112 STRADE & AUTOSTRADE 4-2017 www.stradeeautostrade.it N ell’ambito della valutazione della sicurezza e delle conse- guenti fasi progettuali degli interventi sulle opere d’arte esistenti, previste dal D.M. Infrastrutture 14 Gennaio 2008 e in corso su tutte le strutture rilevanti, dal 2010 ad oggi ANAS SpA continua, nella sua mission, ad eseguire indagini e monito- raggi su ponti e viadotti presenti sul territorio nazionale. Le opere, in alcuni casi risalenti all’epoca della ricostruzione dopo i conflitti mondiali, presentano diffusamente uno stato fisiologico di degrado superficiale dovuto prevalentemente all’effetto degli agenti atmosferici e, in casi peculiari e circostanziati, a difetti co- struttivi connessi con le complessità esecutive rapportate all’epo- ca di realizzazione. Una scarsa attenzione nelle fasi di getto dei calcestruzzi, piuttosto che un insufficiente copriferro per erroneo posizionamento delle casseforme nei lavori di carpenteria, risul- tano essere le più frequenti cause della identificazione di labilità strutturali che, con il tempo, possono individuare zone più espo- ste al degrado e all’ammaloramento corticale delle parti d’opera. Il caso rappresentativo descritto nel presente approfondimen- to tecnico è quello del ponte Petrace (Figura 1), situato al km 479+600 della S.S. 18 “Tirrena Inferiore” nel tratto calabrese in provincia di Reggio Calabria, al confine tra i comuni di Gioia Tauro e Palmi. La costruzione dell’opera è stata avviata nel 1954 con collaudo statico risalente al 15 Marzo 1959. L’opera d’arte è stata oggetto di recente manutenzione straordi- naria incentrata sul risanamento corticale delle porzioni strutturali degradate. Il progetto è stato finanziato nell’ambito del program- ma di interventi inseriti nel D.L. 133/2014 “Sblocca Italia”, redatto nel 2015 ed appaltato nel 2016. In esito alle risultanze di una campagna di indagini condotte dall’impalcato mediante autocarro by-bridge, detti lavori di ri- sanamento sono stati progettati ed appaltati con lo scopo pre- cipuo di ripristinare l’originaria integrità dell’opera d’arte me- diante risanamento corticale, reintegro di armature ammalorate, SI PRESENTANO I LAVORI DI RISANAMENTO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI AMMALORATI DELL’OPERA, UBICATA ALLA P.K. 479+600 DELLA S.S. 18 “TIRRENA INFERIORE”, IN PROVINCIA DI REGGIO CALABRIA MANUTENZIONE STRAORDINARIA PER IL PONTE PETRACE Silvio Baudi (1) Raffaele Hassler (2) 1. Il ponte della S.S. 18 sul fiume Petrace durante la costruzione in una foto del 1957 cementi& calcestruzzi
Nell’ambito della valutazione della sicurezza e delle conse-guenti fasi progettuali degli interventi sulle opere d’arte esistenti, previste dal D.M. Infrastrutture 14 Gennaio 2008
e in corso su tutte le strutture rilevanti, dal 2010 ad oggi ANAS SpA continua, nella sua mission, ad eseguire indagini e monito-raggi su ponti e viadotti presenti sul territorio nazionale. Le opere, in alcuni casi risalenti all’epoca della ricostruzione dopo i conflitti mondiali, presentano diffusamente uno stato fisiologico
di degrado superficiale dovuto prevalentemente all’effetto degli agenti atmosferici e, in casi peculiari e circostanziati, a difetti co-struttivi connessi con le complessità esecutive rapportate all’epo-ca di realizzazione. Una scarsa attenzione nelle fasi di getto dei calcestruzzi, piuttosto che un insufficiente copriferro per erroneo posizionamento delle casseforme nei lavori di carpenteria, risul-tano essere le più frequenti cause della identificazione di labilità strutturali che, con il tempo, possono individuare zone più espo-ste al degrado e all’ammaloramento corticale delle parti d’opera.Il caso rappresentativo descritto nel presente approfondimen-to tecnico è quello del ponte Petrace (Figura 1), situato al km 479+600 della S.S. 18 “Tirrena Inferiore” nel tratto calabrese in provincia di Reggio Calabria, al confine tra i comuni di Gioia Tauro e Palmi. La costruzione dell’opera è stata avviata nel 1954 con collaudo statico risalente al 15 Marzo 1959.L’opera d’arte è stata oggetto di recente manutenzione straordi-naria incentrata sul risanamento corticale delle porzioni strutturali degradate. Il progetto è stato finanziato nell’ambito del program-ma di interventi inseriti nel D.L. 133/2014 “Sblocca Italia”, redatto nel 2015 ed appaltato nel 2016. In esito alle risultanze di una campagna di indagini condotte dall’impalcato mediante autocarro by-bridge, detti lavori di ri-sanamento sono stati progettati ed appaltati con lo scopo pre-cipuo di ripristinare l’originaria integrità dell’opera d’arte me-diante risanamento corticale, reintegro di armature ammalorate,
SI PRESENTANO I LAVORI DI RISANAMENTO DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI AMMALORATI DELL’OPERA, UBICATA ALLA P.K. 479+600 DELLA S.S. 18 “TIRRENA INFERIORE”, IN PROVINCIA DI REGGIO CALABRIA
MANUTENZIONE STRAORDINARIA PER IL PONTE PETRACE
Silvio Baudi(1)
Raffaele Hassler(2)
1. Il ponte della S.S. 18 sul fiume Petrace durante la costruzione in una foto del 1957
rinforzo e ripristini con malte speciali e compositi fibrorinforzati, il tutto realizzato in opera mediante ausilio di significative opere provvisionali per consentire l’accessibilità di tutte le parti strut-turali in quota.
DESCRIZIONE DELL’OPERA D’ARTELo schema architettonico del ponte Petrace è del tipo ad arco a via superiore. L’opera si sviluppa in rettifilo con campate sorrette da tre arcate, ciascuna costituita a sua volta da tre archi affiancati, impostate direttamente sulle opere di fondazione e collegate in chiave, per uno sviluppo complessivo di 274 m.L’impalcato, a carreggiata unica, è realizzato con piastre nervate in c.a. con nervature longitudinali e trasversali impostate solidal-mente e sorrette da ritti verticali, a sezione variabile, scaricanti sulle tre arcate principali. Le tre arcate, con sezione rastremata verso la sommità, presentano un’arcata centrale simmetrica e le due laterali zoppe. Esse sono collegate trasversalmente da setti a sezione variabile e quota differente e sono impostate diretta-mente alle pile e alle spalle, queste ultime realizzate in c.a. del tipo a mensola a parete sottile con muri di risvolto.Dall’epoca di costruzione non sono stati rintracciati atti o riferi-menti ad interventi di manutenzione straordinaria sulla struttura, a meno della ordinaria e straordinaria manutenzione effettuata periodicamente sulla sovrastruttura dell’impalcato.
IL MONITORAGGIO DELLA STRUTTURA NEL SUO STATO DI FATTO ANTE OPERAM E L’OBIETTIVO DEGLI INTERVENTIIl ponte è stato ispezionato e monitorato con due successive e progressivamente approfondite campagne di indagini. Una prima campagna più estensiva è stata affidata nel 2010 all’ATI composta da Songeo Srl, Studio Speri Srl, Sering Ingegneria Srl ed Integra Srl, la quale ha condotto ispezioni visive sull’intera opera d’arte al fine di individuare eventuali difetti o dissesti e classificarli per tipologia.
Sulla scorta dell’esito delle ricognizioni effettuate è stato consta-tato che, a 50 anni dalla sua costruzione, il ponte presentava uno stato di degrado diffuso (Figure 2A e 2B) per macchie di umidità e/o efflorescenze, ammaloramento del calcestruzzo e armatura ordinaria scoperta/ossidata degli archi, dei ritti e delle parti a sbalzo degli impalcati; distacco degli spigoli e scopertura delle staffe di cerchiatura, vespai e zone con dilavamento della matrice fina del calcestruzzo. In generale, la diagnosi dell’ammaloramento è genericamente riconducibile all’aggressione degli agenti at-mosferici e all’inadeguato sistema di allontanamento delle ac-que meteoriche per l’assenza di pluviali sia a prosecuzione delle bocchette di raccolta sia in corrispondenza dei dieci giunti che interrompono le campate.Successivamente, nel 2015 sono state condotte indagini mirate all’ispezione dell’intradosso di impalcato commissionate al Labo-ratorio C.T.M. Sas, con approccio alle parti strutturali mediante ponte by-bridge (Figura 3) e prelievo di carote per accertare lo stato di carbonatazione dello strato corticale delle parti d’opera accessibili.
3. L’esame delle parti strutturali mediante autocarro by-bridge
2A e 2B. Le fasi di ispezione e monitoraggio del ponte
Le indagini hanno confermato e amplificato le risultanze già ot-tenute, accertando un avanzato fenomeno di corrosione degli acciai, con espulsione del copriferro e carbonatazione localmente prossima fino a 5 cm di profondità (Figure 4A, 4B e 4C).Sulla scorta del materiale raccolto in campo, in sede di verifica pro-gettuale è stata avviata e condotta parallelamente agli accertamenti in loco una modellazione statica della struttura (Figure 5, 6 e 7) per individuare eventuali criticità emergenti dalle verifiche di calcolo.
Considerata l’epoca di costruzione del ponte, le analisi effet-tuate in sede di verifica progettuale hanno portato alla sup-ponibile conclusione secondo cui l’opera risulterebbe avere un’adeguata capacità, in termini di duttilità degli elementi resistenti, nell’assorbire l’azione sismica di progetto allo Stato Limite di Danno; invece, dalla simulazione è altresì emerso che i ritti costituirebbero gli elementi con maggiore labilità verso gli sforzi di taglio e in minor misura verso gli sforzi di presso-flessione nelle sezioni di nodo, dimostrando insufficiente capa-cità resistente allo Stato Limite di Collasso; l’arcata ha invece dimostrato sufficiente capacità a taglio e pressoflessione allo Stato Limite di Collasso. Le suddette conclusioni hanno suggerito di integrare nell’in-tervento di risanamento, seppur nei limiti delle disponibilità finanziarie dell’appalto, anche un parziale rinforzo inquadrato nell’ambito delle “Riparazioni o interventi locali che interessa-no elementi isolati, e che comunque comportino un migliora-mento delle condizioni di sicurezza preesistenti” ai sensi delle NTC 2008 con l’obiettivo ultimo di rimediare al degrado strut-turale, incrementare la durabilità nel tempo dell’opera oltre che rendere maggiormente efficiente la capacità di resistenza agli sforzi. In sintesi, tutti gli interventi di risanamento sono sta-ti tesi a elevare i livelli generali di sicurezza dell’opera d’arte.
LE FASI DI LAVORO DEL RISANAMENTO CON PRODOTTI DELLA BASF CC ITALIA SPA L’appalto, previa procedura di gara, è stato affidato all’Impresa Igea Appalti Srl e i lavori sono stati avviati con preliminare e pro-pedeutica installazione di un ponteggio multipiano tridimensio-nale a cavalletti combinato con sistema tubo-giunto, totalmente ancorato alla struttura, e sospeso sull’alveo (Figure 8 e 9). Il ponteggio eseguito, progettato in dettaglio per le geome-trie della struttura da risanare, ha abbracciato integralmente la struttura, in tre fasi successive per ogni arcata lavorata, rendendo accessibile ogni elemento. In itinere, durante i lavori e la realizza-zione della prima fase di ponteggi, è stata effettuata una campa-gna di prove SONREB per verificare la resistenza delle strutture voltate e verticali a conferma dei risultati previsti. I risultati sono stati confortanti con Rck = 51 MPa per gli archi, Rck = 40 MPa per i ritti e Rck = 45 MPa per i traversi.
4A, 4B e 4C. Il rilevamento di forti ammaloramenti localizzati
5. Lo schema della modellazione statica del ponte
6. Lo schema delle verifiche a pressoflessione sulle arcate allo
stato di fatto
7. Lo schema delle verifiche a taglio sui ritti allo stato di fatto
Il risanamento corticale previsto è stato eseguito secondo le se-guenti fasi di lavoro, in sequenza:• demolizione/idrodemolizione per uno spessore variabile tra i
3 e i 5 cm tale da raggiungere il calcestruzzo non carbonatato e comunque tale da by-passare le armature corrose, median-te idroscarifica in pressione > 2.000 bar (Figura 9);
• passivazione con passivante cementizio monocomponente per la protezione attiva delle barre di armatura contenete opportuni inibitori di corrosione dato a pennello in due mani, (MasterEmaco P 5000 AP - Basf CC Italia SpA) (Figura 10). Attesa la fase di presa, si è proceduto alla saturazione del supporto me-diante acqua nebulizzata;
• reintegro dei ferri d’armatura con barre d’acciaio B450 C, spinotti e staffe inghisate alla struttura e fasciatura provvisionale con reggette in polie-stere per compensare, nel transitorio, l’effetto di staffatura della sezione messa a nudo;
• risanamento degli elementi strutturali attraverso l’impiego di malte speciali strutturali monocom-ponenti ad espansione contrastata in aria con-tenenti fibre in poliacrilonitrile per combattere la cavillatura da ritiro plastico e tale da garantire attraverso la sua particolare natura chimica im-
permeabilità all’acqua, resistenza ai cicli di gelo-disgelo, re-sistenza alla carbonatazione CO2 e agli ambienti aggressivi. Per le strutture in elevazione quali ritti, archi e traversi è stata utilizzata la malta tixotropica ad espansione contrastata (Ma-sterEmaco S 488 TIX). Per il risanamento dei giunti e delle travi sottostanti da gettare in un’unica soluzione, è stata uti-lizzata una malta colabile ad espansione contrastata in aria (MasterEmaco S475) entro cassero (Figura 11);
• localizzato rinforzo con FRP (Figura 12 e 13) per incremen-tare i livelli di resistenza delle parti strutturali delle sezioni maggiormente sollecitate a taglio ed individuate attraverso il modello di calcolo. Il materiale composito costituito da un tessuto in fibre di carbonio (MasterBrace FIB 300/50 CFS) incollato alla struttura e immerso in una matrice polimerica, con funzione di elemento di trasferimento degli sforzi, garan-tisce prestazioni meccaniche idonee per la combinazione del-le azioni di carico sui singoli elementi strutturali. La matrice polimerica, previa stesa di primer di sottofondo epossidico (MasterBrace P 3500), è anch’essa a base di resine epossi-diche (MasterBrace SAT 4500), le quali polimerizzano fino a diventare un materiale solido vetrificato. Eventuali irregolarità e vaiolature sono state rimosse, ove necessario, mediante stucco epossidico (MasterBrace ADH 4000) a spatola liscia;
8A e 8B. La realizzazione della prima fase di montaggio dei ponteggi
9. L’idrodemolizione mediante idroscarifica in pressione > 2.000 bar
10. La passivazione dei ferri d’armatura
11. La fase di risanamento con malta ad espansione contrastata in aria
12. L’applicazione dell’FRP 13. Il risultato finale dopo l’applicazione dell’FRP
• a conclusione del ciclo di ripristino e di rinforzo, è stata previ-sta sull’intera struttura risanata l’applicazione di un protettivo bicomponente, elastomerico poliuretanico ad elevato conte-nuto di solidi in volume. Il sistema di verniciatura, costituito dal protettivo (MasterProtect 220) insieme al suo primer spe-cifico (MasterProtect P 210), individua un rivestimento filmo-geno avente capacità di fessura (Crack Bridging Ability) ed elevata capacità protettiva agli ambienti aggressivi. Mediante uno spessore di film secco di 250 micron, il film protettivo combinato garantisce adesione al calcestruzzo, permeabilità alla CO2 e impermeabilità all’acqua misurata come coefficien-te di assorbimento capillare.
Dopo aver miscelato i due componenti, l’applicazione della finitura è stata effettuata a rullo dopo aver steso il primer (Fi-gure 14 e 15).Al termine del ciclo di interventi su ogni arcata, con fasi interme-die su semi arcate, si è proceduto allo smontaggio dei ponteggi con contestuali ripristini localizzati coi medesimi prodotti in corri-spondenza delle tassellature e degli ancoraggi rimossi, per dare l’opera finita senza discontinuità di intervento (Figura 16).
CONCLUSIONIL’esperienza del risanamento corticale di un’opera d’arte storica significativamente degradata, quale il Ponte sul fiume Petrace sulla S.S. 18, è una dimostrazione significativa di come la manutenzione straordinaria programmata sia la chiave essenziale per prolungare la vita utile in esercizio delle opere d’arte. L’opportunità ingegneri-stica di accoppiare una procedura di ripristino corticale locale con significative opere provvisionali e ponteggi fino a 18 livelli sospesi sul letto dell’alveo, contestualmente a indagini e verifiche sull’ope-ra d’arte per implementare i dati conoscitivi del suo effettivo stato di salute e consistenza, rende l’approccio progettuale peculiare ed originale perché dimensionato specificatamente sull’opera ogget-to di studio. Può concludersi che il significativo ammaloramento registrato sia visivamente che strumentalmente è stato sanificato mediante un esteso intervento appositamente studiato per il con-tingente degrado constatato. Il pacchetto di risanamento applicato ed articolato in idrodemolizione, passivazione e sostituzione dei ferri, risanamento con malte strutturali speciali, rinforzo localizzato con composti fibrorinforzati, protezione delle superfici con vernici bicomponenti, ha permesso di restituire alla superficie risanata l’o-riginaria integrità con l’effetto di incrementare i livelli di sicurezza dell’opera, migliorarne la risposta al sisma e prolungarne la vita utile in esercizio ordinario. n
(1) Ingegnere, Funzionario di ANAS SpA(2) Architetto, Area Manager Centro-Sud di Basf CC Italia SpA
14. L’applicazione del sistema di protezione 15. La pitturazione
16. L’opera finita
DATI TECNICI
Stazione Appaltante: Coordinamento Territoriale Calabria di ANAS SpAProgetto esecutivo: Ing. Silvio Baudi di ANAS SpAConsulenza specialistica strutturale: Ing. Alberto Sanchirico di ANAS SpAResponsabile del Procedimento: Ing. Rocco Lapenta di ANAS SpADirezione dei Lavori e Coordinamento Sicurezza: Ing. Silvio Baudi di ANAS SpADirettore Operativo: Geom. Roberto Sirianni di ANAS SpAIspettore di Cantiere: Geom. Valentina Ledonne di ANAS SpAImpresa Esecutrice dei Lavori: Igea Appalti SrlDirezione di Cantiere: Geom. Luigi Bortone di Igea Appalti Srl Consulenza Specialistica: Ing. Marco Arduini di Co. Force SrlSubaffidatario esecuzione ponteggi: Euro Edile srl Importo dei lavori: 2.120.000,00 EuroData di consegna: 8 Marzo 2016Data di ultimazione: 22 Maggio 2017
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