Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo

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1 Tecnologie avanzate per la progettazione di infrastrutture in aree ad alto rischio sismico e idrogeologico Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo Luigino Dezi Sala A Padiglione ottobre ore Dip.to Ingegneria Civile, Edile e Architettura Università Politecnica delle Marche

2 Contenuti Ponti esistenti Crolli e danni prodotti dai fiumi in piena Interventi in fondazione Ponti di nuova costruzione Prescrizioni normative Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 2

3 Contenuti Ponti esistenti Crolli e danni prodotti dai fiumi in piena Interventi in fondazione Ponti di nuova costruzione Prescrizioni normative Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 3

4 Crolli e Danni Ponte sul Torrente Baganza, Parma (2014) Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 4

5 Crolli e Danni Ponte sull Arno, Pisa (Feb 2014) 5 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 5

6 Ponte sul torrente Piomba, Teramo (2011) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 6 6

7 Crolli e Danni Lo scalzamento delle fondazioni 7 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 7

8 Ponte di Carasco nel Tigullio, Liguria (Ott 2013) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 8 8

11 Piena Salinello, Val Vibrata, Abruzzo (Nov 2013) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 11 11

12 Crolli e Danni Ponte a Nuoro (Nov2013) 12 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 12

13 Ponte di Norgheri, Oliena(Nuoro) (Nov 2013) Crolli e Danni 13 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 13

14 Crolli e Danni Ponte di Norgheri, Oliena(Nuoro) (Nov 2013) 14 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 14

15 Ponte di Rubbianello, Marche (AP/FM) (Dic 2013) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 15

16 Crolli e Danni Ponte sul torrente Uria Sellia, Monterubbiano, Marche (FM) (Dic 2013) Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 16

17 Ponte sul torrente Cesano, Marche (AN/PU) (Gen 2011) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 17

18 Ponte sul torrente Cesano, Marche (AN/PU) (Gen 2011) Crolli e Danni Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 18

19 Interventi in fondazione Ponti esistenti Crolli e danni prodotti dai fiumi in piena Interventi in fondazione Ponti di nuova costruzione Prescrizioni normative Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 19

20 Interventi in fondazione Ponte di Scisciano, Maiolati- Ancona ( Crollo 1996) Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 20 20

21 Interventi in fondazione Intervento di ricostruzione archi in muratura (1998) 14,4 15,5 15,5 15,5 15,5 14, FIUME ESINO S2 P5 P4 10,0 10,0 10,0 10,0 P3 P2 P1 S1 14,4 15,5 15,5 15,5 15,5 14,4 FIUME ESINO Diaframmi S2 P5 P4 P3 P2 P1 S1 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 21

22 Interventi in fondazione Arco Muratura in mattoni pieni a 2 teste Zattera pila Diaframma s = 60 cm Nucleo pila in C.A. Muratura in mattoni pieni a 2 teste Diaframma s = 60 cm Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 22

23 Interventi in fondazione Intervento di ricostruzione archi in muratura (1998) Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 23 23

24 Interventi in fondazione Piena 2014 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 24 24

25 Interventi in fondazione Ponte sul Tronto, Spinetoli(AP/TE) (Dic 2013) Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 25

26 Interventi in fondazione 21,00 21,00 Profilo terreno rilevato dall'autorità di Bacino nel Profilo terreno rilevato dall'ex genio Civile nel gennaio intervento di sottofondazione: 12 pali F 400 disposti sul perimetro della zattera e intestati sulla formazione argillosa Cordolo di sommità collegato alla fondazione esistente con barre di armatura Nel 2006 a seguito della rottura della brigliaa valle del ponte si èverificato l abbassamento dell alveo con scalzamento dei plinti di fondazione. Nel gennaio 2007il ponte fu chiuso al traffico in attesa di un secondo intervento di sottofondazione. Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 26

27 Interventi in fondazione Ponte sul Tronto (Gen 2007) 27 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 27

28 Interventi in fondazione 28 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 28

31 PARTICOLARE INTERVENTO TIPO SULLA PILA Interventi in fondazione Intervento di sottofondazione dopo l abbassamento dell alveo (Gen 2007) CORDOLO IN C.A. CORDOLO IN C.A. Getto di riempimento in cls AUTOCOMPATTANTE Rck 30 Mpa (circa 105 mc) PIANTA PALANCOLE E MICROPALI FORMAZIONE IN POSTO PALANCOLE L=4-5 m Larghezza 60 cm, Sp. 1 cm Peso 124 Kg/m Micropali VALVOLATI Ø 114,3 sp=8 Foro Ø 160 L=12 m FORMAZIONE IN POSTO PALANCOLE L=4-5 m Larghezza 60 cm, Sp. 1 cm Peso 124 Kg/m 12 PALANCOLE L = 5 m Larghezza 60 cm, Sp. 1 cm Peso 124 Kg/m SOLO PER LE PILE 2 e 3 Intervento 1 Fase: Palancolecon cordolo di sommità e getto di cls autocompattante 46 PALANCOLE L = 4 m Larghezza 60 cm, Sp. 1 cm Peso 124 Kg/m Intervento di 2 Fase: MICROPALO VERTICALE Sottofondazione con micropali (non realizzato) MICROPALO CON INCLINAZIONE 8 (14%) SULLA VERTICALE MICROPALO CON INCLINAZIONE Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 31 31

32 Interventi in fondazione Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 32 32

33 Prescrizioni normative Ponti esistenti Crolli e danni prodotti dai fiumi in piena Interventi in fondazione Ponti di nuova costruzione Prescrizioni normative Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 33

34 NTC 2008: Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni Cap. 5: Ponti Prescrizioni normative CompatibilitàIdraulica: «Quando il ponte interessa un corso d acqua naturale o artificiale, il progetto dovrà essere corredato da una relazione idrologica e da una relazione idraulica riguardante le scelte progettuali, la costruzione e l esercizio del ponte» «Di norma il manufatto non dovrà interessare con spalle, pile e rilevati il corso d acqua attivo e, se arginato, i corpi arginali. Qualora eccezionalmente fosse necessario realizzare pile in alveo, la luce minima tra pile contigue, misurata ortogonalmente al filone principale della corrente, non dovrà essere inferiore a 40 m. Soluzioni con luci inferiori potranno essere autorizzate dall Autorità competente, previo parere del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.» Quota idrometrica e franco idraulico: valutati per una piena di progetto con periodo di ritorno non inferiore a 200 anni. Franco sottotrave e distanza fondo alveo e sottotrave: si deve tener conto del trasporto solido e del materiale galleggiante Protezione fondazioni di pile e spalle in alveo Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 34 34

35 Prescrizioni normative Leon Battista Alberti nel «De re aedificatoria»(1450): Non modificare molto il regime delle acque Assicurare fondamenta solide e robuste Sottrarre le fondamenta all azione dei vortici e degli scalzamenti Di norma nei ponti esistenti: Asse del ponte in rettifilo Attraversamenti ortogonali alla corrente Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 35 35

36 Criteri di progetto Ponti esistenti Crolli e danni prodotti dai fiumi in piena Interventi in fondazione Ponti di nuova costruzione Prescrizioni normative Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 36

37 Criteri di progetto L = m L > 80 m > 40 m > 40 m L > 120 m > 40 m > 40 m > 40 m Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 37

38 Criteri di progetto L < 80 m > 40 m < 40 m < 40 m L < m > 40 m < 40 m Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 38

39 Ponte sul Chienti, Tolentino (MC) Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 39 39

40 Criteri di progetto 12,50 65,00 12,50 6,77 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 40 40

41 Criteri di progetto 12,50 65,00 12,50 6, Var. da 320 a Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 41 41

42 Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 42 42

43 Ponte sul Cesano, Marche (AN/PU) (Progetto) Criteri di progetto S1 100,90 29,45 42,00 29,45 P1 P2 S2 LIVELLO MASSIMA PIENA PROTEZIONE PILA CON MASSI NATURALI D 50= 0,80 m 25,00 FOND. A POZZO (N.6 PALI Ø1000) L=25 m FOND. A POZZO (N.6 PALI Ø1000) L=25 m 25,00 Fondazioni a pozzo realizzate con n 6 pali Φ1000 intersecati Impalcato appoggiato su isolatori scorrevoli a superfici curve Protezione degli argini e delle pile con massi naturali Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 43 43

45 Criteri di progetto Modellazione Analisi sismica a) Analisi sismica su un modello semplificato del complesso fondazione-struttura, assumendo per i pozzi uno schema alla Winkler(eventualmente con rigidezza variabile con la profondità) b) Risposta sismica locale e interazione dinamica terreno-pozzostrutturacon metodi piùavanzati, tenendo della caratterizzazione dinamica del deposito (profilo delle V s ) Analisi in presenza di scalzamento/scavo Modello semplificato (trave di Winklerper i pozzi) sotto le azioni dei carichi mobili e del vento. Nella combinazione sismica si dovrebbe tener conto dell abbassamento dell alveo Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 45 45

46 Criteri di progetto SISMA Modello (con scalzamento di 4 m) 4 m ISOLATORI SU SLITTA LONGITUDINALE ISOLATORI A SCORRIMENTO A SUPERFICIE CURVA Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 46 46

47 Criteri di progetto SISMA Modello (con scalzamento di 4 m) SISMA 4 m K = 20 kg/cm 3 K = 2 kg/cm 3 0,00 ISOLATORI SU SLITTA LONGITUDINALE ISOLATORI A SCORRIMENTO A SUPERFICIE CURVA Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 47 47

48 Criteri di progetto SISMA Modello (con scalzamento di 4 m) SISMA 4 m VENTO K = 20 kg/cm 3 K = 2 kg/cm 3 0,00 ISOLATORI SU SLITTA LONGITUDINALE ISOLATORI A SCORRIMENTO A SUPERFICIE CURVA Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 48 48

49 Sistema di protezione degli argini e delle pile Criteri di progetto Pianta e sezione della protezione in massi naturali attorno alle pile Prof. A. Mancinelli Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 49 49

50 Criteri di progetto Campo di vorticità [1/s] Prof. A. Mancinelli Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 50 50

51 Criteri di progetto Tensioni tangenziali al fondo [N/m 2 ] Prof. A. Mancinelli Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 51 51

53 Ponte Santa Caterina - SS 13 «Pontebbana» Criteri di progetto SPA 222 m 25 m P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 SPB Progetto: Technital Prof. Dezi 53 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 53

54 Criteri di progetto Nuovo Ponte Santa Caterina SPA 50,0 70,0 P1 240,0 70,0 50,0 P2 P4 SPB 22 m 6 pali Ø m 22 m FELLA Progetto: Technital Prof. Dezi 54 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 54

55 Criteri di progetto 6 pali Ø1200 Ø 3,2 12,9 7,0 4,5 5,2 Camicia di protezione in acciaio Impalcato sismicamente isolato (isolatori elastomerici) Protezione della fondazione 6 pali Ø1200 Fondazione a «pozzo» (pali secanti) 3,2 Camicia di protezione in acciaio 22,0 barre Ø20 Plinto di raccordo Progetto: Technital Prof. Dezi 55 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 55 3,6 Il diametro del pozzo ècirca uguale a quello della pila. La profondità di scalzamento si riduce notevolmente.

56 Criteri di progetto Progetto: Technital Prof. Dezi 56 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 56

57 Criteri di progetto Pile e isolatori elastomerici Progetto: Technital Prof. Dezi 57 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 57

59 Ponte sull Adda SS 415 «Paullese» Criteri di progetto FIUME ADDA Progetto: Technital Prof. Dezi Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 59 59

60 Criteri di progetto Inclinazione corrente di Soglia in massi ciclopici e clsl~8 m Progetto: Technital Prof. Dezi 60 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 60

63 Criteri di progetto Ponte ad arco in muratura (1896) 5 campate da x 31m Progetto: Technital Prof. Dezi 63 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 63

64 Soglia in massi ciclopici a valle del ponte in muratura Criteri di progetto Progetto: Technital Prof. Dezi 64 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 64

65 Criteri di progetto Interventi di consolidamento delle fondazioni con aumento dell ingombro e progressivo abbassamento del fondo Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 65 65

66 Ponte in cap(1985) -Luci m (L=205m) Pile sottili su pozzi affioranti di 10 m di larghezza Criteri di progetto Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 66 66

67 Criteri di progetto Ponti esistenti 55,00 93,00 55,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 67 67

68 Criteri di progetto Inserimento nuovo ponte 55,00 93,00 55,00 50,00 160,00 50,00 31,00 31,00 31,00 31,00 31,00 Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 68 68

69 Criteri di progetto Grazie per l attenzione Manutenzione e Progettazione di Ponti con Pile in Alveo - Prof. Ing. Luigino Dezi 69 69