Il rispristino del viadotto dello svincolo di Canili

Mario Liberatore(1) Christian Calzolari(2) Alfredo Cozzi(3) ponti&viadotti

IL RIPRISTINO DEL VIADOTTO

DELLO SVINCOLO DI CANILI

I LAVORI DI MANUTENZIONE STRAORDINARIA DELLE OPERE D’ARTE DELLO SVINCOLO DI CANILI, ALLA P.K. 162+800 DELLA S.S. 3BIS “TIBERINA”

DESCRIZIONE DELL’INTERVENTO

La S.S. 3bis “Tiberina” - parte integrante dell’itinerario europeo E45 - è un’arteria di primaria importanza nel contesto della viabilità statale e, nel tratto prossimo al limitare del territorio regionale dell’Emilia Romagna, è percorsa in ogni periodo dell’anno da notevoli flussi di traffico. L’impalcato dello svincolo di Balze-Canili, oggetto dell’intervento in argomento, è stato realizzato nella seconda metà degli anni Settanta dello scorso secolo ed è situato alla p.k. 162+850 della S.S. 3bis “Tiberina” nel territorio comunale di Verghereto (FC); il 18 Maggio 2017, è stato interdetto al traffico a causa del manifestarsi di cedimenti strutturali verificatisi in corrispondenza delle campate 1 e 2 (Figura 2). L’opera in argomento è costituita da 11 campate - ciascuna costituita da sette travi in c.a.p. con lunghezza pari a 19,30 m ad eccezione della campata sovrastante la S.S. 3bis, il cui impalcato è costituito da nove travi in c.a.p. di lunghezza pari a 22,00 m - e presenta una struttura isostatica.

1.

2. Cedimenti occorsi alla campata 1

ponti& viadotti

Immediatamente dopo la chiusura dello svincolo, è stata condotta una campagna di indagini al fine di individuare gli interventi necessari per il ripristino della funzionalità del viadotto che hanno evidenziato, sulle prime due campate, un cedimento per flessione eccessiva a causa della diminuzione della sezione resistente con perdita parziale di precompressione dovuta alla corrosione dei trefoli, mentre sulle restanti campate, anomalie legate alla carbonatazione del calcestruzzo e all’ossidazione dei trefoli. L’intervento di riparazione locale - così come individuato al punto 8.4.3 del DM 14/01/2008 - è stato progettato dall’Ing. Fabio Scaroni, incaricato dall’Area Compartimentale Emilia Romagna e ha, in buona sostanza, recepito l’esigenza legata all’apertura al traffico veicolare del tratto interdetto attraverso le seguenti azioni: • ripristinare le due campate compromesse; • ripristinare le originarie prestazioni delle travi di impalcato nelle quali è stata individuata, durante le indagini, una riduzione della sezione resistente dei trefoli; • rallentare il progredire della carbonatazione. Infine, per rallentare il progredire della carbonatazione sulle strutture ammalorate di intradosso dell’impalcato (travi, traversi e intradosso coppelle), si è previsto di effettuare ripristini superficiali del calcestruzzo mediante passivazione delle armature e ripristino del copriferro ammalorato. I lavori, svolti tra il mese di Luglio 2018 e il mese di Febbraio 2019, sono stati portati a compimento dall’Impresa L.& C. Lavori e Costruzioni Srl con sede in Alcamo (TP), già esecutrice di precedenti analoghi interventi.

L’ESECUZIONE DEI LAVORI Il nuovo impalcato sulle campate 1 e 2

Constatata l’impossibilità di recuperare le travi danneggiate della campata 1 e 2, si è proceduto alla loro demolizione (Figura 3) e alla successiva realizzazione di un nuovo impalcato con travi in acciaio Cor-Ten in luogo delle originarie travi in c.a.p.. Per non modificare lo stato di sollecitazione sulle selle Gerber, è stato realizzato il nuovo impalcato in acciaio in analogia con quello originario, quindi con il medesimo numero di travi e con struttura isostatica (Figura 4).

La placcatura mediante fibre di carbonio

In generale, per il ripristino delle prestazioni originarie delle rimanenti travi, è stata eseguita la placcatura, mediante fibre di carbonio, dell’intradosso di due travi della campata 6 e della totalità delle travi della campata 11, sovrappassante la S.S. 3bis “Tiberina”, per sopperire alla perdita di precompressione della fila inferiore di trefoli, caratterizzati da ossidazione e riduzione di sezione - come constatato durante la campagna di indagini effettuate -, ripristinando così le caratteristiche originarie di resistenza delle travi. Inoltre, le estremità delle travi 1 e 2 della campata 9 e della trave 2 della campata 10 sono risultate affette da degradi sia del calcestruzzo sia delle armature, ordinarie e di precompressione; in particolare, per il calcestruzzo sono stati rilevati significativi fenomeni di distacco del copriferro con la conseguenza che le armature si sono trovate direttamente esposte ai principali agenti ambientali di degrado, subendo un ancor più veloce deterioramento. I degradi di maggiore entità sono stati rilevati in corrispondenza dei trefoli di precompressione inclinati, risultati fortemente corrosi e, poiché la disposizione inclinata dei trefoli contribuisce a ridurre gli sforzi di taglio alle estremità della trave, lo stato di degrado registrato ha determinato la necessità di interventi di ripristino sia della resistenza a taglio, sia di rinforzo flessionale, mediante l’applicazione di più strati di fibre di carbonio sia longitudinalmente in intradosso trave, per incrementarne la resistenza flessionale, sia verticalmente sulle due facce dell’anima per incrementarne quella a taglio. Il rinforzo a flessione è stato previsto mediante la posa di cinque strati di tessuto (con spessore del singolo strato pari a 0,165 mm) su una larghezza totale di 70 cm (40 cm di base + 15 cm per parte di risvolto), sull’intera lunghezza della trave, mentre il rinforzo a taglio è stato realizzato - alle due estremità della trave su una lunghezza di circa 5,5 m per parte - mediante la messa in opera di una fasciatura ad “U” dell’anima della trave con tre strati sovrapposti di tessuto larghi 40 cm disposti con interasse longitudinale di 80 cm. In corrispondenza della zona di collegamento fra l’anima e i due bulbi della trave, gli strati di rinforzo sono stati collegati alla trave stessa mediante appositi elementi in FRP, denominati “fiocchi”, per contrastare la spinta a vuoto che si genera, per effetto delle tensioni, nel rinforzo, il cui effetto potrebbe portare al 3. La demolizione delle campate 1 e 2 distacco del rinforzo medesimo dalla trave.

4. Le campate 1 e 2 ricostruite

5. La precompressione esterna della trave 1 e la placcatura in FRP

La precompressione esterna alla trave 1 della campata 11

Durante le operazioni di ripristino del calcestruzzo e di placcatura mediante FRP della campata 11, previste in progetto, è stata riscontrata la presenza di diversi trefoli fortemente ossidati, con riduzione di sezione, in corrispondenza della trave 1, rendendo necessario un intervento di precompressione esterna in corrispondenza di tale trave per ripristinare le condizioni originarie di resistenza. Tale intervento, realizzato mediante l’esecuzione di una precompressione esterna - sgravando così dalle sollecitazioni a taglio e a momento la trave originaria - è stato effettuato mediante il ringrosso delle testate della trave, la posa di due deviatori e la tesatura di cavi del tipo 0,6” da 139 mm3/cad e nove trefoli per cavo (Figura 5).

L’impermeabilizzazione della soletta e protezione del cls

La realizzazione dell’impermeabilizzazione della soletta è stata eseguita con malta tricomponente tixotropica, resistente agli agenti aggressivi dell’ambiente e ai cloruri, mentre la protezione del cls trattato è stata eseguita con uno strato monocomponente a base di resina acrilica elastomerica.

LE PROVE DI LABORATORIO

Come da Norma, durante il corso dei lavori sono state acquisite le certificazioni in merito ai materiali utilizzati e richieste al Laboratorio Tecnolab di Ortona (CH), all’uopo incaricato, per l’esecuzione delle prove sintetizzate in Figura 6. Le prove di carico sulle campate 1 e 2 - ricostruite integralmente - sono state eseguite, con esito positivo, il 26 e il 29 Gennaio 2019. n RIPRISTINI STRUTTURALI

(1) Ingegnere, Responsabile Area Compartimentale Emilia Romagna di ANAS SpA (2) Ingegnere, Direttore dei Lavori e Responsabile Manutenzione Programmata di ANAS SpA (3) Ingegnere, Direttore Operativo di ANAS SpA

CALCESTRUZZO Prova di resistenza a compressione su tre prelievi ACCIAIO PER C.A. Prova di trazione e piegamento su nove prelievi

IMPALCATO

METALLICO Prova di rito su quattro talloni prelevati in stabilimento

MALTE Prova di compressione su sei prelievi e tre prove Pull Off CONGLOMERATI

BITUMINOSI Prova di rito su un prelievo di binder e un prelievo di strato d’usura

TREFOLI Prova di rito su un prelievo

FRP Prova di rito su un prelievo BETONCINO Prova di compressione su due prelievi

6. Il riepilogo delle prove eseguite

DATI TECNICI

Stazione Appaltante: ANAS SpA Progetto esecutivo: Ing. Fabio Scaroni Collaudo: Ing. Sergio Petrone RUP: Ing. Mario Liberatore Direzione dei Lavori: Ing. Christian Calzolari (Direttore dei Lavori), Ing. Alfredo Cozzi (Direttore Operativo) e Geom. Tomas Foietta (Ispettore di cantiere) Responsabile Sicurezza: Ing. Giuseppe Baldo Direzione di Cantiere: Ing. Fabio Nasca e Ing. Francesco Castelli Esecutori dei Lavori: L. & C. Lavori e Costruzioni Srl Importo netto dei lavori: 635.635,15 Euro

MC Engineering Srl è una società d’ingegneria che vanta esperienza decennale nel campo dell’ingegneria, sia nel settore pubblico che privato, fornendo servizi integrati di ingegneria relativi a progettazione, direzione lavori in ambito strutturale, viabilità stradale, opere infrastrutturali, edilizia civile, sicurezza e opere funiviarie.