Progettazione di un nuovo ponte in acciaio ad U “sopra”

Le caratteristiche del ponte esistente

Il ponte esistente è situato al km 8+500 della Strada Provinciale S.P. 207 “di Olbicella” in Comune di Molare, Provincia di Alessandria, che si articola lungo le pendici dei rilievi locali appartenenti alla dorsale appenninica settentrionale nel tratto di confine fra il Piemonte e la Liguria.

Il manufatto esistente è in calcestruzzo (debolmente) armato la cui realizzazione può essere fatta risalire a prima della Seconda Guerra Mondiale in quanto memorie storiche locali ricordano già la sua presenza durante il conflitto. Successivamente, negli anni ‘60 del secolo scorso, il manufatto è stato oggetto di un intervento di ammodernamento funzionale consistito nell’allargamento dell’impalcato conferendogli così l’attuale geometria.

L’attraversamento presenta una lunghezza totale di poco inferiore a 35 m ed è caratterizzato da uno schema strutturale ad arco a tre campate aventi luci nette pari a circa 6.0, 11.5 e 5.5 metri, mentre la larghezza dell’impalcato in rettifilo è pari a circa 4.00 m che si allarga in corrispondenza dei due accessi terminali.

Attualmente la larghezza della sede stradale consente esclusivamente la marcia alternata e i veicoli che s’incrociano in prossimità del ponte possono fermarsi nelle zone d’ingresso che presentano larghezze fino a 6.0 m circa.
Come mostra la Figura sottostante, estratta dai disegni storici del manufatto reperiti nell’archivio del Comune di Molare, l’opera di attraversamento supera una depressione del terreno che, nel punto più profondo raggiunge i 13 m, così che corrisponde all’incirca all’altezza della pila lato Olbicella.

Le pile sono di sezione rettangolare di dimensioni pari a 2.0 m in direzione parallela al ponte e circa 4.50 m in direzione trasversale.

Il primo sopralluogo in sito, effettuato nel mese di settembre 2019, ha consentito di constatare il grave stato di ammaloramento in cui versava il manufatto, con diverse criticità importanti.

Il degrado risultava generalizzato a tutte le parti strutturali principali del ponte: pile, spalle, impalcato e archi portanti apparivano in condizioni statiche pessime tanto da ipotizzare l'immediata chiusura al traffico della infrastruttura che al momento dell'ispezione era già soggetta ad un divieto di transito per veicoli di peso superiore a 12 tonnellate.

Viste le avanzate condizioni di ammaloramento del manufatto, il solo consolidamento dell’impalcato come era previsto dall’incarico ricevuto, apparve fin da subito insufficiente per ripristinare le condizioni di sicurezza statica del manufatto. A parere dello scrivente, per poter garantire la sua idoneità statica era necessario intervenire in maniera generalizzata su tutte la principali parti strutturali del manufatto, sia in elevazione che in fondazione.

In particolare, destavano parecchia preoccupazione gli archi portanti che apparivano difficilmente recuperabili con un intervento di consolidamento, mentre sembrava necessaria la loro integrale demolizione e ricostruzione.

Il nuovo ponte Olbicella e la scelta progettuale

Uno degli aspetti fondamentali che hanno condizionato fin da subito la scelta progettuale del nuovo impalcato è stato la necessità di modificare in misura minima la livelletta stradale attuale.

Fortunatamente, l’attuale opera d’arte era posizionata in una sorta di conca naturale del tracciato stradale della strada, così che la livelletta stradale prima e dopo l’accesso al ponte risultava a quote maggiori rispetto al piano viario sull’attraversamento.

Per questo motivo, è stato possibile “rettificare” le quote della livelletta facendo in modo che la strada esistente si raccordasse in maniera uniforme con il nuovo piano viario.

Il nuovo ponte doveva superare la lunghezza della depressione con un’unica campata senza appoggi intermedi, collocandosi planimetricamente in corrispondenza del manufatto esistente, mantenendo rispetto ad esso un gap altimetrico tale da evitare qualsiasi interferenza e interazione in fase di esercizio.

Si è quindi optato per una tipologia strutturale ad U, ossia con impalcato a via inferiore sostenuto da travi di bordo emergenti.

Nella letteratura tecnica anglosassone questa tipologia strutturale è denominata half through U-bridge ed è stata storicamente impiegata prevalentemente nella realizzazione di ponti ferroviari. Tuttavia, in anni recenti, il suo impiego per la realizzazione di ponti stradali è cresciuto notevolmente e sulla rete viaria nazionale se ne possono trovare numerosi esempi.

Come anzidetto, l’attuale sede stradale sul manufatto esistente ha una larghezza complessiva pari a circa 4 metri, comprese le barriere, che sono costituite da un parapetto di dimensioni modeste in precarie condizioni.

Tenuto conto che lungo tutto il tracciato della strada provinciale SP207 sono presenti numerosi tratti dove la larghezza percorribile non supera questa dimensione o risulta addirittura inferiore, consentendo il passaggio di un singolo veicolo alla volta, con la Committenza si è deciso di stabilire una dimensione trasversale del nuovo impalcato tale da avere la medesima larghezza stradale attuale, garantendo però le condizioni di sicurezza stradale richieste dalla normativa vigente.

È stata quindi concepita una sezione trasversale dell’impalcato caratterizzata da un interasse fra le travi portanti di bordo pari a 6.5 metri, con una larghezza utile interna pari a circa 6.0 m e con una sede stradale avente una larghezza utile pari a circa 4.5 m.

Inoltre, al fine di superare la depressione naturale del terreno con un’unica campata, la lunghezza complessiva del ponte è risultata pari a 28 m con una luce netta fra gli appoggi pari a circa 27 m.

La sezione trasversale delle travi è caratterizzata da un’altezza massima pari a 2 m che si mantiene costante per una lunghezza di circa 16 m a cavallo della mezzeria per poi raccordarsi linearmente all’altezza minima pari a circa 1 m in corrispondenza delle due estremità.

Il rapporto tra la luce netta degli appoggi e l’altezza massima delle travi risulta quindi pari a circa 13.5, risultando quindi confrontabile con i valori tipici di L/H indicati dalla letteratura tecnica per questa specifica tipologia strutturale, compresi fra 12 e 14.

In specifico, le travi principali sono caratterizzate dalle seguenti dimensioni dei principali componenti:

• piattabande inferiore e superiore: larghezza 550 mm, spessore della lamiera 35 mm (costanti su tutta la loro lunghezza);
• anima: altezza massima pari a 1930 mm, minima 930 mm, spessore della lamiera 12 mm.

Le travi sono completate da elementi verticali di irrigidimento dell'anima aventi forma a T saldati alla faccia interna, ossia verso la sede stradale. Questi irrigidimenti sono disposti in corrispondenza dei traversi realizzando i telai trasversali che stabilizzano l’ala superiore compressa delle travi nei confronti dei fenomeni di instabilità.

L’impalcato è costituito da profilati a doppio T tipo HEA 280 (HEA360 in corrispondenza delle testate) disposti trasversalmente a passo di circa 1.5 m sopra i quali è appoggiata la soletta in calcestruzzo gettata in opera su lastre predalles, resa collaborante con i traversi mediante connettori a taglio (pioli Nelson) saldati all’ala superiore dei profilati metallici.

La soletta in calcestruzzo presenta una altezza complessiva pari a 22 cm compreso lo spessore delle lastre predalle, pari a 6 cm; il getto in opera è stato quindi di soli 16 cm, ossia 550 kg a metro quadrato in pianta.

Tutti gli elementi in carpenteria metallica sono realizzati impiegando acciaio autopatinabile (weathering steel), noto con il nome di CORTEN, di classe S355 J2 W.

La seguente tabella riporta il peso complessivo della carpenteria metallica e le relative incidenze a metro lineare e a metro quadrato in pianta del ponte, considerando come dimensioni 28 m di lunghezza complessiva per 6.5 m di larghezza corrispondente all’interasse fra le due travi principali.

  
Il peso complessivo del ponte, comprensivo di pavimentazione e barriere, è risultato quindi di poco inferiore a 200 tonnellate.

L’opera è stata definitivamente ultimata all’inizio del mese di agosto 2023 quando sono state posate le barriere bordo ponte e alcuni tratti corrispondenti alle zone di transizione.

Per ragioni legate alla manutenzione della strada che nei mesi invernali è spesso interessata da copiose nevicate, lungo il ponte le barriere sono costituite dai soli nastri ad onda direttamente fissati alle travi portanti di bordo a mezzo di opportuni braccetti deformabili, senza montanti a terra. Invece, nelle zone di transizione sono state impiegate barriere classiche con montanti a terra.

 
L’intervento descritto in questa memoria rientra nell’ambito dei finanziamenti destinati dalla Regione Piemonte per “Interventi di messa in sicurezza delle strade provinciali: completamento del piano di investimento della Regione Piemonte di cui alla DCR n. 271/37720 del 27/11/2002 e miglioramento delle condizioni di sicurezza e della rete esistente”, nell’ambito del Piano Operativo Fondo Sviluppo e Coesione Infrastrutture 2014/2020, Asse Tematico di messa in sicurezza del patrimonio infrastrutturale esistente – Linea d’azione “Interventi di adeguamento e manutenzione straordinaria della rete stradale riguardanti itinerari e strade particolarmente pericolose in quanto affette da rilevante incidentalità, interventi di messa in sicurezza statica delle opere d’arte principali, a valere sulle risorse di questo ultimo, ai sensi della Legge 23/12/2014 n. 190 art. 1 comma 703, e delle Delibere CIPE n. 25/2016 e n. 54/2016, per un importo di Euro 45.000.000,00.

Nell’ambito dei finanziamenti ricevuti dalla Regione Piemonte per la messa in sicurezza delle infrastrutture della propria rete viaria nel periodo 2014-2020, l’Amministrazione provinciale di Alessandria, Direzione Viabilità 1 e Trasporti ha stanziato una somma di € 500.000 per eseguire un “intervento di adeguamento statico dell’impalcato del ponte sito al km 8+500 della Strada Provinciale SP207 di Olbicella”, incaricando lo scrivente ingegner Andrea Villa di sviluppare il progetto definitivo ed esecutivo e successivamente la Direzione Lavori.

A seguito di una valutazione preliminare delle condizioni statiche in cui versava il manufatto esistente, in accordo con la Committenza, si è stabilito di realizzare un nuovo ponte in sostituzione a quello esistente evitandone la demolizione. In questo modo si sono conseguiti due vantaggi: evitare i costi della demolizione e conservare la fruibilità della strada durante l’esecuzione dei lavori, sia per la popolazione locale ma anche come area di cantiere.

Dopo aver vagliato varie soluzioni, si è deciso di optare per la realizzazione di un ponte ad U, ossia a via inferiore con travi di bordo emergenti, che è risultato la tipologia che meglio rispondeva a tutte le criticità progettuali e costruttive, consentendo, al contempo, di non sforare il budget stanziato dall’Amministrazione.

Questo testo rappresenta solo una sintesi di un PROGETTO raccontato nel DATTAGLIO all'interno del PDF.