Infrastrutture in acciaio: la progettazione del viadotto Caffaro sulla Autostrada A3

SOMMARIO
Il viadotto Caffaro sulla autostrada A3 è sito a circa 150 km a sud di Salerno vicino allo svincolo di Lauria Sud e col suo sviluppo di quasi 400 m e tre luci tutte superiori ai 110 m risulta una delle principali opere dell’intera autostrada sia come dimensioni sia come particolarità strutturale.
L’altezza sul fondo valle è maggiore di 90 m.
La struttura a doppio cavalletto a V (dissimetrici con inclinazione di 40° all’esterno e 35° all’interno), con due sole fondazioni oltre alle spalle, è stata concepita per evitare la pila prevista sul versante sinistro del vallone del torrente Caffaro dal precedente progetto, sviluppato secondo un consueto schema di travata continua a cinque luci; pila che risultava essere intestata in una area di discarica abbandonata di grande estensione.
Lo schema strutturale scelto ha permesso un significativo contenimento della lunghezze delle campate dell’impalcato con conseguente beneficio in termini di spessore dell’impalcato e numero di fondazioni a pozzo da eseguire.
Per garantire una adeguata resistenza sismica alla struttura i due impalcati affiancati sono mutuamente collegati sulla testa dei cavalletti da traversi reticolari.

LA GENESI DEL PROGETTO
Il ponte viadotto Caffaro è sito al km 143+200 della autostrada Salerno-Reggio Calabria all’interno del Macrolotto 3 tra gli svincoli di Lauria Nord e Lauria Sud in Basilicata.
Esso è l’opera d’arte principale del Macrolotto dove sono presenti anche la lunga galleria Serra Rotonda, che coi suoi più di 3 km è diventata la maggiore galleria di tutta l’autostrada, e i viadotti Piano della Menta, Campo del Galdo e Casale Civile.

Nuovo viadotto Caffaro (a sinistra), in affiancamento all’esistente da demolire

A seguito dello spostamento a monte del tracciato che a nord scorre all’interno della nuova galleria Serra Rotonda, inserita per liberare il versante dalla attuale successione di viadotti e muri di sostegno, la ricostruzione del viadotto Caffaro avviene in nuova sede ad una distanza di circa 30 m dall’opera preesistente sulla spalla nord; la distanza si riduce fino ad una quasi completa sovrapposizione sulla spalla sud, laddove il tracciato prosegue in sede.
Così configurato il viadotto è lungo circa 400 m e raggiunge un’altezza di circa 90 m sul fondovalle.
Il progetto definitivo prevedeva una travata continua con luce massima di 120 m ed impalcato metallico a cassone chiuso in piastra ortotropa con quattro pile per via di corsa ed un totale di otto fondazioni a pozzo intestate nella roccia calcarea presente in sito.
Durante la fase di progettazione definitiva è stata rilevata la presenza di un’area di discarica in corrispondenza del versante di sinistra della valle attraversata; discarica in abbandono ed ignota come sviluppo, profondità e rifiuti conferiti.
Poiché l’inserimento della fondazione della pila P4 dentro il corpo della discarica implicava innumerevoli incertezze connesse ai tempi di realizzazione ed alla sua durabilità in ambiente potenzialmente inquinato ed aggressivo, oltre a richiedere un risanamento ambientale dell’area si è preferito in sede di progettazione esecutiva individuare una tipologia strutturale diversa che permettesse di superare l’intera discarica senza porre al suo interno nessun sostegno.

La soluzione individuata, sicuramente non comune se non unica, ha configurato il viadotto come arco telaio incastrato al piede con gambe a V dissimmetriche e, a loro volta, con campate diverse in relazione alla geometria puntuale del versante e della discarica.
La soluzione è stata scelta per la sua flessibilità nell’aderire alle specificità del tema senza sottostare a luci di impalcato eccessive (la luce massima sulla discarica è contenuta in 89 m, mentre le luci tipiche sono di 75 m) e grazie alla possibilità di montare la struttura senza l’impiego di vari eccezionali.

A sinistra la base più alta su Pila 1 nord e sopra il modello F.E.M. per l’analisi di pushover

Pur in presenza di un versante intersecato non perpendicolarmente si è avuta cura di costruire le due vie di corsa con eguale geometria delle gambe e le stesse a loro volta sono speculari su ogni via di corsa. Per adeguare la geometria delle gambe a V al terreno esse terminano al piede su basi metalliche alte fino ad una massimo di 19.5 m. Le basi sono elementi fondamentali nel comportamento dinamico dei due impalcati che sono collegati in testa da traversi reticolari. Al fine di contenere il momento flettente trasversale generato dal sisma le basi sono state dotate di una duttilità sufficiente a consentire l’adozione di un coefficiente di struttura q=2 concentrando nelle diagonali la possibilità di plasticizzazione ed avendo cura che non vi fossero fenomeni di instabilità nelle anime delle sezioni a T.
Oltre risolvere l’interferenza con la discarica la soluzione adottata nel progetto esecutivo ha dimezzato il numero di fondazioni a pozzo da intestarsi in versanti fortemente acclivi con la necessità di rilevanti opere provvisionali.

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Cerniere alla base e chiusura in chiave del cavalletto