Adeguamento idraulico e strutturale del ponte a Pian dell’Isola sull’Arno

Delle tre scelte d'intervento possibili si è optato per l'adeguamento, dato che era necessario mantenere l'infrastruttura transitabile

L’adeguamento idraulico del fiume Arno richiede tutta una serie di opere di notevole impegno tecnico- economico. L’asta fluviale è altresì attraversata da numerose opere d’arte, molte delle quali con possibilità di deflusso insufficiente per i fenomeni di piena di riferimento per la sicurezza ambientale.

In questo contesto si inserisce il ponte di Pian dell’Isola tra i territori di Incisa-Valdarno e Reggello che si presenta come una struttura relativamente recente, visto la costruzione avvenuta negli anni 1985- 1988, ma assolutamente inadeguata dal punto di vista idraulico (Fig.1). L’intradosso del ponte si attesta infatti ben al di sotto del livello di piena con tempo di ritorno di duecento anni con inevitabili ripercussioni in caso di piena.

Dal punto di vista stradale l’attraversamento è anche un ramo fondamentale nel reticolo infrastrutturale dell’area, dal momento che non esistono possibilità alternative di superamento dell’Arno a distanze ragionevoli da poter immaginare un blocco, seppur temporaneo, della circolazione.

Il progetto della cassa di espansione di Figline impone l’adeguamento idraulico del ponte in modo da garantire il passaggio della piena di progetto senza particolari alterazioni del flusso; in pratica l’intradosso del ponte non potrà rimanere a quella quota. Le alternative progettuali sono state sviluppate a livello sufficiente per potere eseguire valutazioni comparate in termini di costi-benefici.

Le soluzioni poste a confronto sono state le seguenti:

• a) completo rinnovo della struttura;
• b) costruzione di una nuova struttura su diverso tracciato stradale e successiva dismissione dell’attuale;
• c) adeguamento del ponte attuale;

Il completo rinnovo della struttura avrebbe comportato una interruzione della strada per lungo tempo, circa un anno, che è stata ritenuta di estrema penalizzazione per le necessità di mobilità del territorio.

La costruzione di una nuova infrastruttura porta ad un ulteriore consumo di suolo e ad una alterazione non trascurabile della rete infrastrutturale con tutte le conseguenze relative agli accessi privati, sia per uso abitativo che industriale, nelle aree interessate.

In aggiunta, i costi di realizzazione sono certamente elevati, molto superiori alle altre soluzioni.

L’adeguamento del ponte attuale rappresenta aspetti certamente positivi: costi di esecuzione limitati; recupero di ampie parti della struttura esistente e, se ben organizzata, mantenimento del traffico sull’attraversamento. Tra gli aspetti negativi di questa soluzione va segnalata la durata dell’intervento che, dovendo mantenere il transito, diventa necessariamente più lungo della soluzione della completa demolizione e successivo rinnovo.

La valutazione ponderata delle varie soluzioni ha condotto alla scelta di adeguamento che, alla luce dei lavori eseguiti, ha confermato il giudizio iniziale.

Il progetto

I vincoli posti al progetto di adeguamento sono stati dettati dalle valutazioni comparate con le altre soluzioni. A fronte del mantenimento del traffico alternato sul ponte l’amministrazione regionale della Toscana ha richiesto che l’adeguamento riguardasse sia l’aspetto idraulico che strutturale e funzionale.
I requisiti di carattere idraulico impongono l’innalzamento dell’intradosso del ponte dalla quota di 112,00 s.l.m. alla quota di 116,66 s.l.m.; in pratica un sollevamento di circa 4,50 metri.

Per raggiungere il livello di progetto le pile sono state prolungate con la medesima sezione scatolare fino alla quota richiesta. Parimenti le due spalle sono state rialzate e i due passaggi laterali sulle vie alzaie sono stati interamente rinnovati a causa dell’impossibilità di mantenere quelli esistenti.

Dal punto di vista funzionale l’attraversamento è stato adeguato alle norme stradali con una sezione destinata al traffico della larghezza di 9,50 metri organizzata con due corsie di 3,50m e banchine ai lati di 1,25 m in conformità alla categoria C2 delle norme stradali. La sede viabile è contenuta in barriere del tipo H2 e affiancata da due piste ciclo pedonali della larghezza netta di 2,50 metri.

In pratica è stato previsto un allargamento della sede stradale da 12 m a 16 metri circa. I parametri del tracciato del nuovo tracciato stradale sono stati mantenuti, per quanto possibile all’interno dei valori previsti dalle norme e precisamente la pendenza è stata limitata al 7%; il raggio verticale convesso è pari a 1500 m; i raccordi concavi sono differenti tra riva destra e sinistra, rispettivamente pari a 2000 e 1000 metri. I due rilevati di accesso sono già stati impostati in modo da consentire un futuro ampliamento delle due piste ciclabili a lato per l’intero percorso.

La struttura così modificata è stata adeguata alle nuove norme stradali NTC2018 nonché alle richieste prestazionali fissate per l’azione sismica. L’impalcato è stato allargato con l’uso di coppelle metalliche in grado di contenere il getto sia per la soletta che per i cordoli e garantire una sufficiente sezione resistente con spessori ridotti. La soletta attuale è stata scarificata con idrodemolizione per una profondità media di 10 cm e ricostruita in modo da connettere in piena efficienza le nuove parti laterali.

L’incremento dei pesi, pur modesto, ha richiesto il rinforzo delle travi d’impalcato ottenuto per mezzo di cavi esterni di precompressione disposti con tracciato in modo da ottenere delle forze esterne verticali di sollevamento di entità tale da assicurare il bilanciamento dei nuovi carichi.

Le pile sono state innalzate con la stessa sezione alveolare originaria mantenendo gli stessi pali di fondazione e con un rinforzo della soletta di base destinato a garantire l’affidabilità del trasferimento del carico ai pali nonché ad evitare pericolosi fenomeni di scalzamento (Fig.2).

Per ridurre gli effetti delle azioni sismiche sulle pile, sono stati modificati i vincoli e precisamente l’intera struttura è stata collegata dai cavi di precompressione esterna in modo da riportare l’azione longitudinale dell’impalcato alla spalla in sinistra idraulica. Questa disposizione ha ridotto l’azione sismica longitudinale delle pile mantenendo l’azione derivante dall’impalcato per il solo sisma trasversale.

Agendo in questo modo i pali sono stati verificati con gli stessi carichi massimi previsti nel progetto originario senza la necessità di rinforzi. Le due spalle laterali sono state rinforzate con una batteria di barre autoperforanti che riprendono tutte le azioni longitudinali in corrispondenza dei baggioli con particolare attenzione per la spalla in sponda sinistra che raccoglie tutta l’azione sismica longitudinale d’impalcato.

La nuova struttura è stata completata dai muri d’ala perforati con uno scatolare di nuova costruzione in grado di garantire il passaggio sulle due vie alzaie ai lati del fiume.

La costruzione

Un aspetto di estrema importanza dell’intero intervento è stato certamente quello riguardante la modalità costruttiva. Tra le varie alternative possibili e precisamente adeguamento dell’impalcato esistente o sostituzione con uno di nuova fattura, la scelta era ricaduta sul mantenimento dell’esistente purché fosse mantenuta anche la percorribilità dell’attraversamento senza soluzione di continuità. La struttura a sei travi affiancate si prestava allo scopo. La prima attività è stata quella del taglio longitudinale dell’impalcato a metà in modo da realizzare una via di monte e una di valle protette entrambe da guardiavia.

Una volta deviato il traffico su una sola via e in modalità alternata gestita da semafori, il lavoro ha riguardato la costruzione dei muri d’ala e del corrispondente attraversamento prima dal lato di monte e poi di valle. Una volta completate le due parti laterali le attività sono state concentrate sull’innalzamento dell’impalcato avvenuto per mezzo di martinetti con passi limitati a 50 cm. Il prolungamento della pila è stato ottenuto con getti successivi e prolungamenti di armatura per sovrapposizione.

Per ogni tratto elementare è stato completato il getto della metà pila afferente e così di seguito fino ad un dislivello tra le due parti non superiore a 1,50-2,00 metri (Fig.3). Agendo in questo modo con quattro cambi di carreggiata è stato raggiunto il livello finale. Con il posizionamento dell’impalcato alla sua quota definitiva sono iniziati i lavori di adeguamento strutturale seguendo le normali tecniche già consolidate che prevedono l’idrodemolizione della soletta; la sua ricostruzione con la larghezza di progetto e l’attivazione della precompressione longitudinale esterna di rinforzo. I due raccordi stradali non richiedono partico- lari attenzioni oltre le normali attività connesse ai lavori di adeguamento stradale su rilevato.

La modalità costruttiva ha richiesto un notevole impegno organizzativo visto anche la novità costituita dalla suddivisione con parziale demolizione e ricostruzione dell’impalcato esistente.

Il traffico stradale di attraversamento è sempre stato mantenuto senza alcuna limitazione di peso o ingombro e senza arrecare particolari difficoltà alle attività presenti nell’area.

L’intervento di Pian dell’Isola rappresenta certamente una novità nel panorama degli interventi di adeguamenti dei ponti. Il ventaglio degli obiettivi raggiunti in termini di compatibilità idraulica, funzionale, strutturale e sismica è arricchita dal mantenimento della continuità operativa dell’attraversamento, anche se a senso unico alternato.