Fig.1 - Ponte strallato di Albes completato Il ponte strallato di Albes Realizzazioni Il progetto per il miglioramento dell’accesso viario alla zona industriale di Bressanone Sud e alla frazione di Albes provenendo dalla SS nr. 12 e dal casello Bressanone sud dell’Autostrada A22-E45 del Brennero prevede due opere significative, necessarie per il superamento sia della linea ferroviaria del Brennero che del fiume Isarco, che in quel tratto sono contigui (Fig. 1). Si tratta di un viadotto stradale a struttura mista acciaio – calcestruzzo di 19 campate, per una lunghezza complessiva di 650 m, comprendente anche la campata sopra la ferrovia, e soprattutto di un ponte strallato che consente ad un ramo di svincolo stradale verso Albes il superamento del fiume Isarco. Tale ponte corre parallelo al ponte ferroviario attuale, realizzato mediante tre campate ferroviarie a travatura reticolare della luce di circa 32 m ciascuna, con pile in alveo. Durante l’iter di messa a punto e di approvazione del progetto, relativamente alla scelta della tipologia del nuovo ponte sull’Isarco, è stata eseguita una indagine idraulica sperimentale per valutare gli effetti che ulteriori pile in alveo avrebbero comportato sul regime idraulico dell’Isarco stesso, in considerazione della preesistenza delle altre pile. I risultati hanno indicato come preferibile una soluzione senza ulteriori pile entro l’alveo, che in quella zona è largo circa 70m; la conseguente grande luce dell’impalcato, assieme alla necessità di avere un impalcato di ingombro verticale ridotto per rispettare da una parte il franco idraulico sul fiume e dall’altra le quote stradali imposte dalla morfologia viaria circostante, hanno indirizzato la scelta progettuale verso un ponte strallato a luci dissimmetriche (Fig. 2). The Albes cable stayed bridge Massimiliano Lazzari, Roberto Ricci Maccarini, Mario Organte, Ennio Picco Un ponte strallato metallico a pilone unico e campate fortemente dissimmetriche consente di superare il fiume Isarco senza pile in alveo, risolvendo forti condizionamenti di compatibilità geometrica, ambientale ed idraulica. Anche le modalità di montaggio e varo, inconsuete per un ponte strallato, sono state progettate con l’intento di rendere minimo l’impatto delle attrezzature provvisorie con l’ambiente circostante. A single pylon metal cable stayed bridge with highly asymmetric spans provides a route across the River Isarco without the need for piers inserted in the river bed, while at the same time overcoming problems of geometric compatibility and environmental and hydraulic restrictions. The assembly and launch methods, which are unusual for a cable stayed bridge, have also been designed to reduce the impact of the temporary structures on the surrounding environment to the minimum. 29 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE Ponte strallato di Albes: prospetto laterale e pianta della struttura CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE 30 . 2 .Planimetria generale della zona Fig. 3 .Fig. 5).Particolare dell’ancoraggio degli stralli al concio terminale. Il ponte è integralmente costituito di acciaio Fe 510 autoprotettivo tipo Corten. misurata dalla cerniera di base. 4). L’antenna ha altezza complessiva di 40m. La lastra ortrotropa. con bulloni AR classe 10.9. Le giunzioni sono tutte bullonate ad attrito. 6 . la campata principale ha lunghezza di circa 80 m. per ovvie ragioni di leggerezza. con anime di spessore 12 -14 mm.a.0 m con lo scopo di fornire una sufficiente resistenza alla perdita di forma (Fig. alto 1600 mm e largo 9000 mm. 5 . Il cassone è diaframmato con telai posti ad interasse di circa 3. per ragioni eminentemente estetiche.Sezione corrente dell’impalcato Fig. Il sistema di trasmissione delle forze fra stralli ed impalcato è un dettaglio strutturale di particolare delicatezza. mentre la campata laterale è prossima ai 30 m (fig. è caratterizzato da una struttura a “cassone aperto”. le strutture dell’antenna e le velette laterali sono state anche verniciate. 3). LE STRUTTURE METALLICHE La lunghezza complessiva del ponte strallato di Albes è di circa 110 m. L’impalcato. ad esso infatti si richiede di riportare alla struttura principale del ponte (cassone) le forze sugli stralli. 4 . è ottenuta con canalette trapezoidali di spessore 8 mm poste ad interasse di 300 mm (Fig.Fig. e del concio alla fondazione ferita ad una più tradizionale soluzione a soletta in c. generalmente di forte entità (in questo caso fino a 2000 kN) inclinate in manie- 31 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE .Sezione in corrispondenza dei traversi 1. piattabande inferiori di spessore 80 mm unite da una fitta controventatura calcolata per “chiudere” torsionalmente la sezione. pre- Fig. e lastra ortotropa superiore di spessore 12 mm. mentre quella verticale. attraverso una robusta trave di bordo.Sezione del fusto dell’antenna. genera una flessione e taglio sui traversi stessi. Si evidenzia la curvatura dell’avambecco introdotta in fase di montaggio CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE 32 ra generica rispetto all’asse longitudinale e fortemente eccentriche rispetto alle anime (flessione trasversale). 11 . visione 3D della testa dell’antenna e disegno delle piastre costituenti la testa di strallatura Fig.Particolare del modello numerico del concio di ancoraggio di uno strallo singolo e del sistema di ancoraggio di spalla Fig.Assemblaggio dei conci 1. e modello numerico per la simulazione di buckling locale (imbozzamento). 9 . 8: Sezione trasversale di una colonna dell’antenna.Base delle colonne dell’antenna con appoggio a cerniera sferica da 10000 kN Fig. 10 . localmente adeguatamente rinforzata. La componente orizzontale della forza è ripresa dalla lamiera di impalcato.Fig. 7 . Fig. si è scelto di riportare le azioni di ciascuno strallo a due traversi verticali consecutivi. Con l’obiettivo di semplificare sia lo schema resistente sia la costruzione del nodo di attacco. 2 e 3 dell’avambecco. sulle parti di struttura che appartengono contemporaneamente al . ripartita fra i due traversi in funzione della posizione geometrica dello strallo. Schemi delle fasi di varo 33 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE .Fig. 12 . Fase di varo 3. Tale testata è progettata come un graticcio di lame entro i cui riquadri si ancorano le testate dei 12 stralli (Fig. il vincolo è fornito da un appoggio da ponte da 10000 kN a cerniera sferica a concavità verso il basso. è CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE costituita da due colonne rettilinee inclinate a sezione triangolare cava con angoli stondati. particolarmente adatto ad assorbire anche elevate forze orizzontali. Gli stralli sono disposti ad arpa nel lato di riva. all’estremità di tali tratti. 8).9 m e dotati di passo d’uomo per il montaggio. lo stato tensionale pluriassiale è facilmente combinabile. Conci 3 . visione dalla base della pila10 di arrivo Fig. (Fig. fortemente sollecitate a trazione. Visione laterale del ponte e del primo concio dell’avambecco collegato all’impalcato . le condizioni al contorno erano costituite alle sollecitazioni individuate sul modello globale. e che a sua volta è connesso alla fondazione mediante due robuste cerniere a perno. Il sistema di vincolo alle azioni orizzontali prevede un punto fisso sulla spalla lato campata di riva. La rinuncia degli irrigidimenti verticali di complicata esecuzione è il frutto di ripetute analisi numeriche di buckling sia lineare che non lineare. L’antenna. riveste la connessione con la sezione triangolare delle colonne. I fusti convergono in sommità sull’elemento di testata.Fase di varo 3.traverso e alla sezione principale corrente. 13 .Fase di varo 3. La contemporanea dotazione di appositi allargamenti che possono ospitare dei martinetti di sollevamento per l’ispezione e la manutenzione (Fig. Per l’analisi. e appoggi scorrevoli longitudinalmente sul traverso . che hanno consentito di ottimizzare lo spessore in funzione dell’interasse dei diaframmi. e 34 Fig. Appoggio su rulliera in corrispondenza della pila provvisoria Fig.4 . particolare complessità. per mezzo delle cerniere precedentemente descritte. Gli stralli sono 12. Particolare complessità sia progettuale che esecutiva era rappresentata dal concio terminale sul quale si ancorano a breve distanza i tre stralli di riva. su cui si innestano gli stralli.5 e appoggio su spalla sono in acciaio ad alta resistenza (tensione minima garantita di rottura fptk > 1770 MPa) esternamente rivestiti da una guaina in PE. 15 . 6). 10) rende l’appoggio totalmente sostituibile in caso di necessità. e a ventaglio nel lato di sospensione. tutti composti da 55 trefoli Ø 0.6’ di tipo super (Atrefolo = 150mm2). Alla base. irrigidita trasversalmente da diaframmi posti ogni 2. che ha la classica forma ad A. 9). 14 . sono stati modellati con elementi shell interi tratti di impalcato significativamente lunghi nell’intorno di un attacco. essenzialmente di tipo geometrico. poste in corrispondenza delle anime (Fig. condizione per condizione (Fig. 7). 16 . sia pure temporaneamente. • la necessità di superare una luce di circa 78 m senza l’utilizzo di pile intermedie per l’impossibilità di occupare.Fase di varo 4: massimo sbalzo con avambecco parziale Fig. L’impal- cato. connesse da controventatura. che non consentivano il superamento di forti luci a sbalzo.Fase di varo 5: sollevamento conci 2 e 3 dell’avambecco Fig. L’antenna. è stato adoperato un “avambecco” ad anima piena di circa 38 m a due travi parallele. Appoggio in pila 10 della testata dell’avambecco e collegamento tra il primo e secondo concio dell’avambecco Fig. IL VARO La costruzione dell’impalcato del ponte strallato sul fiume Isarco si è svolto in tre fasi principali successive: • montaggio e varo dell’impalcato. Si è dunque proceduto suddividendo le operative di avanzamento in tre momenti fondamentali: • nella prima fase l’impalcato viene spinto 35 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE . tale da impedire il raggiungimento della pila di arrivo (Pila 10). è stato spinto mediante argano fino ad una pila provvisoria. Per il varo. IL VARO DELL’IMPALCATO Le procedure di varo dell’impalcato sono state sviluppate considerando i seguenti condizionamenti: • le modeste caratteristiche di resistenza e l’elevata deformabilità dell’impalcato.1. con l’ausilio di un “avambecco”. • montaggio dell’antenna. è stata montata stabilizzando i vari conci con stralli temporanei fissati all’impalcato. è stato spinto fino alla pila di arrivo. suddivise in 460 ton per l‘impalcato con incidenza di 450 daN/mq e in 100 ton per l’antenna ed il relativo traverso. 19 . e successivamente. • montaggio degli stalli e tesatura degli stessi. Vista laterale dell’impalcato con l’avambecco con l’evidente stato deformativo di antenna e sulla pila di arrivo. Di seguito si riportano maggiori dettagli di ciascuna fase principale.Fase di varo 5. suddivisa in conci. la cui sezione resistente è progettata per l’esercizio con appoggi intermedi forniti dagli stralli. l’alveo del fiume. La successione e la tesatura degli stralli è stata sviluppata in modo da riportare l’impalcato nella configurazione statica prevista da progetto. 18 . 2. Il peso complessivo del ponte è di 560 ton. posta in corrispondenza dell’antenna.Fig.Fase di varo 5. 2. assemblato in corrispondenza della spalla sud. 17 . 11). L’assemblaggio diretto dell’intero avambecco (≈650 kN) con l’impalcato prima del varo avrebbe comportato una limitazione del massimo sbraccio possibile. suddiviso in tre conci e assemblato con una significativa monta verso l’alto per compensare la deformazione dell’impalcato sulla luce di varo (Fig. con l’ausilio degli schemi di Fig.40 m Fig. 21 .Fase di varo 5. si completano le operazioni di spinta e varo dell’impalcato. 15 mostrano alcune immagini dell’impalcato e del primo concio dell’avambecco movimentato durante questa fase di varo.Fasi operative del Montaggio dell’antenna a sbalzo con il primo concio dell’avambecco collegato. Prima forma di instabilità della sezione per effetto della reazione verticale della rulliera e del momento flettente CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE Fig. e posa in coda di una zavorra di 550 kN. una attenta verifica del comportamento dell’anima del cassone nei confronti dell’instabilità per effetto del momento flettente e della reazione . viene spinto fino al massimo sbalzo possibile consentito dalla resistenza della sezione di impalcato. in corrispondenza della pila provvisoria.Fig. montaggio dei conci 1. 20 . 17. 3 e 4 del ponte e montaggio del concio 1 dell’avambecco. 14 e Fig. dell’argano di tiro e delle rulliere per l’avanzamento. fase 3: montaggio del concio 5 e 6 del ponte. Si è resa necessaria. Fig. fase 5: montaggio del 2 e 3 concio dell’avambecco con giunzione a cerniera sul concio 1 e con appoggio in pila 10 per l’estremità anteriore. Durante questa fase l’impalcato. Dopo la rimozione della zavorra e il sollevamento del concio della spalla si ha l’appoggio dell’avambecco in pila Fig. Fig. Le Fig.Fase di varo 6. • nella seconda fase il secondo ed il terzo concio dell’avambecco (peso complessivo di circa 475 kN) vengono montati appoggiando una estremità alla pila di arrivo (pila 10) mentre l’altra estremità viene collegata a cerniera con il primo concio dell’avambecco. sono state raggiunte le massime reazioni vincolari e il massimo valore di momento flettente. una volta reso continuo l’avambecco bloccando la cerniera fra il primo e il secondo concio dell’avambecco. 16. 12: fase 1: montaggio della pila provvisoria. pari a circa 55 m dalla pila provvisoria posta in corrispondenza dell’antenna. • infine. In questa configurazione. Si descrivono le fasi operative più in dettaglio. 2. appesantito al minimo dalla presenza dell’avambecco (peso del primo concio pari a circa 215 kN). nonché delle attrezza- 36 ture (rulliera in corrispondenza della pila provvisoria e ritegno laterale corrispondente). quindi. 13. 22 . fase 4: ulteriore avanzamento della travata di 16. le Fig. fase 2: avanzamento della travata di circa 20m. 18 e Fig. 19 documentano alcune situazioni di tale fase. 5. tale verifica copre peraltro le sole zone prossime a quella di appoggio. essendo caratterizzata da cerniere alla base e da appoggi scorrevoli tra impalcato e antenna. mettendo in conto la presenza di irrigidimenti aggiuntivi localizzati previsti proprio per questa fase.2.Montaggio del terzo concio dell’antenna vincolare trasmessa dalle slitte. 25 . IL MONTAGGIO DELL’ANTENNA E LA TESATURA DEGLI STRALLI Prima del montaggio degli stralli.30 e 5. la Fig. ritenuto sufficiente per una situazione provvisoria in condizioni di carico controllato. 21). 24 .79). Fase 6: rimozione della zavorra da 550 kN. fase finale: le fasi conclusive del varo dell’impalcato sono costituite da una successione di spinte e rimozione dei conci dell’avambecco. e quindi ha una validità parziale Fig.Montaggio della testa dell’antenna • analisi agli elementi finiti dell’instabilità dell’anima per effetto della reazione vincolare e del momento flettente.Montaggio del secondo concio dell’antenna parate.Fig. in condizioni isostatiche. il coefficiente di sicurezza scende a 2. l’antenna ha uno schema statico labile. con il montaggio dell’ultimo segmento di impalcato e l’abbassamento nella configurazione finale. Fig. Con la presenza degli stralli il sistema di sospensione antenna – stralli diventa equilibrato e 37 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE . e i relativi coefficienti di sicurezza (rispettivamente 3. e compressione trasversale per effetto della reazione locale della rulliera). si sono condotte dapprima delle analisi se- 2. 20 mostra i modi di instabilità per tali effetti. il ponte e l’avambecco appoggiano solamente in corrispondenza della pila provvisoria e della pila di arrivo. Si sono sviluppate due analisi mediante modelli locali agli elementi finiti: • verifica della stabilità dell’anima per effetto del momento flettente basandosi sulla CNR 10011 senza la presenza delle rulliere (solo flessione). 23 . Combinando i due effetti. sollevamento del ponte dalla spalla sud e presa in carico nella pila 10. Per valutare l’importanza relativa dei due contributi instabilizzanti (compressione longitudinale per effetto del momento flettente. In tal modo (Fig. 1. 27 . 26 . 23. Fig. le funi di lato campata sostenevano l’antenna inclinata 38 mentre le altre funi erano disposte a presidio per eventuali squilibri non previsti. Si sono quindi creati diversi modelli numerici che considerano attivi o meno i diversi stralli e valutano . Una volta montata l’antenna si sono tesati gli stralli 3 e 4 ad un valore tale da garantire da soli la stabilizzazione dell’antenna stessa così che si è potuto procedere alla rimozione delle funi temporanee S3 e S4 di riva e campata. Per tenere conto della successione delle diverse configurazioni di tesatura si è impiegata una matrice di sensibilità. 27). Per garantire la stabilità dell’antenna durante il montaggio dei singoli conci di antenna fino alla tesatura della prima coppia di stralli si sono utilizzate 4 funi provvisorie (2 di funi di riva S2 e 2 di campata S3) la cui efficacia era garantita da un leggero stato di pretensione sufficiente a mantenerle sempre tese In particolare. 22 mostra le fasi principali del montaggio della antenna. Le vere e proprie operazioni di tesatura degli stralli sono 3 e prevedono una ritesatura degli stralli 3 e 4 e una successiva tesatura delle coppie di tralli 2 – 5 e 1 – 6 (vedi Fig. 26 e Fig. ulteriormente illustrate dalle Fig. riportata nella Tab.Montaggio delle guaine e dei trefoli per gli stralli 2 e 5 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE capace di trasferire i carichi e sovraccarichi a terra.Montaggio delle guaine e dei trefoli per gli stralli 3 e 4 Fig. 24 e Fig. Lo schema di Fig.Fig. 25. St.035 -0. Pordenone 39 CM1 2008 COSTRUZIONIMETALLICHE .084 0. La tabella ha fornito agli operatori uno strumento di controllo della risposta “reale” del ponte a sollecitazioni note. Dipartimento di Costruzioni e Trasporti. spostamento orizzontale per la sommità dell’antenna). ing. Padova Dr. le singole fasi di tiro (1E + ΣXi) e la sovrapposizione del carico permanente delle finiture.427 1. La matrice di sensibilità viene impiegata per lo studio dei tiri teorici da introdurre in ogni strallo.215 -0. 3: sequenza degli spostamenti assoluti in direzione verticale (δZ) per i punti di attacco degli stralli e in direzione orizzontale (δX) per il punto di sommità dell’antenna.087 0.179 0. Cimolai (ing. degli spostamenti teorici per alcuni punti significativi della struttura (abbassamenti per i punti di attacco degli stralli. è possibile valutare i tiri reali alla fine di ogni fase e alla fine dell’intera attività di tesatura (Tab. risultata nell’ambito dei valori teorici. Danilo Mora e Roberto Ricci Maccarini.296 -0. ing.Coefficienti di sensibilità delle tesature Stralli 1 2 3 4 5 6 Fase 1 ritesatura 3 e Fase 2 tesatura 2 e 5 Fase 3 tesatura 1 e 6 4 [daN] [daN] [daN] 0 0 184000 229000 0 0 0 130000 146000 115000 166000 0 145000 125000 130000 101000 110000 160000 Tab.148 0. Mario Organte.231 -0. (ing. Impresa generale: Wipptalerbau. Massimiliano Lazzari Direzione Lavori: 3M Engineering srl . ing. Ing.188 -0.215 -0.270 0 1. mediante tale tabella.293 -0. Ennio Picco).157 0. Studio 3M Engineering.Trazione introdotta negli stralli assoluto Fase 1A Fase 1B Fase 1C Fase 1D Fase 1E Fase 1E+3+4 Fase 1E+3+4+2+5 Fase 1E+3+4+2+5+1+6 Fase 1E+3+4+2+5+1+6+PERM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 49 I strallo 48 II strallo 51 III strallo 24 antenna Dz [m] Dz [m] Dz [m] Dx [m] -0. 1 .114 -0.236 -0. Massimiliano Lazzari.213 0 0 0 1. Danilo Mora e Roberto Ricci Maccarini. della rigidezza assiale degli stralli.124 0. Ufficio tecnico Cimolai SpA.029 0. che considera le diverse configurazioni di tesatura.I. con la collaborazione dell’ing. Bolzano Strutture metalliche: Cimolai SpA Progetto costruttivo e studio del montaggio e varo: U. effettuata con diversi valori del modulo elastico “apparente” degli stralli.000 0 0 0 0.Ripartizione 10 .167 -0.109 0. Facoltà di Ingegneria.070 0.054 0.835 -0.329 -0.048 0. Studio Ingegneria strutturale Organte-Bortot.066 -0.754 1.020 0. ing. Sono considerate le fasi preparatorie (da 1A a 1E).Infrastrutture Progetto generale e strutturale: 3M Engineering srl .114 0.144 -0.179 0 0 0 0 0.130 Tab.358 0.110 0.142 -0. nella tabella 3 è riprodotta una sequenza attesa per le deformazioni citate.000 Tab.Ingg. 2 .133 -0. Sensibilità strallo DATI DI PROGETTO 1 Fase 3 2 Fase 2 3 Fase 1 4 Fase 1 5 Fase 2 6 Fase 3 1 Fase 3 2 Fase 2 3 Fase 1 4 Fase 1 5 Fase 2 6 Fase 3 1.195 -0.173 -0.294 -0.Ingg.262 0. Massimiliano Lazzari) l’effetto di un tiro unitario sugli altri stralli.170 0.075 -0. Bressanone (BZ) Dr. 2). Università di Padova Dr.064 0.849 1.321 -0.091 -0. L’analisi degli effetti delle varie fasi di tesatura ha condotto anche all’individuazione. Ennio Picco.276 -0.439 0.027 0. Roberto Ricci Maccarini.000 -0.064 0. Mario Organte. e di valutazione sperimentale. Dr.T.166 -0.217 -0.Tesatura unitaria strallo Committente: Provincia Autonoma di Bolzano .000 -0. dato che il tiro degli stralli è effettuato con precisione. S.490 -0.000 1.000 0 0.