Un viadotto a tempo di record

Francesco Caobianco(1) , Daniele Minorello(2), Mario Organte(3) ponti&viadotti

UN VIADOTTO

A TEMPO DI RECORD

IL COMPLETAMENTO DEL COLLEGAMENTO TRA LA STRADA A MARE GUIDO ROSSA E LO SVINCOLO DELLA A10 DI GENOVA AEROPORTO

Il viadotto rappresenta l’ultimo elemento del collegamento viario fra la strada urbana di scorrimento Via Guido Rossa e il casello autostradale di Genova Aeroporto. Tale collegamento, originariamente previsto nel quadro delle opere infrastrutturali per il recupero delle aree ex Ilva di Cornigliano e per il miglioramento dell’asse viario Est-Ovest della città di Genova, ha assunto una importanza strategica nel medio periodo a seguito del crollo del viadotto Polcevera; tale evento drammatico, accaduto a lavori da poco iniziati, ha imposto una brusca accelerazione dei lavori che ha portato al completamento dell’opera in tempi ridottissimi, pur in condizioni operative di cantiere estremamente complesse.

DESCRIZIONE GENERALE DEL VIADOTTO

Si tratta di un viadotto a due carreggiate separate che sovrappassa, con un tracciato planimetricamente curvilineo, Via Siffredi e i binari della primaria linea ferroviaria Genova-Ventimiglia (Figura 3). I condizionamenti geometrici dovuti alla presenza di tali infrastrutture hanno di fatto imposto la particolare localizzazione delle pile intermedie e di conseguenza una scansione fortemente irregolare delle luci. Il viadotto che ospita la carreggiata Nord, lungo complessivamente 299,2 m, si compone, procedendo da Est verso Ovest, di tre campate a travi prefabbricate in c.a.p. di circa 33 m di

1. Vista dal lato Ovest della campata di scavalco di Via Siffredi 2. Vista dal lato Est della campata di scavalco della linea ferroviaria

3. Pianta e profili generali del viadotto

luce, e di quattro campate a struttura mista acciaio-calcestruzzo, di luci rispettivamente pari a 57,5 m, 63 m, 44,8 m e 34,8 m. Il viadotto Sud, lungo complessivamente 309,6 m, si compone di quattro campate in c.a.p. di luce media pari a 34 m (con una luce massima di 35 m), e di tre campate a struttura mista di luci rispettivamente pari a 55, 65 e 53,4 m. L’impalcato è largo complessivamente 10,80 m e ospita una carreggiata larga 8,25 m e un marciapiede di 1,80 m. Le campate in c.a.p., oggetto di presentazione in altro numero della rivista (si veda “S&A” n° 133 Gennaio/Febbraio 2019), sono semplicemente appoggiate per carichi verticali, ma sono assialmente connesse a livello di soletta, per evitare la presenza di giunti di dilatazione sulle pile intermedie. L’impalcato a struttura mista è invece strutturalmente continuo; in tal modo, sono presenti giunti di dilatazione solamente sulle spalle e sulla pila di transizione fra le due tipologie di implacato. L’intero viadotto è isolato sismicamente per mezzo di appoggi isolatori elastomerici.

LE SOTTOSTRUTTURE

Tutte le elevazioni sono realizzate in calcestruzzo gettato in opera con tipologie ordinarie, pur mantenendo un elevata snellezza sia delle pile, con fusti circolari del diametro di 2.000 mm, sia dei pulvini a doppia mensola. Un particolare punto d’interesse risiede nelle fondazioni, dato che sulla base delle prove geognostiche integrative eseguite dall’ATI è stato possibile caratterizzare con dettaglio la composizione del sottosuolo, particolarmente variabile lungo il tracciato, principalmente a causa della presenza diffusa di trovanti basaltici di consistenti dimensioni e dell’eterogeneità dello strato superficiale di terreno. Alla luce di ciò, e con l’obiettivo di minimizzare il rischio d’interruzioni, sono stati impiegati, per la parte a Sud della ferrovia, pali trivellati di grandissimo diametro di 2.500 mm, disposti sia nella spalla a Sud, sia per ciascuna pila, accoppiati e collegati da un batolo-traverso di fondazione.

4. Le fondazioni su micropali di una pila a Nord della ferrovia

5. Il fusto e il pulvino di una pila tipica VIADOTTI

Da notare che si è reso necessario anche l’impiego di opere provvisionali di contenimento della falda idraulica, con lo scopo di consentire la realizzazione dei pali in presenza di un imprevisto regime di grande filtrazione idraulica: le lavorazioni sono state protette da cassoni autoaffondanti, realizzati in opera per moduli sovrapposti e infissi con scavo meccanizzato. Per la parte a Nord della ferrovia, interessata dal contesto antropizzato, dalle interferenze tra i siti di cantiere e dalle aree circostanti a intenso esercizio di viabilità, sono stati impiegati invece micropali per l’attraversamento del ricoprimento superficiale e l’inserimento nello strato basaltico qui affiorante. Analogamente, anche la spalla Nord è stata fatta oggetto di una variante con la quale si è provveduto alla risoluzione di un’imprevista interferenza con un cavidotto d’alta tensione, in questo caso riducendo sia la sezione del paramento sia l’impronta fondazionale e pertanto intensificando la concentrazione degli sforzi a terra. La progettazione è stata svolta tenendo conto dell’interazione terreno-struttura direttamente nell’analisi globale dell’opera, attraverso una modellazione FEM con rigidezze del terreno tarate sulle prove eseguite. Questa si è rivelata particolarmente utile per la valutazione degli effetti sismici dovuti all’introduzione dell’isolamento alla base dell’impalcato, sia in termini di sollecitazioni, sia per la valutazione degli spostamenti e il dettaglio dei dispositivi.

L’IMPALCATO A STRUTTURA MISTA ACCIAIO-CALCESTRUZZO

Le campate a struttura mista sono realizzate mediante un impalcato a cassone monocellulare continuo in acciaio, con soletta collaborante in calcestruzzo e contro-soletta inferiore a parete reticolare. L’impalcato ha altezza costante sulle tre campate terminali, e ha sezione variabile linearmente sulla campata di raccordo con l’impalcato in c.a.p.. La pendenza trasversale della sezione stradale è costante al 4,33% su gran parte dello sviluppo dell’impalcato e viene conferita variando l’altezza di trave di esterno curva mantenendo fissa quella di interno curva. L’altezza della struttura metallica di impalcato, riferita alla trave di interno curva, varia da un massimo di 2,68 m a un minimo di 1,60 m, con soletta collaborante di spessore costante pari a 270 mm, per un’altezza complessiva massima di sezione paria 2,95 m (Figura 6). La sezione del cassone ha geometria trapezia; l’intradosso dell’impalcato, largo 4,45 m agli assi delle anime, è mantenuto sempre orizzontale, mentre le anime sono inclinate di circa 76° sull’orizzontale e sono dotate di irrigidimenti sia verticali (piatti) che longitudinali (profili a L) per escludere effetti di instabilizzazione locale. La parete orizzontale inferiore del cassone è del tipo reticolare, costituita da aste in profili metallici a L accoppiati; tale soluzione di fatto mantiene le caratteristiche di cassone rigido torsionalmente, particolarmente importante nel caso di impalcato in curva planimetrica, rendendo più agevole il montaggio (Figura 7). La soletta in calcestruzzo è supportata da una predalle metallica di spessore 5 mm irrigidita da tralicci saldati; essa funge sia da cassero autoportante che da armatura inferiore nel funzionamento trasversale della soletta per carichi locali. Il collegamento della struttura metallica alla soletta in calcestruzzo collaborante è ottenuto per mezzo di dispositivi di collegamento del tipo tradizionale a piolo metallico munito di testa. I diaframmi trasversali, la cui funzione statica principale è quella di opporsi alla perdita di forma del cassone a seguito delle sollecitazioni torcenti, sono di tipo reticolare realizzati con aste composte da angolari accoppiati. Le giunzioni dei conci delle travi principali sono del tipo saldato a completa penetrazione; tutte le altre giunzioni (traversi, controsoletta) sono bullonate; in particolare le giunzioni sul traverso 6. La sezione trasversale tipica del cassone metallico

ponti& viadotti

7. Vista dell’intradosso dell’impalcato nella zona di transizione fra cassone metallico e campate in c.a.p.

8. Il varo della prima campata del viadotto Sud 9. La traslazione su carrelloni di un macroconcio metallico

di spalla sono bullonate affidando la resistenza all’attrito per ragioni di congruenza con la soletta in c.a. La modellazione dell’impalcato è stata eseguita “a trave equivalente” ad asse curvilineo, tenuto conto della “storia costruttiva” e della evoluzione della sezione resistente, e, nella fase finale, delle larghezze collaboranti di soletta variabili lungo l’asse; adeguati sotto-modelli sono poi stati predisposti per l’analisi della controventatura reticolare, dei traversi di pila e spalla, e della soletta. Sulla spalla terminale della carreggiata Sud, è stato necessario conferire all’impalcato una coazione di tipo torsionale, per evitare il decarico di uno degli appoggi, causato dalla torsione indotta dalla configurazione planimetrica dell’impalcato, che presenta la zona con maggior curvatura in corrispondenza della campata terminale verso l’aeroporto. Tale coazione “controllata”, oggetto di particolari approfondimenti e di accurate rilevazioni sperimentali, è risultata necessaria al fine di evitare dispositivi di vincolamento meccanico a reazione negativa, poco compatibili con il sistema di isolamento con dispositivi in neoprene armato.

IL MONTAGGIO DELLE CAMPATE METALLICHE

Le procedure di montaggio sono state particolarmente complesse in relazione alla limitatezza degli spazi operativi e alla necessità di interferire il meno possibile con il traffico stradale e ferroviario, per i quali erano possibili solamente limitate interruzioni, esclusivamente notturne. Dalla valutazione comparata delle possibili opzioni, la soluzione più adatta è apparsa quella di un varo incrementale mediante le seguenti fasi: a) premontaggio a terra, in aree riservate di cantiere non interferenti con le viabilità, di macroconci metallici completi comprese le predalles, corrispondenti approssimativamente a una campata; si tratta quindi di elementi di lunghezza massima pari a 65 m e peso di oltre 230 t; b) la loro traslazione dalla zona di assiemaggio alla zona di montaggio mediante carrelloni gommati semoventi;

c) il sollevamento e la posa su appoggi provvisori mediante due gru, una principale di portata massima 800 t e una ausiliaria; si evidenzia come tali mezzi eccezionali risultino necessari a causa dei forti sbracci risultanti dalla impossibilità, a causa dei condizionamenti a terra, di attuare posizionamenti ottimali. Il montaggio quindi ha richiesto uno studio estremamente dettagliato della logistica di cantiere, dei percorsi e dei piazzamenti di mezzi, e infine delle “finestre operative” per le movimentazioni e i sollevamenti, concordati con la Stazione Appaltante e gli Enti Gestori delle infrastrutture di collegamento interferite (Comune di Genova e Ente FS) e finalizzati a minimizzare sia la durata delle interruzioni che i rischi connessi a operazioni tutt’altro che convenzionali.

10. Il montaggio con autogru della campata sopra Via Siffredi

Il viadotto della carreggiata Nord è stato montato in tre mesi, dall’arrivo in cantiere del primo concio alla posa dell’ultimo macroconcio; per la carreggiata Sud, il tempo di montaggio è stato di due mesi e mezzo. n

(1) Ingegnere, Direttore Tecnico di Sinergo SpA (2) Ingegnere, Partner dello Studio SISt (3) Ingegnere, Partner e Direttore Tecnico dello Studio SISt

DATI TECNICI

Stazione Appaltante: Sviluppo Genova SpA (Dott. Franco Floris, Presidente e Amministratore Unico) Contraente Generale: ATI composta da Delta Lavori SpA (Mandataria Capogruppo) e Zara Metalmeccanica Srl (Mandante) Progetto preliminare, definitivo ed esecutivo: F&M Ingegneria SpA

Progetto esecutivo di dettaglio e assistenza progettuale in

corso d’opera: Ing. Francesco Caobianco di Sinergo SpA (fondazioni e sottostrutture) e Ingg. Mario Organte e Daniele Minorello della SISt Studio di Ingegneria Strutturale Organte & Bortot (impalcato a struttura mista e montaggio) Collaudo: Ing. Livio Montaquila RUP: Ing. Luca Castagna Direzione dei Lavori: Ing. Maurizio Francese Responsabile Sicurezza: Ing. Franco Risso e Ing. Emanuela Cella Procuratore esecutivo: Geom. Francesco di Cicco Direzione di Cantiere: Geom. Raffaele Alfonsi Esecutori dei Lavori: Delta Lavori SpA e Zara Metalmeccanica Srl Importo dei lavori: 14.728.517.49 Euro Data di consegna: 29 Maggio 2017 (cantiere) Data d’inizio dei lavori del viadotto di scavalco: 20 Agosto 2018 Data apertura al traffico: 7 Dicembre 2018 (via Sud) e 26 Marzo 2019 (via Nord) Data ultimazione lavori: 14 Giugno 2019 VIADOTTI