Viadotto in affiancamento – Salita

Dal punto di vista geometrico l’opera presenta una larghezza complessiva variabile a seconda della posizione planimetrica. La larghezza infatti è pari a:

- 875,3 cm sulla sezione di pila UP6, - 995,6 cm sulla sezione di pila UP7, - 990,0 cm sulla sezione di pila UP8, UP9.

I cordoli esterni variano in larghezza lungo lo sviluppo planimetrico del viadotto. Nel tratto compreso tra la pila UP6 e la pila UP7, il cordolo lato interno curva mantiene una larghezza costante pari a 150 cm, mentre il cordolo lato esterno curva parte da una larghezza di 75 cm fino ad arrivare ad una larghezza di circa 60 cm. Ne consegue che la variabilità di sezione trasversale si traduce in una variabilità della larghezza della sede stradale. A partire dalla pila UP7 verso le pile UP8 e UP9, si verifica un allargamento del marciapiede lato interno curva che raggiunge la larghezza di 593,6 cm in corrispondenza della pila UP8 e aumenta ulteriormente fino alla pila UP9 dove tutta la larghezza dell’impalcato è adibita a marciapiede.

Il marciapiede lato esterno curva scompare subito dopo la pila UP7.

La sezione trasversale poggia su due travi in acciaio aventi interasse costante lungo tutto il viadotto pari a 500 cm. Si individuano pertanto sbalzi la cui larghezza è uniforme a seconda della sezione considerata, su di essi si prevede l’installazione sia di barriere di sicurezza esterne tipo H4 bordo ponte + Sistema sicurezza reti + funi), sia di un parapetto di sicurezza.

Si nota che il viadotto in esame va in affiancamento al viadotto esistente, quindi, a partire dalla pila UP7, per consentire l’immissione dei veicoli sull’autostrada A32 in direzione Torino, è soppresso il marciapiede sinistro.

L’impalcato è realizzato con una sezione mista acciaio-calcestruzzo.

Le travi principali che costituiscono la struttura metallica sono segmentate in 23 tipologie di conci; la sezione trasversale è irrigidita nel piano verticale da diaframmi reticolari, ad interasse costante lungo le campate dell’ordine di 465 cm oppure 483 cm e di 350 cm in corrispondenza delle pile UP7,UP8 e UP9.

I conci delle travate sono collegati tra loro mediante giunti bullonati.

Nel piano orizzontale sono presenti controventi superiori e inferiori.

Nel senso longitudinale il ponte è costituito da tre campate di luce pari a 59,480 m + 97,280 m + 97,050 m + uno sbalzo finale di 15,000 m, misurati in asse di tracciamento, per una lunghezza totale di 268,810 m.

All’estradosso delle travi è solidarizzata la soletta in calcestruzzo per mezzo dei connettori a taglio opportunamente saldati sulle ali superiori delle travi. La soletta, dello spessore complessivo di 33 cm, è costituita da predalle metalliche di spessore 5 mm e da un getto integrativo di 32,5 cm.

È prevista per il ponte una monta di officina che permette di scontare completamente le deformazioni indotte dai carichi permanenti propri e portati ed una quota parte, pari al 50%

(20% nei tratti di ponte interamente occupati da marciapiede), di quelle dovute ai carichi accidentali, e pari al 15% del carico della folla.

Si precisa infine che in corrispondenza della spalla e sulla pile si dovranno predisporre meccanismi anti trazione che si consistono in barre dywidag ad elevata resistenza i cui calcoli saranno sviluppati nella relazione riguardante le sottostrutture.

Il calcolo è stato effettuato con schema a graticcio di travi. Ogni elemento strutturale in acciaio (travi longitudinali e traversi) è stato modellato con elementi “frame”.

Le opere oggetto della presente relazione sono state progettate e calcolate secondo i metodi della scienza delle costruzioni, adottando per le verifiche il criterio degli stati limite (S.L.).

Tali verifiche, per ciascun elemento strutturale, sono contenute nella presente relazione di calcolo.

Pila UP6

La pila in esame è costituita da un elemento scatolare a sezione prismatica, di dimensione longitudinale e trasversale costante per un primo tratto di 7.00m al di sotto dell’intradosso pulvino, che diventa variabile parabolicamente con l’altezza, in analogia alle pile del viadotto Clarea esistente.

Più in dettaglio, la sezione di sommità (sezione minima) ha dimensioni BlongxBtrasv = 2.70x5.40m che variano fino ad un massimo di 3.73m x 6.43m. I setti presentano spessore costante in altezza e pari a 0.40m, ringrossati alle estremità fino a 1.10m.

Il raccordo tra pila ed impalcato è realizzato mediante un pulvino massivo, di spessore 1.00m, dimensioni in pianta BlongxBtrasv = 4.00x6.40m, che si raccorda linearmente al fusto pila lungo un tratto di 2.00m.

All’estradosso del pulvino si prevedono n.2+2 baggioli a pianta quadrata, lato 1.25m, alti mediamente 0.30m.

Le fondazioni sono di tipo indiretto, con plinti massivi di forma circolare impostati su pali

“ravvicinati” (i < 3D) a realizzare, di fatto, un diaframma equivalente di fondazione. Il plinto ha diametro 11.45m e spessore 2.50m.

I pali sono di grande diametro ( 800), trivellati con camicia di rivestimento.

Figura 10 – Inquadramento generale geometria pila UP6

Figura 11 – Plinto UP6

Pila UP7, UP8, UP9

Le pile in esame presentano la stessa variabilità geometrica in elevazione delle pile esistenti, ovvero:

- Il fusto principale, dall’imposta plinto fino a circa 10m dall’intradosso impalcato, è costituito da un elemento scatolare a sezione prismatica, di dimensione longitudinale e trasversale variabile parabolicamente con l’altezza.

- Il tratto di raccordo tra fusto principale ed impalcato è costituito da due lame, impostate in corrispondenza dei setti trasversali della sezione scatolare.

Più in dettaglio, la sezione scatolare ha dimensioni minime BlongxBtrasv = 5.00x5.40m che variano fino ad un massimo di 6.33 x 6.73m per la pila UP8. I setti presentano spessore costante in altezza e pari a 0.60m, ringrossati alle estremità fino a 1.10m.

Le lame superiori, che di fatto rappresentano un prolugamento dei soli setti trasversali della sezione scatolare, hanno dimensioni variabili da 5.40x1.10 a 7.40x1.10m, disassati di 3.90m (in asse). Il raccordo tra la sezione scatolare e quella a doppia lama è realizzato mediante un pulvino massivo di spessore 2.00m.

All’estradosso delle lame si prevedono n.2+2 baggioli a pianta quadrata, lato 1.10m, alti mediamente 0.30m.

Le fondazioni sono di tipo indiretto, con plinti massivi di forma rettangolare, smussata per le pile UP8 e UP9, impostati su pali “ravvicinati” (i < 3D) a realizzare, di fatto, un diaframma equivalente di fondazione. Le geometrie tipiche del plinto sono BlongxBtrasv = 17.60m x 8.60m, con spessore variabile a gradoni da 2.00 a 3.00m.

I pali sono di grande diametro ( 800), trivellati con camicia di rivestimento.

Figura 12 – Inquadramento generale geometria pile UP7, UP8, UP9

Figura 13 – Plinto pile UP7

Figura 2 – Plinto pile UP8, UP9

Solidarizzazione degli impalcati

Il collegamento strutturale con il nuovo impalcato comporta una variazione di schema statico e quindi di regime di sollecitazione nelle strutture esistenti ed in particolare nello sbalzo laterale. Infatti, tale elemento, originariamente soggetto solamente ad azioni flettenti

“negative” ovvero associate a trazioni al lembo superiore, nella nuova configurazione risulta soggetto anche ad azioni flettenti “positive”, condizione di sollecitazione risultata critica a seguito delle verifiche strutturali svolte.

Nella figura successiva si illustrano gli schemi statici e i diagrammi tipici di sollecitazione per l’elemento, in configurazione attuale e nello stato di progetto.

Lo sbalzo esistente viene quindi rinforzato mediante l’installazione di puntoni tubolari in acciaio, disposti con passo tipico 2.60-3.05m (dimensione tipica dei conci dell’impalcato esistente). L’estremo superiore dell’elemento è collegato alla soletta mediante piastre metalliche, annegate nel getto di ringrosso dello sbalzo e irrigidite longitudinalmente da un profilo tubolare, sempre in acciaio, cui si è affidata una funzione di ridondanza strutturale in condizioni ultime in termini di ripartizione longitudinale dell’azione (concentrata) del puntone. L’estremo inferiore è invece vincolato alla struttura mediante barre di tipo Dywidag GEWI e traverse metalliche che riprendano eventuali spinte a vuoto sulle pareti del cassone, contrastando sui nodi rigidi dell’elemento.

Nei paragrafi successivi si procede quindi con la verifica del sistema di rinforzo, facendo riferimento ai seguenti elementi tipologici:

- Puntone P1: puntone in corrispondenza della pila, caratterizzato da cedevolezza pressochè nulla dei vincoli (impalcato) e altezza massima della sezione

- Puntone P14: puntone in corrispondenza della mezzeria, caratterizzato dalla massima cedevolezza dei vincoli (impalcato) e altezza minima della sezione.

Figura 3 – Quadro di confronto momenti flettenti sullo sbalzo

Figura 16 – Puntone P1

Figura 4 – Puntone P14

Nell’ambito degli interventi di collegamento strutturale tra il nuovo impalcato in affiancamento e il viadotto Clarea esistente, si prevede la realizzazione di traversi metallici di collegamento con lo scopo di migliorare la ripartizione trasversale dei carichi, sgravando in parte la continuità in soletta e garantendo un adeguato livello di robustezza strutturale.

Da un punto di vista strutturale, si distinguono i seguenti traversi tipologici.

- Traversi all’appoggio, disposti in asse alle pile, uno per ciascuna lama verticale, la cui funzione principale è quella di riportare ai vincoli (appoggi) i carichi orizzontali – trasversali agenti a livello di impalcato.

- Traversi in campata, disposti ai “quarti” e in “mezzeria”, la cui funzione principale è invece quella di ripartire trasversalmente i carichi verticali tra gli impalcati longitudinali.

Entrambe le tipologie sono costituite da travate reticolari in acciaio, con doppia controventatura verticale e montanti di irrigidimento, di altezza variabile da circa 1.30-1.80m per quelli in campata a 2.60m per quelli agli appoggi.

In generale, le azioni trasmesse dai traversi sono ripartite “rigidamente” grazie alla presenza di diaframmi negli impalcati, metallico ed in c.a.p.. Più in dettaglio il nuovo impalcato a sezione mista presenta travi longitudinali a parete piena, diaframmi verticali reticolari disposti con passo regolare (4.0-5.0m), un doppio sistema di controventatura inferiore (diagonali in acciaio) e superiore (soletta collaborante) che garantiscono, nel loro complesso, una ripartizione efficiente delle azioni trasmesse dai traversi.

Per quanto riguarda il viadotto Clarea, solamente in corrispondenza degli appoggi su pila si ha un diaframma rigido (uno per ciascuna lama) mentre per le altre sezioni in campata si rende necessario introdurre nuovi elementi di irrigidimento e contrasto costituiti da diaframmi reticolari in acciaio, realizzati con profilati HEB (correnti e montanti d’estremità) e diagonali in angolari a lati uguali.

La connessione dei traversi sul nuovo impalcato in acciaio è garantita da connessioni bullonate/saldate mentre, per la connessione al cassone in c.a.p. del viadotto Clarea, si rende necessario ricorrere a barre di precompressione tipo Dywidag WR (Y1050) tali da garantire una collegamento “attivo” e rigido tra elementi in calcestruzzo ed elementi in acciaio.

Nelle figure successive si riportano alcuni dettagli di inquadramento dell’intervento, rimandando agli elaborati grafici per ulteriori dettagli.

Figura 5 – Traverso ai quarti e in mezzeria

Figura 19 – Traverso all’appoggio

6.1.6 Viadotto in affiancamento – Discesa