Le fasi di costruzione e di tesatura del ponte Riva Trigoso

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LE FASI DI COSTRUZIONE E DI TESATURA

DEL PONTE RIVA TRIGOSO

L’OPERA, SITUATA NELLA FRAZIONE DI SESTRI LEVANTE (GE), ATTRAVERSA IL TORRENTE PETRONIO IN PROSSIMITÀ DELLA SUA FOCE, COLLOCANDOSI QUINDI IN UN’AREA DI INTERESSE PAESAGGISTICO E TURISTICO

DESCRIZIONE DELL’OPERA

Il nuovo ponte sul Petronio, inaugurato nell’Aprile 2017, è un ponte ad arco a via inferiore il cui impalcato serve un tracciato stradale ad asse rettilineo con larghezza della carreggiata di 7,95 m e una passerella pedonale di larghezza 3 m. La luce tra gli appoggi è pari a 53,6 m. Il progetto rientra nel piano di riqualificazione urbana del fronte mare di Riva Trigoso, realizzata nell’ambito dei Fondi FAS 2007-2013. Le strutture portanti principali sono date da una trave a sezione scatolare esagonale irregolare (inscrivibile in un rettangolo di 2,7x1,9 m) connessa all’arco dai pendini, e da una trave di bordo di sezione trapezoidale (0,5x0,9 m); questi elementi longitudinali sono tra loro connessi da traversi di sezione a “I” dotati di pioli Nelson per garantire la collaborazione con la soletta in calcestruzzo gettato in opera. L’arco è costituito da una sezione variabile a parallelogramma (da 1x0,6 m in sommità a 1,4x1,4 m alle reni) e ha un’altezza in chiave di 8 m. La passerella pedonale è formata da una sezione a tubo corrente centrale (CHS 355,6x12,5) e da una serie di mensole (travi saldate ad “I” di altezza variabile) che sostengono il piano di calpestio; il collegamento alla struttura del cassone esagonale principale avviene con delle ulteriori mensole di appoggio e la passerella non fornisce quindi rigidezze aggiuntive alla struttura ad arco principale.

1. La pianta del ponte

PONTI AD ARCO

2. Il prospetto del ponte

3. La sezione tipica del ponte

LE FASI DI COSTRUZIONE

Le fasi di costruzione dell’opera sono state suddivise come segue: • assemblaggio a terra dell’intera struttura in acciaio dell’impalcato e dell’arco; • sollevamento di tutto l’impalcato e posizionamento con gru; • regolazione delle quote di appoggio e installazione degli apparecchi d’appoggio; • installazione dei pendini con una prima fase di tesatura; • posa delle lastre predalles, delle armature e getto della soletta; • posa della sovrastruttura stradale; • controllo delle tensioni nei pendini e ritesatura finale. La fase (a) ha comportato l’assemblaggio con sollevamenti standard dei singoli elementi e la saldatura in un’area di montaggio sulla sponda Est del Petronio (Figura 4). Il sollevamento ha visto l’impiego di una singola gru cingolata di capacità massima 400 t connessa all’impalcato con un canestro a quattro funi di lunghezza di circa 25 m (Figura 5). Per quest’operazione si è resa necessaria la saldatura di golfari provvisori e il rinforzo locale delle saldature di progetto delle travi nelle zone di attacco delle funi di sollevamento, soggette a concentrazione di sforzi. Al completamento del posizionamento sugli apparecchi d’appoggio, i pendini sono stati installati e tesati agendo sul capo-corda regolabile all’estremità inferiore, dotato di due barre filettate che hanno permesso un’agevole regolazione. La sequenza da applicare è stata calcolata con una procedura di ottimizzazione delle fasi di tesatura, al fine di minimizzare il numero di operazioni su ciascun pendino. Terminati il getto della soletta e la posta della sovrastruttura stradale, è stato eseguito il controllo topografico finale per la geometria e il controllo delle forze di trazione di ciascun pendino per eseguire eventuali regolazioni al fine di garantire l’esatto raggiungimento dei valori di progetto. I pendini non hanno tuttavia richiesto ritesature significative, a validazione della bontà della procedura di calcolo per le fasi di tesatura.

IL CALCOLO DELLE FASI DI COSTRUZIONE

Il calcolo e la verifica della struttura durante tutte le fasi di costruzione sono stati eseguiti con l’utilizzo del software SOFiSTiK FEA della tedesca SOFiSTiK AG. Le fasi che hanno richiesto il maggiore approfondimento sono state il sollevamento e l’ottimizzazione della tesatura dei pendini. Per la simulazione del sollevamento, l’intero impalcato, modellato in elementi beam, è stato vincolato in maniera isostatica dalla presenza delle sole quattro funi.

4. La fase di assemblaggio 5. La fase di sollevamento

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6. Il pendino e il capocorda tipico

7A e 7B. Il modello FEM nelle fasi delle tesature

Le verifiche hanno riguardato i golfari di sollevamento, la saldatura dei medesimi e gli effetti locali sulla struttura (mediante modellazione di dettaglio a elementi shell), le verifiche locali di resistenza elastica e le verifiche di instabilità locale e globale. La medesima procedura di verifica è stata applicata alla condizione di semplice appoggio in assenza di pendini, al termine del posizionamento del ponte. Mediante l’ausilio del post-processore integrato in SOFiSTiK è stato possibile avviare la verifica automatica delle membrature secondo Normativa (NTC08), in entrambe le suddette fasi transitorie. Il calcolo delle fasi di tesatura ha visto sfruttare inoltre una funzionalità avanzata implementata nel codice di calcolo SOFiSTiK e in particolare nella funzionalità del CSM (Construction Stage Manager), utilizzata per l’ottimizzazione delle tesature dei pendini, modellati con elementi cable. In questo caso, l’obiettivo era quello di ridurre il numero di passaggi di tesatura nei pendini (ovvero una riduzione dei tempi e dei costi dedicati a quest’operazione), rispettando i vincoli geometrici della deformata della struttura e i vincoli tensionali sui pendini. L’ottimizzatore con gli strumenti di SOFiSTiK consente due tipologie di analisi:

• analisi lineare della struttura e calcolo del valore di progetto delle tensioni dei cavi/pendini in fase di esercizio, ricavando un fattore ottimo da applicare ad ogni tesatura (casi di carico variabili) avendo impostato una condizione obiettivo e un numero di restrizioni (spostamenti e/o sollecitazioni) pari al numero delle suddette incognite; • analisi non-lineare della struttura con processo di ottimizzazione iterativo; questo caso corrisponde a quanto analizzato. I vincoli sono stati impostati sullo spostamento di punti di controllo sulla trave principale (nodi connessi ai pendini) e sulla tensione nei 8. Il modello FEM nella fase pendini relativamente ai valori di progetto. del sollevamento

CONCLUSIONI

La sequenza di calcolo ottenuta al termine del processo iterativo di ottimizzazione in SOFiSTiK ha consentito di prevedere una soluzione con solo uno o due passaggi di tesatura come illustrato nelle Figure 9A e 9B. Le operazioni in cantiere hanno dato riscontro positivo al progetto di montaggio del ponte e i valori teorici previsti dal calcolo hanno avuto una differenza inferiore al 5% rispetto ai valori reali di tesatura dei pendini misurati con la strumentazione in cantiere. n (1) Ingegnere, Titolare dello Studio di Progettazione Ing. Rizzo 9A e 9B. Le tensioni non lineari nella sezione in classe 4 nella fase del sollevamento (9A) e del posizionamento (9B)

DATI TECNICI

Stazione Appaltante: Comune di Sestri Levante Contraente Generale: ATI composta da MAEG SpA e Grandi Opere Italiane Srl Progetto esecutivo: ITEC Engineering Srl RUP: Ing Annalisa Fresia Direzione dei Lavori: Ing. Vallarino Roberto Responsabile Sicurezza: Ing Salvestri Cristian Direzione di Cantiere: Ing Fabbi Carlo Esecutori dei Lavori: ATI composta da MAEG SpA e Grandi Opere Italiane Srl Subappaltatori: Bridge Srl Fornitura e tesatura dei pendini: Redaelli SpA Importo dei lavori: 1.320.867,58 Euro Data di consegna: Settembre 2015 Data di ultimazione: Aprile 2017