La demolizione del viadotto Polcevera

ponti&viadotti Alberto Goio(1)

LE PROCEDURE ADOTTATE PER LA DECOSTRUZIONE E LO SMONTAGGIO DELL’OPERA: LE FASI PROPEDEUTICHE DI MESSA IN SICUREZZA E IL COLLAUDO DELLE STRUTTURE RESIDUE PER GARANTIRE MASSIMA SICUREZZA E STABILITÀ

Gli interventi di demolizione di strutture complesse richiedono un impegno progettuale notevole, perché spesso ci si confronta con manufatti concepiti molti anni fa con Normative differenti rispetto alle attuali, caratteristiche dei materiali specifiche dell’epoca e uno stato di conservazione non sempre ottimale. Il caso particolare della demolizione del viadotto Polcevera, una delle massime espressioni della capacità progettuale dell’ingegneria italiana nel campo delle strutture in calcestruzzo armato precompresso, riguarda un’opera estremamente resistente, concepita per sopportare carichi elevati, ma allo stesso tempo intrinsecamente fragile. Questa fragilità, dovuta agli schemi strutturali adottati dall’Ing. Riccardo Morandi, si è manifestata in modo nefasto con il crollo parziale della struttura avvenuto il 14 Agosto 2018, determinando nelle strutture superstiti una situazione di equilibrio statico anomalo e potenzialmente a rischio. Conseguentemente, la procedura adottata per la decostruzione e lo smontaggio di tale manufatto ha dovuto considerare fasi propedeutiche di messa in sicurezza e test funzionale delle strutture residue per garantire che in ogni istante le lavorazioni avvenissero in condizioni di massima sicurezza e stabilità. Al momento dell’inizio lavori, il viadotto si trovava diviso in due tronconi distinti con peculiarità strutturali diverse. A ponente il viadotto era costituito da una serie di otto pile, con colonne inclinate a forma di V incastrate alla base con lunghezza media di 36 m e altezza di 45 m reggenti elementi prefabbricati post-tesi in semplice appoggio tra una pila e l’altra (tamponi). A levante erano presenti due sole grandi pile strallate con campate a sbalzo, lunghezza complessiva di circa 180 m e altezza totale di 90 m in cima all’antenna porta-stralli, anch’esse collegate tra di loro da un tampone in semplice appoggio. Al fine di identificare lo stato di sollecitazione postincidentale e le residue capacità resistenti, l’intera opera è stata modellata agli elementi finiti e calcolata in tutte le sue fasi temporali dalla costruzione al crollo fino alla rappresentazione di tutti gli step intermedi dello smontaggio previsto a progetto.

1. Vista complessiva del cantiere

2. La calata del tampone 11 tra le due pile a levante

Sono stati valutati gli effetti reologici della post-compressione e sono stati ipotizzati gli stati di decadimento prestazionale dovuti al degrado per la prolungata esposizione agli agenti atmosferici. I modelli sono stati validati mediante prove in situ e i risultati sono stati confrontati con i dati iniziali del progetto originale e con le valutazioni di altri studi effettuati durante la vita del viadotto nel corso dei successivi interventi manutentivi. Operativamente, in risposta a quanto emerso dai calcoli, si è provveduto a ripristinare l’equilibrio delle strutture superstiti che in seguito al crollo si sono trovate a sopportare carichi fortemente asimmetrici a causa della mancanza degli elementi strutturali crollati. Tale operazione è stata resa possibile applicando forze esterne mediante apposite strutture ausiliarie azionate da strand jack in grado di movimentare funi in acciaio in controllo di forza e spostamenti al fine di applicare nei punti non equilibrati le corrette azioni necessarie. Nello specifico, a ponente è stato applicato un carico di 300 t sullo sbalzo di levante (lato del crollo) operando tramite gli strand jack il sollevamento di una zavorra appositamente approntata a terra. A levante, invece, sono state erette tre coppie di torri tralicciate alte 50 m, dotate anch’esse di strand jack, con la funzione di sollevare coppie di travi di contrasto che, una volta portate a contatto con l’intradosso dell’impalcato, forniscono sostegno agli sbalzi nel punto di attacco degli stralli riequilibrandone il tiro e le condizioni di carico. Si è quindi proceduto con le prove di carico, rilevando le deformazioni della struttura al passaggio di mezzi pesanti radiocomandati a distanza (SPMT), simulanti i futuri carichi a cui verranno sottoposte le strutture durante le fasi di smontaggio.

4. Lo smontaggio dell’impalcato della pila 5 a ponente DEMOLIZIONI

3. La fase di messa in sicurezza delle pile a levante

5. Le pile di levante e le strutture ausiliarie

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LE FASI DI DEMOLIZIONE

Terminate le fasi di messa in sicurezza e test funzionale, sono iniziate le vere e proprie fasi di demolizione. A ponente, si è provveduto allo smontaggio pezzo di otto pile e relativi tamponi attraverso la decostruzione chirurgica in quanto si dovevano salvaguardare importanti impianti industriali. Una volta tagliati in simultanea gli appoggi ai due estremi, i tamponi vengono presi in carico da strand jack ad elevata portata gravanti su strutture metalliche operanti a sbalzo dalle pile (cantilever) alle quali sono ancorate. Tali elementi, di massa prossima alle 900 t, vengono quindi lentamente calati appesi a quattro funi in acciaio azionate da altrettanti strand jack ed appoggiati a terra in attesa di essere trasportati in aree di stoccaggio per essere poi demoliti. Rimossi i tamponi, si opera sulle pile praticando tagli longitudinali dei cassoni dell’impalcato lunghi circa 36 m con spessori di circa 3 m nei punti maggiori, con filo diamantato Tyrolit appositamente studiato per lavorazioni di calcestruzzo armato e sistemi elettroidraulici Tyrolit PPH 40 e SB generando tre grossi blocchi da rimuovere per mezzo di due gru cingolate con braccio tralicciato ad alta capacità (Terex TC-2800 e CC-2800). Tali mezzi, operando in parallelo, sono in grado di movimentare intere sezioni longitudinali di impalcato in porzioni di massa pari a circa 500 t ciascuno. Per quanto riguarda le colonne, si procede con modalità di taglio utilizzando sistemi a filo diamantato Tyrolit SK B elettrico particolarmente compatto e adatto a essere utilizzato su piattaforme aeree. Il dimensionamento dei blocchi è appositamente studiato

6A e 6B. La calata del tampone 8 a ponente 7. Lo smontaggio delle colonne delle pile di ponente

8. La movimentazione dei blocchi delle colonne

per essere facilmente movimentati e processati una volta a terra. Il successo dell’operazione è dovuto anche alle operazioni eseguite con sistemi di carotaggio al fine di ricavare forometrie d’imbrago e sistemi di taglio a disco FZ 4 per rimuovere parziali porzioni d’impalcato al fine di agevolare le operazioni di smontaggio chirurgico. Tutti i blocchi ricavati dal sezionamento delle pile vengono movimentati a terra mediante mezzi speciali di trasporto multi ruota (SPMT) in grado di trasportare in ogni direzione elementi con grandi masse e grandi dimensioni. Particolari procedure di sollevamento vengono adottate per le prime due pile e i due tamponi adiacenti all’uscita della galleria di ponente le quali, a causa della loro vicinanza con il gasometro e con il corso sottostante, devono essere sezionate in più parti o demolite direttamente in situ con mezzi meccanici frantumatori. Per quanto riguarda le due pile di levante, molto più alte e complesse di quelle di ponente poiché strallate e caratterizzate da grandi sbalzi, è stata condotta un’analisi comparata per due soluzioni possibili: lo smontaggio mediante calata e sollevamenti oppure demolizione tramite esplosivo con cinematismo di semiribaltamento controllato. Al termine di accurati ed approfonditi studi, questa seconda ipotesi è stata ritenuta la più sicura ed efficace. Essa è stata corredata di un dettagliato progetto di opere di mitigazione degli impatti di polveri, rumori e vibrazioni che possono generarsi durante l’evento. Gli edifici interferenti con le operazioni di demolizione vengono bonificati e demoliti con metodi tradizionali, operando da terra con escavatori dotati di apposite pinze e cesoie idrauliche in grado di frantumare il calcestruzzo e di tranciare gli elementi metallici, attuando una demolizione controllata di tutte le strutture fino a piano campagna.

DEMOLIZIONI

9. Il viadotto Polcevera a ponente

10. La calata del tampone 7 a ponente (interferenza con edificio Ansaldo) 11. La fase di taglio degli appoggi del cantilever con strand jack

Vengono quindi predisposte vasche d’acqua lungo l’impalcato che verranno fatte detonare durante il brillamento per creare un’atmosfera nebulizzata e vasche a terra disposte lateralmente al ponte lungo tutta la sua lunghezza, che saranno fatte detonare in seguito all’impatto a terra dell’impalcato per creare barriere d’acqua laterali a contenimento del flusso di polveri dovuto all’impatto. Vengono infine disposte delle sacche d’acqua appese in quota in corrispondenza dei punti minati che, investite dalle proiezioni di materiale esploso, forniscono il primo grado di abbattimento delle polveri direttamente alla fonte. Tutta l’area durante l’esplosione sarà costantemente umidificata con uso di cannon-fog e irrigatori. Al fine di attutire l’impatto col terreno, vengono predisposti a terra cumuli di materiale appositamente selezionato e testato per abbattere e smorzare nel più breve spazio possibile le vibrazioni sul terreno, preservando sottoservizi presenti in situ e salvaguardando le abitazioni presenti nel raggio più ravvicinato all’epicentro dell’esplosione. Tutte le operazioni descritte vengono effettuate rispettando i massimi standard di sicurezza e sempre in seguito a simulazioni numeriche al fine di evitare situazioni impreviste potenzialmente pericolose. Le tecniche, i macchinari e i sistemi di taglio adottati hanno dimostrato ottima affidabilità e permesso di rispettare i limiti di tempo delle lavorazioni di un impegnativo cronoprogramma, ma i risultati ottenuti - in un cantiere unico al mondo - sono merito non solo delle attrezzature approntate, ma anche della professionalità di tutte le Imprese e gli operatori coinvolti. n

(1) Ingegnere, Socio e Amministratore Delegato e Responsabile Calcolo Strutturale di IPE progetti Srl Le immagini sono soggette a copyright “2019 ATI Demolitori Ponte Morandi”

DATI TECNICI

Stazione Appaltante: Commissario Ricostruzione Genova Contraente Generale: ATI Demolitori composta da Fratelli Omini SpA, Fagioli SpA, Ireos SpA e IPE progetti Srl Project Manager: Ing. Manuel Capelli della Fagioli SpA Progetto preliminare, definitivo ed esecutivo: Ing. Alberto Iacomussi della IPE progetti Srl Assistenza alla progettazione: Ingg. Alberto Goio e Giulia Carzana della IPE progetti Srl Collaudo: n.a. RUP: Arch. Roberto Tedeschi Direzione dei Lavori: Ing. Alessandro Aliotta della Rina Consulting SpA Coordinatore per la Sicurezza in fase di progettazione: Arch. Giorgia Barbano della IPE progetti Srl Coordinatore per la Sicurezza in fase esecutiva: Ing. Emilio Puppo della Rina Consulting SpA Direzione di Cantiere: Geom. Vittorio Omini della Fratelli Omini SpA Esecutori dei Lavori: Fratelli Omini SpA, Fagioli SpA e Ireos SpA Importo dei lavori: 19.000.000 Euro (+ IVA) Durata dei lavori: 168 giorni Data di consegna: 8 Febbraio 2019 Data di ultimazione: 31 Luglio 2019