Sostituzione ponti esistenti in Italia con nuovi impalcati in carpenteria metallica

Sostituzione ponti esistenti in Italia con nuovi impalcati in carpenteria metallica

Sostituzione ponti esistenti in Italia

Lo studio di Marco Petrangeli, Ilaria Lardani e Filippo Del Drago intitolato “Conservazione e rinnovamento dei ponti stradali Italiani in calcestruzzo”, quantifica il numero di ponti in Italia in circa 250.000 unità, evidenziando che l’80% di questi è stato costruito entro il secondo dopo guerra.

Dallo studio, di cui si parla nella pubblicazione “Sostituzione degli implicati ammalorati dei ponti esistenti in Italia con nuovi implacati in carpenteria metallica” di Fondazione Promozione Acciaio, è emerso che i lavori di manutenzione e sostituzione realizzati su di essi sono inferiori a quelli necessari.

Una condizione che ha causato il deterioramento precoce e più veloce delle strutture con conseguente riduzione dello stock dei ponti (chiusure temporanee e permanenti, limitazioni della piattaforma, limite di carico e velocità) e rischio di una significativa contrazione della rete stradale.

L’analisi conferma, inoltre, la difficoltà nel disporre di un quadro aggiornato dello stato di conservazione complessivo dello stock dei ponti in Italia.

Circa l’età infrastrutturale, si può riassumere che il 92% dello stock dei ponti ha più di 40 anni, con il 38% realizzati nel secondo dopo guerra e che almeno il 50% dei ponti italiani sono in calcestruzzo con uno stato di ammaloramento della rete piuttosto consistente dovuto a cause che possono essere di natura ambientale, di non idonea esecuzione e di insufficiente manutenzione.

L’età delle opere infrastrutturali europee è stata oggetto di un’analisi eseguita nel 2007 “Sustainable Bridges -Load and Resistance Assessments of Railway Bridges”, sui ponti ferroviari esistenti, realizzata da un gruppo di ricerca formato da 32 partners, tra cui gestori di ponti, consulenti, appaltatori, istituti di ricerca e università, in 16 paesi dell’UE ed in Svizzera, dove vengono evidenziati i materiali utilizzati in funzione dell’età dei ponti analizzati.

Si rileva che quasi il 75% dei ponti europei esistenti ha più di 50 anni e circa il 35% di questi ha più di 100 anni.

Queste cifre sono il risultato dell’indagine effettuata su circa 220.000 campioni corrispondenti a vari tipi di ponti costruiti con materiali diversi, tra cui ponti in calcestruzzo armato e c.a.p. (Concrete), in struttura mista con materiali diversi (Composite), ponti in carpenteria metallica (Metal) e ponti in muratura ad arco (Masonry).

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Sostituzione ponti esistenti in Italia: le tipologie  

Tornando in Italia, dai dati a disposizione si evince che la tipologia di ponti esistenti, più diffusa, è quella di viadotti a travi appoggiate precompresse semplicemente appoggiate ed in misura minore, i ponti in calcestruzzo armato realizzati da una successione di telai e travi tampone in semplice appoggio (seggiole Gerber).

Infine, da uno studio presente nel database del Bridge Information System (I.Br.I.D) scaturisce che meno del 6% dei ponti italiani sono in carpenteria metallica ed in strutture miste acciaio-calcestruzzo, pertanto vi è un 94% di ponti esistenti in materiali diversi dall’acciaio.

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Sostituzione ponti esistenti in Italia con nuovi elementi in carpenteria metallica

Se il danno sull’infrastruttura ammalorata è molto esteso, tale da ridurre sensibilmente la capacità portante e/o la durabilità di un intero elemento strutturale, si procede con un intervento di rinforzo o di sostituzione dell’intero elemento.

In questi casi la sostituzione di opere esistenti in calcestruzzo o c.a.p. con nuovi elementi in carpenteria metallica conferisce un migliore comportamento del ponte o viadotto di fronte alle azioni sismiche, trasferendo minori sollecitazioni alle sottostrutture, data la minore massa degli elementi in carpenteria metallica.

Situazioni di questo tipo permettono di procedere, molto più facilmente, all’adeguamento sismico o al miglioramento delle pile e delle spalle esistenti del ponte che saranno sottoposte ad azioni verticali e orizzontali molto più contenute delle precedenti. A completamento dell’intervento si deve valutare lo stato dei pulvini esistenti e l’adeguamento ai nuovi dispositivi di appoggio.

È stato possibile costatare che in gran parte dei viadotti esistenti, le pile presentano un’importante robustezza perché nella progettazione venivano fatte lavorare a tensioni medie molto basse. Questa situazione di sovradimensionamento gioca a favore del suo ripristino nonostante l’eventuale cattivo stato di conservazione.

Durante la sostituzione dei dispositivi di appoggio, nel caso di pile esistenti che non riuscissero a sopportare i nuovi carichi sismici, sarebbe possibile aumentare la capacità dissipativa dell’opera (retrofitting sismico), mediante l’installazione di “dissipatori sismici”, in grado di dissipare l’energia sismica.

Tra i sistemi strutturali in carpenteria metallica, idonei per la sostituzione di campate semplicemente appoggiate, vi sono:

  • bi-trave e multi-trave con profili laminati o saldati,
  • travi a cassone o trave reticolare con profili aperti o chiusi e qualunque sia il sistema scelto, la struttura può sempre essere prefabbricata in officina.

L’altezza del nuovo sistema strutturale risulta sempre minore di quello esistente in c.a.p. o calcestruzzo, questo è reso più evidente nelle soluzioni di travi continue, sistemi ottimi per l’acciaio. Nel caso di ponti che attraversano i corsi d’acqua, questo è un risultato molto importante perché diviene possibile alzare il franco navigabile aprendo il tratto a imbarcazioni maggiori di quelle previste inizialmente per il ponte esistente.

Tra le gamme qualitative di prodotti in acciaio, per uso strutturale, rientrano:

  • acciai non legati, a grano fine allo stato normalizzato,
  • laminazione termomeccanica, con resistenza migliorata alla corrosione,
  • inox e duplex.

I manufatti in carpenteria metallica sono realizzati totalmente in officina e coperti di marcatura CE con ampia disponibilità di acciaio prodotto nel nostro Paese. Un’officina media processa circa 1.000 tonnellate al mese dall’approvvigionamento delle materie prime.

Per luci minori, i manufatti arrivati in cantiere vengono assemblati completamente a “terra” e poi posizionati sugli appoggi in calcestruzzo armato, ma per ponti con luci elevate e per schemi statici di travi su più appoggi la carpenteria metallica viene posizionata campata per campata in avanzamento, con tempi di varo modesti, caratteristica tipica di tutte i manufatti prefabbricati.

Leggi il documento completo di Fondazione Promozione Acciaio

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