Ponte Morandi sul torrente Polcevera: Cinematica di un crollo

Perchè è crollato il ponte Morandi sul Polcevera

Questo studio si propone di risalire alla cinematica del crollo del ponte sul torrente Polcevera di Genova, analizzando le macerie, allo stesso modo in cui i periti di infortunistica stradale risalgono a quella di un incidente.

Costruito negli anni sessanta del secolo scorso, il ponte è crollato il 14 agosto 2018 per cause da accertare. Fu progettato dall'ingegnere Riccardo Morandi, inventore della prefabbricazione, guida per tutti i costruttori mondiali di ponti (1). Non potendo accedere personalmente sui luoghi mi riferirò alle foto e ai disegni di progetto che circolano sul web.

Cercherò di rispondere ai seguenti quesiti:

1) Quali sono stati i primi punti di rottura del ponte?

2) Il crollo è partito dagli stralli, dall’impalcato o dal cavalletto?

3) Perché i vari tratti del ponte

sembrano aver avuto dei moti indipendenti?

Elementi strutturali

Nel seguito userò la seguente terminologia (usata da R. Morandi) per indicare gli elementi strutturali fondamentali del ponte.

Ciascun sistema bilanciato è costituito da:

1) Una zattera di fondazione nervata in calcestruzzo armato poggiante su una palificata fondale di pali trivellati D=150 cm.

2) Uno speciale cavalletto in calcestruzzo armato costituito da quattro elementi ad H affiancati, collegati tra loro da trasversi. Gli estremi superiori del cavalletto costituiscono appoggi elastici per la travata di impalcato.

3) Una antenna a quattro elementi obliqui con opportuni collegamenti in entrambi i sensi (longitudinale e trasversale, dove costituisce un vero e proprio telaio), ma tali da mantenere indipendente l'antenna dal sistema cavalletto-travata.

4) Una travata continua, in calcestruzzo precompresso, del tipo cellulare con una soletta estra-dossale, una intra-dossale e 6 nervature, poggiante sul cavalletto di cui al punto 2). In corrispondenza del nodo di attacco dei tiranti di sospensione la travata presenta un robusto trasverso anch'esso in calcestruzzo armato precompresso agli estremi del quale, da ambo i lati del ponte, risultano assicurati due fasci di cavi che costituiscono i tiranti e scavalcano l'antenna a quota 90,00 m da terra.

5) Tra due travate continue è appoggiato un solaio costruito con travi Gerber (solaio Gerber).(N1)

6) Tiranti o stralli di cui al punto 4).

(N1) 1 R. Morandi, Il viadotto sul Polcevera per l’autostrada Genova Savona, “L’industria Italiana del Cemento”, 12, 1967, pp. 849-872

Principi statici

La travata continua (4) è appoggiata sul cavalletto (2). Il cavalletto riceve il carico dalla travata continua e lo scarica alla zattera di fondazione (1). I solai Gerber (2) sono appoggiati tra due ponti contigui e adiacenti. I tiranti (6) sorreggono metà del carico del solaio Gerber e parte di quello della travata continua. L'antenna, che (3) sorregge solo i tiranti scaricando il loro sulla zattera di fondazione, è separata dal cavalletto fuori della zattera di fondazione.

Come specificato pure da Riccardo Morandi, il ponte può essere considerato "una travata continua a tre luci su 4 appoggi con due sbalzi terminali", dove il tirante si comporta come un "appoggio".

Come più sopra è già stato sommariamente descritto, il sistema bilanciato consta di una travata continua a tre luci con sbalzi terminali, della lunghezza totale di 171,884 m, a sezione cellulare cava a cinque scomparti, con soletta estra-dossale dello spessore di 16 cm, n. 6 nervature dello spessore variabile da 18 cm a 30 cm ed una soletta intradossale dello spessore di 16 cm. L'altezza della travata è variabile da un massimo di 4,50 m ad un minimo di 1,82 m.

La struttura continua di cui sopra è vincolata al resto in quattro punti:

• due, centrali, posti alla distanza tra loro di 41,64 m, su due stilate inclinate, ciascuna composta di quattro pilastri di sezione variabile tra un minimo di 200 cm per 120 cm ed un massimo di 450 cm per 120 cm, ed incastrata alla base sul blocco di fondazione;
• due, laterali, alla distanza tra loro di 151,872 metri, ad un doppio sistema di tiranti che passano al disopra di uno speciale cavalletto, denominato antenna, che,
• dipartendosi anche esso dal blocco di fondazione, risulta indipendente dalla travata salvo, beninteso, il legame operato dal sistema dei tiranti.

L'antenna è costituita da due strutture ad A collegate tra loro a metà altezza ed in sommità (nonché dal blocco di fondazione), dell'altezza di 90,20 m, con elementi strutturali di calcestruzzo armato di sezione variabile da 4,50 m per 0,90 m a 2 m per 2,956 m. (N.2)

N.2 R. Morandi, Il viadotto sul Polcevera per l’autostrada Genova Savona, “L’industria Italiana del Cemento”, 12, 1967, pp. 849-872

Descrizione del crollo

Il crollo riguarda i seguenti elementi:

• Il cavalletto n° 9 e il sovrastante impalcato (scatolato) BC,
• i due solai Gerber, AB e CD, appoggiati da un solo lato, destro e sinistro, sull'impalcato di cui sopra.

Dal punto di vista topografico, il lato sinistro è orientato verso levante (Genova) e scavalca i binari della ferrovia, il lato sinistro dà verso ponente (Savona) e scavalca il torrente Polcevera.

Crollo degli impalcati Gerber

I solai Gerber sono costituiti da travi prefabbricate su cui poggia il solaio della carreggiata. Questi sono semplicemente appoggiati sui solai scatolati relativi a due cavalletti. Il solaio AB è appoggiato sui solai scatolati relativi ai cavalletti n° 9 e n° 10, mentre il solaio CD è appoggiato su quelli relativi al cavalletti n° 8 e n° 9. I tratti AB e CD, solai Gerber, si schiantano a terra mantenendo sostanzialmente la loro forma e orientamento. Il tratto AB cade a cavallo di una sede ferroviaria e un canalone. Il tratto CD cade oltre il torrente Polcevera, nella strada tra i capannoni industriali.

SEGUE IN ALLEGATO

Questo articolo fa parte di un approfondimento curato da Enzo Siviero su Riccardo Morandi visibile a questo LINK.