tipologie e modalità realizzative dei ponti e viadotti...
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U.O. AREA GESTIONE COMMESSE CENTRO SUD GRANDI APPALTI
Tipologie e Modalità realizzative dei ponti e viadotti ferroviari
TIPOLOGIE E METODI DI COSTRUZIONE DI PONTI FERROVIARI -ESEMPIO DELLA COSTRUZIONE COMPLETA DI UN VIADOTTO IN c.a.p.
Luigi Evangelista
Pisa Settembre 2018
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
REALIZZAZIONE DI UN VIADOTTO in c.a.p.
ESEMPIO: IL SISTEMA VIADOTTI MODENA
vista aerea
57
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
SISTEMA MODENA
767 campate isostatiche da 31.5 m
9 impalcati continui 136 m ciascuno, tre luci 40 - 56 - 40 m
58
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IMPALCATO DEL VIADOTTO MODENA ISOSTATICO
15.3 % della L totale viadotti
755 cassoni prefabbricati
Viadotto Modena: 7113 m
Luce: 31.5 m (29; 24 m)
Peso: 688 t
Rck 45MPa
Sviluppo totale: 24 km
20 cavi 12 trefoli 0.6”
59
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
ARREDO TECNOLOGICO
60
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
CARPENTERIA
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ARMATURA
62
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PRECOMPRESSIONE
PRIMA APPLICAZIONE DI LARGA SCALA DI 566 km GUAINE CORRUGATE IN PLASTICA PER SISTEMI DI POST-TENSIONE
PRIMA APPLICAZIONE DELLE NORME SULLA PRECOMPRESSIONE POST-TESA CON GUAINE IN PLASTICA CON ESECUZIONE PROVE PRELIMINARI IN SITO
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
DA CONDURRE IN SITO AD OGNI PRIMA APPLICAZIONE DI UN SISTEMA DI PRECOMPRESSIONE POST-TESO CON GUAINE IN PLASTICA
CON LO STESSO PERSONALE E GLI STESSI STRUMENTI OPERANTI IN CANTIERE
“SYSTEM APPROVAL TESTING”
PROVE PRELIMINARI IN SITO DI QUALIFICA DEL SISTEMA
PROFILO GUAINE E DETTAGLI: IDENTICI AL CASO REALE
LARGHEZZA DELL’ANIMA: LA STESSA DELLE ANIME REALI
LUNGHEZZA: DI SOLITO META’ DELL’IMPALCATO
RIDONDANZA DI CAVI TEST
(Rif.) fib Technical Report Bulletin Nr. 7
“Corrugated plastic ducts for
internal bonded post-tensioning” (fib 2000)
TEST CHIMICI E MECCANICI
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
OR OR
6 ESTRAZIONE E TAGLIO DI CAMPIONI controlli
FASI DI PROVA
2 TENUTA STAGNA DEI CAVI
3 OPERAZIONI DI GETTO
4 TESATURA / DETESATURA DEI CAVI
5 INIEZIONE SOTTO VUOTO
1 ASSEMBLAGGIO GUAINE
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
1
32
I MODELLI DI CALCOLO - Particolari
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IMPALCATO DEL VIADOTTO MODENA CONTINUO
57.45
m
25.45
m53.10
m56 m 40 m40 m
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
TAGLIO SULLA SEZIONE DI GIUNTO
SEZIONE DI GIUNTO
TESTATE DI
RIPRESA
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
MODELLI DI CALCOLO
73 ÷129 BARRE f 40
2
1
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
PRINCIPIO DELLA COSTRUZIONE A CONCI
fase 1 – effetti del peso proprio del 1° concio
fase 1 – effetti del primo strallo
CONCIO 1
Software
Tecnico
Sangalli
8.793 (m)
Scala Telaio
20000.000 (KN.m)
Scala Momento Flett.
fase 2 – effetti del peso proprio del 2° concio
Software
Tecnico
Sangalli
8.793 (m)
Scala Telaio
20000.000 (KN.m)
Scala Momento Flett.
fase 2 – effetti del rilascio del primo strallo
Software
Tecnico
Sangalli
8.793 (m)
Scala Telaio
20000.000 (KN.m)
Scala Momento Flett.
fase 2 – effetti del secondo strallo
Software
Tecnico
Sangalli
8.793 (m)
Scala Telaio
20000.000 (KN.m)
Scala Momento Flett.
fase 2 – effetti iperstatici della precompressione – cavi presenti nel 2° concio
CONCIO 2
fase 3 – effetti del peso proprio del 3° concio
fase 3 – effetti del rilascio secondo strallo
fase 3 – effetti iperstatici della precompressione – cavi presenti nel 3° concio
CONCIO 3
7.4 Somma delle tre fasi costruttive
Le sollecitazioni riportate nei diagrammi precedenti restano tutte “imprigionate” nella struttura
per effetto dei getti dei conci successivi. La situazione finale corrisponde quindi alla somma delle
tre fasi. Qui di seguito si riporta il diagramma ottenuto dalla somma dei precedenti diagrammi e
una tabella che mostra la perfetta coincidenza fra le sollecitazioni qui ottenute e quelle derivanti
dal peso proprio e dalla precompressione sulla struttura monolitica.
Software
Tecnico
Sangalli
8.793 (m)
Scala Telaio
20000.000 (KN.m)
Scala Momento Flett.
Sezione
ascissa
[m]
Somma delle fasi
(p.p. + precomp.+
operazioni su stralli)
Struttura Monolitica
(p.p. + precomp.)
M [kNm] M [kNm]
campata di riva sinistra 13.35 11665.33 11665.20
corrente lato 40.0 m 32.5 -38738.63 -38738.71
risalto R1 lato 40.0 m 35.0 -51671.18 -51671.25
risalto R2 lato 40.0 m 37.5 -66331.47 -66331.57
asse prima pila in continuità 40.0 -83302.19 -83302.30
risalto R2 lato 56.0 m 42.5 -66582.36 -66582.45
risalto R1 lato 56.0 m 45.0 -52172.95 -52173.06
corrente lato 56.0 m 47.5 -39491.29 -39491.39
primo giunto strutturale 53.1 -16540.89 -16540.96
Mezzeria 68.0 9215.12 9215.03
corrente lato 56.0 m 88.5 -39235.78 -39235.84
risalto R1 lato 56.0 m 91.0 -51886.29 -51886.33
risalto R2 lato 56.0 m 93.5 -66264.52 -66264.57
asse seconda pila in cont. 96.0 -82953.20 -82953.25
risalto R2 lato 40.0 m 98.5 -66004.97 -66004.99
risalto R1 lato 40.0 m 101.0 -51367.14 -51367.16
corrente lato 40.0 m 103.5 -38457.09 -38457.12
secondo giunto strutturale 110.55 -10104.89 -10104.94
campata di riva destra 122.65 11783.05 11782.97
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CASSERO APPOGGIATO A TERRAModena continuo su Interconnessione: 2 travate
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CASSERO SOSPESO DA CARROPONTE
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CASSERO SOSPESO DA CARROPONTE
Modena continuo su Auto-
Brennero: 2 travate
Modena continuo su fiume
Panaro: 2 travate
Modena continuo su fiume
Secchia: 3 travate
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REALIZZAZIONE DI UN VIADOTTO in c.a.p.
ESEMPIO: IL SISTEMA VIADOTTI MODENA
vista aerea
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Esecuzione di pali e diaframmi di fondazione
MODALITA’ COSTRUTTIVA fondazioni
Le fondazioni per la costruzione dei viadotti Modena sono state realizzate:
- I pali del diametro di 1500 mm con lunghezza;
- a volte su diaframmi, spessi 120 cm e lunghi 36 m, in corrispondenza delle travate continue;
- N.B. cls per pali / diaframmi consistenza S 4 /Rck 25 .
1,20m
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA scapitozzatura pali
Demolitore idraulico a corona
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA armatura fondazione / pila
Sull’armatura del plinto
viene posizionata una
guida circolare in cui
alloggiare l’armatura del
fusto pila, precedentemente
assemblata fuori opera in
apposita dima.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fondazioni
Plinti: dimensioni m ( 9,5 x 16,7 x 2,2 )
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA armatura pila
Dima per assemblaggio armature fusto pila
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA realizzazione pile del Panaro
Fase di montaggio dell’ armatura di una pila prefabbricata.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA elevazione
Pile: sezione: circolare diametro esterno 3,5 m,
altezza: variabile tra 5,45 m e 12,20 m
tipologia: cave (con parete s = 50 cm), cave riempite e piene.
Cls per pile consistenza S 4 / Rck 35.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pulvino
Pulvino: dimensioni m (8,40 x 4,40 x 1,80)
cls per pulvini consistenza S 4 / Rck 35
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pile / pulvini
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA pulvino
I pulvini ospitano:
- baggioli con contropiastre inghisate con malta autolivellante di allettamento,
- ritegni antisismici,
- sistema di smaltimento delle acque meteoriche e due vani con le scale di accesso per l’ispezionabilità.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA IMPALCATO: Cassero
1. Verifica dimensionale del cassero esterno;
2. Pulizia e stato del cassero;
3. Regolazione del cassero di fondo;
4. Posizionamento delle 4 contropiastre
superiori degli appoggi;
5. Posizionamento inserti (barre dywidag)
forometria antigalleggiamento 28 guaine
corrugate ∅ 90;
6. Posizionamento inserti forometrie per
pluviali 4 tubi in PVC rigido ∅ 250 spess. 3
mm;
7. Posizionamento inserti forometrie per
sollevamento trave 8 tubi in PVC rigido ∅
110;
8. Posizionamento inserti forometrie per troppo
pieno 4 tubi in PVC rigido ∅ 250 spess. 3
mm;
9. Applicazione del disarmante 32 l.
4
5
1
3
2
6
7
8
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto gabbia armatura
Le testate del cassero vengono montate in dima prima dell’assemblaggio dell’armatura e già regolate secondo le
inclinazioni previste progettualmente. La gabbia così assemblata viene trasportata e posata sul cassero preparato ad
accoglierla nel capannone di getto.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA gabbia armatura distanziatori
I distanziatori sono in fibrocemento e hanno un diametro che varia da un minimo di 40 ad un
massimo di 65 mm (sia per l’armatura esterna che per quella interna) al fine di assicurare che
la gabbia abbia un copriferro minimo di 40 mm.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA gabbia armatura
La gabbia della trave standard (31,50 m) pesa circa 33 t: una squadra media di 10 ferraioli
la completa in 4 giorni (8h/g). La gabbia viene predisposta già con le guaine e 12 trefoli da
0,6 pollici per ciascuno dei 20 cavi, eccezion fatta per le travi da 24 m che hanno 16 cavi.
Inserti per l’armatura di ripresa del muro paraballast
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA cassaforma interna
560 mc
CONTROCASSERO da vincolare attentamente contro il galleggiamento.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA getto cls
560 mc
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA getto del cls
mc 3
mc 9
mc 6
mc 22
mc 22
mc 22
mc 22
mc 3
mc 9
mc 6
mc 22
mc 22
mc 22
mc 22
Getto di 3° faseGetto di 3° fase
Getto di 2° fase
Getto di 3° faseGetto di 3° fase
Getto di 2° fase
Getto di 1° fase
mc 337
Il getto dell’impalcato continuo è sostanzialmente distinto in due fasi:
- realizzazione della soletta della trave (circa 337 mc.), in un tempo variabile tra le 3.5 e le 4 ore.
- realizzazione del completamento delle pareti (circa 212 mc), anch’essa in un tempo di circa 4 ore.
Quindi risulta indispensabile avere una miscela ad elevata lavorabilità (con valori di consistenza S 5 – ovvero slump misurati
al cono di Abrams- ≥ 21 cm ) che conservi tale caratteristica per il tempo necessario all’esecuzione delle due fasi.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fase di getto vibratori
La vibrazione del cls gettato viene effettuata da una serie di vibratori elettrici a parete e ad ago, la cui
disposizione e potenza sono state ottimizzate attraverso una serie di prove sperimentali.
Ogni cassero esterno è dotato di 76 vibratori a parete, mentre ciascun cassero interno è dotato di 28
vibratori a parete per un totale complessivo, per tutti i casseri, di 512 vibratori. I vibratori sono settorializzati
in gruppi omogeni e vengono attivati in relazione allo stato di avanzamento del getto da una centralina di
controllo.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA fase di scasseratura
Terminato il getto e completata la
prima fase di maturazione, dopo 8/10
ore viene aperto il cassero esterno,
sfilato quello interno e rimosse le
testate.
Durante la fase di getto della trave si prelevano almeno
36 cubetti di cls in modo tale da poter disporre di:
N° 2+2+2 per il calcolo di Rckj ≥ 30MPa
N° 2+2+2 per il calcolo di Rck a 28 gg ≥ 45MPa;
N° 2+2+2 per il calcolo di Rck varo ≥ 30MPa;
N° 2 x (2+2+2) di scorta Rckj;
N° 2+2+2 di scorta per Rck varo.
Esterno
interno
testata
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA compl .montaggio testate
Durante la fase di maturazione della trave, si
completa l’assemblaggio dei cavi
(inserimento trefoli e montando le teste di
ancoraggio e i cunei per il bloccaggio dei
trefoli.
Testate di precom-
pressione montati
su cassette in
lamiera bullonate al
cassero di testata.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA 1^ fase di tesatura trefoli
Martinetto a tiro multiplo, a
doppio effetto con spingi cuneo
autobloccante.Allungamento trefoli pari al
38,5% del valore di progetto
Si provvede poi alla tesatura dei cavi di precompressione nella misura del 38,5% del valore finale di
progetto.
Entro 15 giorni dalla prima tesatura dei trefoli va eseguita l’iniezione dei cavi.
Tale operazione non può avere inizio né prima delle 24 ore né prima del raggiungimento di Rckj ≥30 MPa.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA area stoccaggio travi
La trave trasportata nell’area di stoccaggio viene
alloggiata su appositi pilastri, sui quali sono stati
precedentemente posizionati gli apparecchi di appoggio
definitivi.
Appoggi fissi e multidirezionali.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA stoccaggio travi
Sono state realizzate 16 piazzole per l’appoggio delle travi
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA taglio trefoli
Nell’area di stoccaggio si completa la
tesatura dei cavi e si procede al taglio
delle fruste dei trefoli con la
metodologia al plasma.
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA stoccaggio ed iniezione cavi
Completato il taglio dei trefoli, si procede all’iniezione dei cavi con miscela di boiacca.
L’iniezione dei cavi avviene impiegando la tecnologia del sotto vuoto.
Si crea il vuoto all’interno del cavo sino a mantenere stabilmente durante tutta l’ operazione
una pressione di 200 millibar.
Dopo si inietta il cavo sino a che la boiacca non appare nel tubo trasparente della pompa del
vuoto.
Terminata questa fase, e chiusi gli sfiati del sottovuoto, si deve ristabilire la pressione di 5
bar all’interno del cavo iniettato fintanto che la stessa non rimarrà invariata, senza pompare
per un minuto.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA inghisaggio piastre
Per gli appoggi fissi e
unidirezionali, sui baggioli sono
state inghisate le contropiastre
inferiori con quote come da
progetto; per il multidirezionale
la quota di progetto è stata
abbassata di 5 mm, per poter
posizionare una piastra in
acciaio inox dello stesso
spessore.
Tolleranza quote +/- 1 mm.
WB S VI 75 A T R A VE D A T A
M ILA N O B OLOGN A
Appoggio fisso Appoggio multidirezionale
3 4
1 2
Appoggio fisso Appoggio unidirezionale
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IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto travi
Attraversamento della Sp 13 di Modena durante la fase di trasporto delle travi al viadotto Brennero.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA trasporto travi
Il varo delle travi avviene separatamente per ciascuna via di corsa, utilizzando i carrelloni di varo
che trasportano gli elementi prefabbricati sulla stessa via già realizzata.
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 1
Il varo può iniziare solo quando l’impalcato
ha raggiunto la resistenza Rck ≥ 36,5 N/mm².Il carrellone avanza in corrispondenza della
trave di sottoponte.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 2
Una volta arrivato in prossimità del varo il carrellone si posiziona sopra la trave di sottoponte
sul carrellino. Il carrello anteriore del carrellone viene sollevato mediante quattro martinetti
idraulici.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 3
La trave spinta dai due macchinari raggiunge la posizione esatta per il varo.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 4
Arrivati nella posizione esatta, si sfila la trave di varo/sottoponte e si cala la trave poggiandola
su delle celle di carico.
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CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA verbale di pesatura
Prima del varo definitivo, la trave che è già
dotata di appoggi imbullonati alle
contropiastre superiori, verrà calata su
delle celle di carico.
Se il carico letto sulle celle è pari a P / 4 ± S
(P peso tot della trave ed S è uno
scostamento fornito dal progettista pari al
5% di P / 4) la trave viene calata nella
posizione definitiva.
Nel caso il valore letto nono rientri nei limiti
stabiliti, P / 4 ± S, si interviene solo sotto
l’appoggio multidirezionale per semplicità
di lavorazione. Si risolleva la trave e si
inseriscono degli spessori metallici da 1 o 2
mm tra l’appoggio e la cella di carico,
rifacendo la lettura. Tale operazione si
ripete fino al raggiungimento dei valori
prescritti.
WB S VI 75 A T R A VE M 1 D - M 2 D D A T A 10/ 12/ 2002
M ILA N O B OLOGN A
Appoggio fisso Appoggio multidirezionale
3 4
1 2
Appoggio fisso Appoggio unidirezionale
P ILA 1 P ILA 2
A P P OGGIO 1 (F ISSO) KN M ISUR A 1
misura 1 (quota di progetto) + 0 1733 Ptot KN 6726
misura 2 (quota di progetto) + 0 P/4 KN 1682
misura 3 (quota di progetto) + 0 Max (+5%) KN 1766
misura 4 (quota di progetto) + 0 Min (-5%) KN 1597
A P P OGGIO 2 (UN ID IR EZ ION A LE) M ISUR A 2
misura 1 (quota di progetto) + 0 1693 Ptot KN 0
misura 2 (quota di progetto) + 0 P/4 KN 0
misura 3 (quota di progetto) + 0 Max (+5%) KN 0
misura 4 (quota di progetto) + 0 Min (-5%) KN 0
A P P OGGIO 3 (F ISSO) M ISUR A 3
misura 1 (quota di progetto) + 0 1701 Ptot KN 0
misura 2 (quota di progetto) + 0 P/4 KN 0
misura 3 (quota di progetto) + 0 Max (+5%) KN 0
misura 4 (quota di progetto) + 0 Min (-5%) KN 0
A P P OGGIO 4 (M LT ID IR EZ ION A LE) M ISUR A 3
misura 1 (quota di progetto) + 0 1599 Ptot KN 0
misura 2 (quota di progetto) + 0 P/4 KN 0
misura 3 (quota di progetto) + 0 Max (+5%) KN 0
misura 4 (quota di progetto) + 0 Min (-5%) KN 0
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA varo 5
Ultimate le operazioni di pesatura, si cala definitivamente la trave che viene tarata sugli
appoggi e sganciata dai sostegni. Il carrellone ripercorre quindi a ritroso il percorso,
passando sulla trave appena varata, per ripetere il ciclo.
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA muro paraballast
Armatura muro paraballast
Getto muro
paraballast
cls per muro paraballast consistenza
S1/Rck30
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA impermeabilizzazione fase 1
Lavaggio delle travi Applicazione a spruzzo del primer.
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA impermeabilizzazione fase 2
Dopo 6 ore dalla stesa del primer, viene applicata a spruzzo la membrana
poliuretanica mediante un impianto semovente robottizzato al fine di
garantire l’uniformità, l’adesione al cls del prodotto e lo spessore previsto (4
mm).
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
CENTRO - SUD GRANDI APPALTI
IL SISTEMA VIADOTTI MODENA manto protettivo in clb
Progettazione e realizzazione dei Ponti FerroviariU.O. AREA GESTIONE COMMESSE
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I PONTI FERROVIARI
Grazie per l’attenzione.
l.evangelista@italferr.it.
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L’obiettivo conclusivo di tutti i nostri sforzi!
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