzo, cemento e acciaio.

La committenza ha pertanto richiesto una verifica dell’adeguatezza del viadotto rispetto alle ultime normative di settore e secondo le ultime metodologie applicate.

Infine, ha anche richiesto l’elaborazione di un modello BIM dell’opera per registrare gli interventi effettuati e programmare quelli manutentivi futuri, consegnando al gestore una matematica aggiornata e attendibile dell’infrastruttura.

Dato il ruolo cruciale dell’asse nel sistema di traffico della città, la committenza ha richiesto di contenere al massimo il disagio per i passeggeri e le limitazioni al traffico veicolare, realizzando un intervento il più rapido e il meno impattante possibile.

Lo studio Fanigliulo è riuscito a mantenere costante l’operatività del viadotto, realizzando gli interventi manutentivi più impattanti in orario notturno.

La soluzione: Allplan Bridge, soluzione integrata per la progettazione 3D e la modellazione parametrica

Il progetto nel suo complesso ha visto un’approfondita fase di studio della documentazione originaria, che è poi stata completata con una serie di ispezioni sulla struttura, realizzate grazie a un ponteggio sospeso che ha permesso l’analisi degli impalcati e l’adozione della soluzione di consolidamento meno invasiva.

Il consolidamento strutturale del Cernicchiara è avvenuto utilizzando i CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymers), materiali di derivazione aeronautica che consentono di migliorare le prestazioni meccaniche degli elementi strutturali incrementando duttilità e durata.

Confrontando i risultati dello studio strutturale dello stato di fatto con quelli originari del progetto, è stato determinato il coefficiente ζE che esprime il rapporto tra l’azione sismica sopportabile dalla struttura e l’azione sismica che sarebbe in grado di sopportare una struttura di nuova realizzazione, in base al criterio degli stati limiti ultimi. In base ai risultati è stato eseguito un modello numerico di calcolo sul software FEM, Nolìàn^® della Softing^®.

In seguito all’analisi della struttura, alla sua scansione e al calcolo strutturale, è stato realizzato un modello digitale del viadotto in Allplan Bridge, la soluzione BIM parametrica per l'ingegneria dei ponti che garantisce anche un elevata interoperabilità con altri software (come il Nolìàn^®).

Allplan Bridge combina in un'unica interfaccia tutte le fasi della progettazione, dalla creazione del modello esecutivo, compresi i trefoli, all'integrazione del processo di costruzione, fino all'analisi strutturale in base alla normativa e alla produzione delle tavole; così come pure tutta la parte ingegneristica, i modelli di calcolo e la modellazione tridimensionale dell’opera.

Lo studio Fanigliulo ha scelto di avvalersi della soluzione di ALLPLAN dopo aver attentamente valutato anche i software proposti da altri brand, riscontrando un ritorno eccezionale in termini di produttività e precisione.

Lo studio ha disegnato facilmente il modello tridimensionale del viadotto in Allplan Bridge e, all’interno della stessa piattaforma, ha integrato il modello di calcolo strutturale, sulla base del quale sono stati programmati i rinforzi e gli interventi di adeguamento del viadotto.

L’analisi condotta sul modello ha permesso di individuare le aree sottoposte a maggiore stress dinamico e gli interventi di consolidamento necessari, che sono stati progettati e dettagliati con Allplan Bridge. Lo studio ha riscontrato, grazie all’uso della soluzione di ALLPLAN, un’eccezionale rapidità e precisione di esecuzione al punto che, a fronte degli stimati 12 mesi per l’esecuzione della verifica e della progettazione del consolidamento, ne sono invece stati necessari appena 6.

L’adeguamento sismico è stato realizzato rinforzando con fibre di carbonio l’impalcato e le imposte dell’arco e si è protratto per circa 14 mesi.

Pertanto, l’intervento nel suo complesso ha richiesto in totale 20 mesi, tra progettazione ed esecuzione.

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I vantaggi di Allplan Bridge: velocità, precisione, gestione integrata di più funzioni

I vantaggi che l’uso di Allplan Bridge ha garantito sono stati diversi. Da un lato un aumento macroscopico della velocità con cui sono state eseguite la progettazione e l‘analisi, riducendo del 50% il tempo inizialmente stimato. Dall’altro l’elevata precisione con cui l’analisi e la progettazione sono state condotte, specialmente in fase di aggiornamento delle tavole tecniche.

L’aggiornamento delle tavole tecniche e il loro riallineamento, operazione necessaria a causa delle modifiche costanti che si rendono necessarie in fase progettuale, è stato gestito con rapidità e precisione grazie ad Allplan Bridge. Infatti, le modifiche venivano apportate direttamente sul modello e replicate automaticamente anche sulle tavole, eliminando la possibilità di errori, omissioni e collisioni.

Allplan Bridge è in questo senso una soluzione che consente al progettista di operare in un unico ambiente, potendo gestire tanto la fase di modellazione quanto quella di calcolo strutturale. Questo evita quelle discrepanze che tendono a verificarsi con l’uso di diversi software.

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