Progettazione di opere d arte nell ambito dei grandi interventi infrastrutturali. Ing. Lucio Ferretti Torricelli Ing. Alessandra Marchiondelli

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1 Progettazione di opere d arte nell ambito dei grandi interventi infrastrutturali

2 Concept 1956 Progetto GREEN-FIELD Realizzazione Esercizio/manutenzione 2013 Upgrading/retrofitting BROWN-FIELD Dismantling Ponti e viadotti tot attraversamenti 3,064 opere 385 km sviluppo lineare

3 1 INTRODUZIONE 2 Progettazione di opere d arte maggiori in linea 2.1 Intervento «green field»: A1 - «Variante di Valico» 2.2 Intervento «brown field»: A14 - «Adriatica» - Ampliamento alla III corsia 3 Opere d arte d attraversamento 3.1 Opere per viabilità interferite

4 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO tot. length (m) bridge lengths Reno Lama di setta Vado Campolungo Quercia Rio Elle Casino Rioveggio Pian di Setta Lagaro Sparvo Molino di Setta Badia Nuova Setta I Setta II Casaglia South Bollone Navale South Fiumucello South Aglio Lora Sieve Opere maggiori di linea (ponti/viadotti) 22 Sviluppo complessivo in viadotto: Tot km Lunghezza complessiva 100 => 1150 m Larghezza piano viabile => m Luce massima campata 148 m Altezza massima dal suolo 90 m

5 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO OBIETTIVI Economicità Affidabilità strutturale Durabilità Inserimento nel territorio CONSTRAINTS Morfologia del territorio complessa Condizioni Geotecniche difficili Sismicità Accessibilità dei luoghi limitata Sincronizzazione Time schedule lavorazioni viadotto/galleria SOLUZIONI PROGETTUALI Campate di luce medio-elevata (da 60 m a 150 m) Schema iperstatico di trave continua Adozione di fondazioni profonde (pozzi) Utilizzo di dispositivi sismici o schemi statici speciali Adozione di tecniche di varo speciali

6 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Impalcati per luci medie 60 => 120 m Highlights Deck in struttura composta acciaio-cls Cassone equivalente, (bracing orizzontale) Rapporto medio luce/altezza 1/22 Giunzioni principali saldate P.P.

7 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Tipologie di sostegno per luci medie 60 => 120 m PILE SPALLE

8 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Fondazioni tutte le opere Sottofondazione a pozzo armato / debolmente armato

9 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Sistemi di varo luci medie vantaggi: - estrema sicurezza nelle operazioni - velocità di assemblaggio/varo - assenza interferenze con il suolo Varo frontale incrementale (spinta) limiti: - geometria tracciato - lunghezza complessiva opera - necessaria attrezzatura specifica viadotto Casaglia: L varo > 600 m viadotto Navale: L camp. > 120 m

10 vantaggi: - metodologia semplice - limitate attrezzature specifiche Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Sistemi di varo luci medie Varo con autogru «classico» limiti: - peso dei conci - accessibilità al suolo - realizzazione unioni in quota

11 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Luci alte 130 => 150 m Highlights Deck a cassone unicellulare, gettato in opera Larghezza soletta => 21 m Post tensione longitudinale trasversale verticale Utilizzo sistematico di calcestruzzo autocompattante (s.c.c.) Sistema di varo concepito assieme alla struttura PONTE SUL RENO VIADOTTO AGLIO

12 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Reno river

13 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Sistema di varo frontale a spinta Highlights Varo incrementale di conci da 45 m Lunghezza totale di varo 574 m Peso complessivo impalcato varato kn Spinta massima di varo kn Produzione a regime: 1 concio (45m)/10gg

14 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Pile speciali

15 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Sistema di varo balanced cantilever Highlights Varo bilanciato di conci da 3.4 => 4.5 m Luce libera cantilever 74 m Produzione a regime: 1 coppia di conci/settimana Vallata incisa e pendii instabili Area poco accessibile Terreno scadente

16 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Viadotto aglio 90 m

17 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Protezione sismica Criteri guida: Bologna Riferimento progettazione su ENV1998 (1994) Pericolosità sismica definita da specifico studio (S.G.I. 98), Aderente a nuova mappa pericolosità 2003 Firenze Obbiettivo: Garanzia di piena operatività dell opera anche a seguito di evento catastrofico.

18 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Protezione sismica ponti di luce medio alta Shock trasmitter Shock transmitter Modifica dello schema di vincolo durante l evento Pile alte e regolari Opere lunghezza elevata Molti sostegni Isolatore elastomerico Friction pendulum Isolamento + dissipazione Pile basse / irregolari Opere lunghezza non elevata Dissipatore visco-elastico Dissipatore elasto-plastico Dissipazione Opere lunghezza media (*) (*) A seconda della tipologia può essere necessario il ricentraggio della struttura e/o la sostituzione delle apparecchiature a seguito dell evento.

19 Green Field - AUTOSTRADA A1 - VARIANTE DI VALICO Protezione sismica ponti di grande luce Basata essenzialmente sulle risorse intrinseche dello schema statico Coadiuvata da apparecchiature speciali (STU)

20 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica 20 Obiettivi: Ampliamento alla terza corsia RN Nord - Ancona Riqualificazione tracciato ed elementi marginali Adeguamento ai nuovi criteri normativi (nuovi modelli di carico) Adeguamento sismico (O.P.C.M. 3274/2003) Caratteristiche delle opere: Opere risalenti agli anni 60 Schema statico a trave in semplice appoggio, L max < 35m Deck a grigliato di travi e traversi, in c.a.p./c.a. Pile a telaio Fondazioni su pali di piccolo diametro Principali vincoli/criticità: Assenza di qualsiasi accorgimento inerente la resistenza sismica Deficit generalizzato fondazioni e strutture si spalla Necessità di operare con minime ripercussioni sull esercizio

21 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Upgrading e retrofitting di opere esistenti Analisi storico-critica dello stato di fatto Elaborati progettuali originali Esame libretto di manutenzione dell opera Studio degli interventi di rinforzo Analisi e verifiche di sicurezza Esercizio (U.L.S.) Fase sismica analisi push over analisi statica non lineare Identificazione deficit strutturali Crisi elementi impalcato/sottostrutture sotto carichi d esercizio (U.L.S.) Perdita d appoggio (Sisma) Crisi elementi duttili/fragili (Sisma) Criteri (strategie) di intervento Individuazione interventi tipologici incremento duttilità incremento resistenza

22 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Progettazione ampliamento - impalcato Ampliamento dell impalcato Travate metalliche in acciaio Autoprotetto Coppelle prefabbricate in c.a./lastra nervata

23 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Progettazione ampliamento - impalcato Inghisaggio armature nella soletta esistente Collegamento a livello della soletta Completamento dell armatura di soletta

24 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Progettazione ampliamento - pile Ampliamento delle pile Chiodature di collegamento

25 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Adeguamento Sismico sistema di vincolo Inserimento di stoppers longitudinali e trasversali (tutte le opere) Vista in pianta

26 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Adeguamento Sismico miglioramento duttilità fasciatura con tessuto in fibre di carbonio (CFRP) Ovalizzazione della sezione mediante un getto in calcestruzzo non armato Opere con forte irregolarità Detailing insufficiente Fasciatura con tessuto in CFRP

27 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Adeguamento Sismico adeguamento fondazioni Incremento capacità del sistema Riduzione controllata della resistenza del fusto

28 Brown Field - AUTOSTRADA A14 - Adriatica Adeguamento Sismico adeguamento spalle Spalle a gravità Spalle non armate

29 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite Stato dell arte MONOCAMPATA Schema isostatico in semplice appoggio sulle spalle Sfruttamento non ottimale e disuniforme delle sezioni A DUE CAMPATE Schema 2 campate trave Migliore sfruttamento delle sezioni (trave continua) Presenza della pila in spartitraffico problemi sicurezza utenza A TRE CAMPATE Schema a 3 campate Maggiore onere indotto dalla presenza delle campate di riva Necessario accurato bilanciamento campate di riva, nello schema iperstatico Schema isostatico meno efficiente (presenza di giunti e articolazioni)

30 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite 30 Temi chiave per lo sviluppo soluzioni ottimizzate individuazione di soluzioni strandardizzate in funzione di : luce di scalvalco (3 / 4 corsie) ampiezza viabilità intereferente minimizzazione interferenze con l esercizio varo da effettuarsi in una sola chiusura notturna getto soletta da effettuarsi in chiusura limitata alta efficienza fase d esercizio fase sismica durabilità/manutenibiltà soluzioni modulari, basate su impalcati in struttura composta acciaio calcestruzzo Peso e dimensioni assieme metallico contenuto, per ragioni di movimentazione Adozione di lastre metalliche con funzione di cassero, per il getto della soletta Studio di schemi statici alternativi

31 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite 31 Arrangiamento campate => singola campata / 3 campate Luci => 38 m / m per scavalco di 3+3 / 4+4 corsie Single span Three span Type L1 [m] L2 [m] End/inner span ratio : 0.5 => 0.7 Deck in struttura composta acciaio/calcestruzzo Grigliato bitrave Grigliato 4 travi, con bracings orizzontali (doppio cassone) per ampiezze soletta fino a 5.40 m per ampiezze 9 m => 13.5 m A [m] H [m] B [m] C [m] N. beams / (*) / (*) / (*) (*) Double box

32 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite Ponti a schema integrale Caratteristiche, pregi e difetti Granular backfill Deck-Abutment connection Bridge deck Transition slab Comportamento a telaio Assenza di giunti ed appoggi Forte interazione terreno-struttura Integrazione impalcato - spalla Migliore sfruttamento delle sezioni e dei materiali Migliore performance in fase sismica Strutture di spalla più leggere Vantaggi economici e maggiore durabilità Migliore comfort per l utenza Maggiore complessità (analisi non lineare) Possibili problemi fessurazione manto Detailing complesso (zona di connessione) Integral Decreasing of bending moment in central zone of deck Flexible abutment-pile wall Abutment walls Pile walls Foundation soil Better exploitation of end zones Traditional % 6.45 % % 4.38 % Deck 38.3 % Abutments 57.3% Accesssories Deck Abutments Accesssories

33 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite CV SVINCOLO DI GATTEO RUBICONE (A14) 50.0

34 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite CV SVINCOLO DI GATTEO RUBICONE (A14)

35 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite CV SVINCOLO DI GATTEO RUBICONE (A14) Completamento dell armatura della zona di nodo tra impalcato e spalla Completamento dell armatura di soletta

36 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite CAVALCAVIA DELLO SVINCOLO DI GATTEO (A14) PIANO DI MONITORAGGIO Barre estensimetriche sulle flange delle travi Celle di pressione Distanziometro laser Barre estensimetriche sulle flange delle travi Mira riflettente per distanziometro Barre estensimetriche sulle flange delle travi Celle di pressione Temperature gauge Temperature gauge Estensimetro sub-orizzontale ad aste Inclinometro Inclinometro Estensimetro sub-orizzontale ad aste Barre estensimetriche Estensimetro sub-orizzontale ad asta Misuratori di deformazione Inclinometro Misuratore di rotazione Distanziometro laser Misuratore di distanza Celle di pressione Misuratore di pressione Temperature gauge Misuratore di temperatura

37 GREEN FIELD / BROWN FIELD Viabilità Interferite

38 Grazie per l attenzione!