Consolidamento strutturale Controfodere in C.A
Committente: Sveco SPA
Committente finale: RFI - Rete Ferroviaria Italiana
Opere progettate: Consolidamento strutturale - Controfodere in C.A.-
Opere di sostegno propedeutiche agli scavi
Luogo di realizzazione: Linea ferroviaria Roma - Formia
Valore delle opere progettate: € 3.030.000
Tipologia di progetto: Viabilità, trasporto, consolidamento
Servizio: Ingegneria-Architettura
Anno: 2018-2019
Descrizione
Progetto esecutivo di miglioramento sismico del ponte ad arco in muratura sito lungo la linea ferroviaria Roma - Napoli a doppio binario in corrispondenza della progressiva chilometrica 35+492, ricadente nel comune di Lanuvio (RM). Il viadotto presenta 5 campate ad arco in muratura di mattoni la cui arcata centrale sovrasta il fosso naturale detto “Piastranello”.
60% Architettura
40% Ingegneria
La presente scheda tecnica ha come oggetto la descrizione relativa al progetto esecutivo di miglioramento sismico del ponte ad arco in muratura sito lungo la linea ferroviaria Roma - Napoli a doppio binario in corrispondenza della progressiva chilometrica 35+492, ricadente nel comune di Lanuvio (RM).
Il viadotto presenta 5 campate ad arco in muratura di mattoni la cui arcata centrale sovrasta il fosso naturale detto “Piastranello”.
La lunghezza del ponte in senso longitudinale è di m 75.00, mentre in senso trasversale la larghezza è pari a circa 10 m.
Le arcate sono a tutto sesto con luce m 12.00 e freccia m
6.00 e sono impostate tutte alla medesima quota. Sono realizzate in muratura di mattoni e malta di calce con spessore della volta pari a cm 70.
Le pile a forma troncopiramidale sono di altezza fuori ter- ra variabile tra m 2.99 e m 9.46 e presentano la medesi- ma sezione rettangolare all’imposta di dimensioni 2.00 m x 9.60.
Le spalle, completamente interrate, sono realizzate con un paramento esterno in muratura di mattoni e malta di calce ed un nucleo interno in materiale legato, per uno spessore totale (in senso longitudinale) di m 2.50.
Completano l’opera 4 muri di risvolto, due in corrispondenza della spalla lato Roma, e due in corrispondenza della spalla lato Napoli, interrati per più del 50%, realizzati in muratura di mattoni e malta di calce.
FASI
Gli interventi previsti si possono distinguere in due fasi:
- Interventi di I Fase (Consolidamento)
- Interventi di II Fase (Strutturali)
FASE I
Gli interventi di consolidamento vengono concepiti al fine di garantire l’esercizio ferroviario nel periodo che precede gli interventi di tipo strutturale visto il repentino avanzare dell’ammaloramento delle strutture.
Questa fase si propone, attraverso l’esecuzione di una campagna di perforazioni eseguite a quota piano del ferro, sui timpani, sulle arcate e sulle pile del ponte, di intasare i vuoti presenti a tergo del rivestimento mediante iniezioni di legame cementizio e resina epossidica e, nel contempo, a conferire alla struttura muraria dell’impalcato del ponte una migliore caratteristica di impermeabilità.
FASE II
Gli interventi strutturali di Fase II mirano ad incrementare il livello di sicurezza dell’opera in presenza di azioni sismiche attraverso il miglioramento della capacità resistente globale e locale.
L’incremento della capacità resistente delle arcate e del- le sottostrutture del ponte viene conseguito mediante la realizzazione di una controfodera di 30cm in calcestruzzo armato con un doppio registro di barre F 20mm/20 cm sia in direzione longitudinale che trasversale. Tale fodera viene gettata in opera sul lato di intradosso e connessa all’ originaria struttura muraria mediante 9 spinotti metallici F 20mm/al metro quadrato. Ne consegue una struttura composta muratura - c.a. in grado di assorbire le azioni trasmesse dall’evento sismico.
L’incremento della capacità resistente delle fondazioni viene, invece, conseguito tramite un intervento di sottofondazione su tutte le strutture verticali costituito da un cordolo in c.a. fondato su micropali, posizionato lungo il muro frontale delle spalle e lungo tutto il perimetro delle pile. Tale cordolo avrà dimensioni in sezione 1.65x1.90 m per le pile e 1.90x1.65 m per le spalle, mentre i micropali saranno dis- posti su due file parallele, eseguiti con perforazione F 250 mm, lunghezza 10 m e armati con tubolari in acciaio S355 di diametro F 177.8 mm e spessore 16 mm.
Per il miglioramento del comportamento locale dell’opera, si prevede l’incatenamento dei timpani mediante l’inserimento di barre in acciaio di tipo Belswiss F 26.5 mm anco- rati su entrambi i lati con piastre di testa metalliche.
La distanza tra i tiranti sarà variabile tra 1.70m e 2.00 m l’uno dall’altro e a una distanza verticale pari a 0.50 m dalla sommità del timpano, mentre le piastre di testata avranno dimensioni di 300 x 300 x 20 mm.
Per il miglioramento del comportamento locale dell’opera, si prevede l’incatenamento dei timpani mediante l’inserimento di tiranti in acciaio ancorati su entrambi i lati con piastre di testa metalliche.
La valutazione della vulnerabilità sismica del ponte consiste nella determinazione del minor valore dell’indice di rischio (IR) tra tutti i possibili meccanismi della struttura statica- mente e cinematicamente ammissibili.
L’indice di rischio descrive il rapporto tra la massima accelerazione di picco al suolo rigido e l’accelerazione richiesta allo stato limite considerato derivante dallo spettro elastico o da quello di progetto (nel nostro caso valutiamo lo SLV).
Per compiere tali valutazioni è possibile adottare vari metodi e modelli di calcolo. Ai fini della progettazione, è stata condotta un’analisi statica non lineare per quanto concerne i meccanismi globali di collasso, mentre è stata condotta un’analisi cinematica per i meccanismi locali.
OPERE DI SOSTEGNO PROPEDEUTICHE AGLI SCAVI
La scelta progettuale di collocare le paratie in prossimità delle spalle e in prossimità delle pile scaturisce dalla necessità di operare in sicurezza durante le fasi di scavo e di realizzazione dei cordoli di fondazione, consentendo, per le lavorazioni delle pile, anche il passaggio dei mezzi pesanti. La scelta progettuale si basa sull’utilizzo di micropali in calcestruzzo gettati in opera aventi diametro pari a f250 mm e armati in maniera omogenea con tubolari in acciaio f 168.3 spessore 10 mm.
Il cordolo di testata presenta dimensioni variabili in funzi one della presenza o meno di doppia o tripla fila di pali ma è ugualmente armato con correnti f16 e staffe f12.
La progettazione è stata, dunque, suddivisa seguendo le tre tipologie nel seguito definite:
PARATIA TIPO 1
paratia di micropali Ø250 mm di lunghezza variabile da 15.0 m a 12.80 m. Presenta una sezione variabile del cordolo di testata dunque ha dimensioni pari 130x100 cm (TIPO A) e 100x100 (TIPO B). Si estende lungo la scarpata di valle lato Roma per circa 13.10 m e presenta un’altezza di scavo vari- abile tra 5.05m e 2.8 m. I micropali sono posti ad un inter- asse di 0.40 m tra loro e 0.40 m tra le file. La terza fila di micropali è inclinata di 15° rispetto alla verticale.
PARATIA TIPO 2
Paratia di micropali Ø250 mm di lunghezza variabile da 15.0 m a 11.0 m. Presenta una sezione variabile del cordolo di testata in funzione della presenza di doppia o tripla fila di micropali dunque ha dimensioni pari 130x100 cm (TIPO A) e 100x100 (TIPO B). Si estende lungo la scarpata di valle lato Formia e le scarpate di monte per circa 13.10 m e presenta un’altezza di scavo variabile tra 5.05 m e 1 m (monte lato Roma) e tra 5.3 m e 1.3 m (monte e valle lato Formia). I mi- cropali sono posti ad un interasse di 0.40 m tra loro e 0.40 m tra le file. La terza fila di micropali è inclinata di 15° rispetto alla verticale.
PARATIA TIPO 3
Paratia provvisionale di micropali Ø250 mm di lunghezza 12m. Presenta doppia fila e cordolo in testa 100x100 cm. Si estende al di sotto dell’arcata 2 (lato Roma) e dell’arcata 4 (lato Formia) per circa 14.70 m per consentire le lavorazioni in fondazione alle pile rispettivamente 2 e 4. Presenta un’altezza di scavo variabile tra i 6.50 m lato Roma e 6.30 m lato Formia.
La presente scheda tecnica ha come oggetto la descrizione relativa al progetto esecutivo di miglioramento sismico del ponte ad arco in muratura sito lungo la linea ferroviaria Roma - Napoli a doppio binario in corrispondenza della progressiva chilometrica 35+492, ricadente nel comune di Lanuvio (RM).
Il viadotto presenta 5 campate ad arco in muratura di mattoni la cui arcata centrale sovrasta il fosso naturale detto “Piastranello”.
La lunghezza del ponte in senso longitudinale è di m 75.00, mentre in senso trasversale la larghezza è pari a circa 10 m.
Le arcate sono a tutto sesto con luce m 12.00 e freccia m
6.00 e sono impostate tutte alla medesima quota. Sono realizzate in muratura di mattoni e malta di calce con spessore della volta pari a cm 70.
Le pile a forma troncopiramidale sono di altezza fuori ter- ra variabile tra m 2.99 e m 9.46 e presentano la medesi- ma sezione rettangolare all’imposta di dimensioni 2.00 m x 9.60.
Le spalle, completamente interrate, sono realizzate con un paramento esterno in muratura di mattoni e malta di calce ed un nucleo interno in materiale legato, per uno spessore totale (in senso longitudinale) di m 2.50.
Completano l’opera 4 muri di risvolto, due in corrispondenza della spalla lato Roma, e due in corrispondenza della spalla lato Napoli, interrati per più del 50%, realizzati in muratura di mattoni e malta di calce.
FASI
Gli interventi previsti si possono distinguere in due fasi:
- Interventi di I Fase (Consolidamento)
- Interventi di II Fase (Strutturali)
FASE I
Gli interventi di consolidamento vengono concepiti al fine di garantire l’esercizio ferroviario nel periodo che precede gli interventi di tipo strutturale visto il repentino avanzare dell’ammaloramento delle strutture.
Questa fase si propone, attraverso l’esecuzione di una campagna di perforazioni eseguite a quota piano del ferro, sui timpani, sulle arcate e sulle pile del ponte, di intasare i vuoti presenti a tergo del rivestimento mediante iniezioni di legame cementizio e resina epossidica e, nel contempo, a conferire alla struttura muraria dell’impalcato del ponte una migliore caratteristica di impermeabilità.
FASE II
Gli interventi strutturali di Fase II mirano ad incrementare il livello di sicurezza dell’opera in presenza di azioni sismiche attraverso il miglioramento della capacità resistente globale e locale.
L’incremento della capacità resistente delle arcate e del- le sottostrutture del ponte viene conseguito mediante la realizzazione di una controfodera di 30cm in calcestruzzo armato con un doppio registro di barre F 20mm/20 cm sia in direzione longitudinale che trasversale. Tale fodera viene gettata in opera sul lato di intradosso e connessa all’ originaria struttura muraria mediante 9 spinotti metallici F 20mm/al metro quadrato. Ne consegue una struttura composta muratura - c.a. in grado di assorbire le azioni trasmesse dall’evento sismico.
L’incremento della capacità resistente delle fondazioni viene, invece, conseguito tramite un intervento di sottofondazione su tutte le strutture verticali costituito da un cordolo in c.a. fondato su micropali, posizionato lungo il muro frontale delle spalle e lungo tutto il perimetro delle pile. Tale cordolo avrà dimensioni in sezione 1.65x1.90 m per le pile e 1.90x1.65 m per le spalle, mentre i micropali saranno dis- posti su due file parallele, eseguiti con perforazione F 250 mm, lunghezza 10 m e armati con tubolari in acciaio S355 di diametro F 177.8 mm e spessore 16 mm.
Per il miglioramento del comportamento locale dell’opera, si prevede l’incatenamento dei timpani mediante l’inserimento di barre in acciaio di tipo Belswiss F 26.5 mm anco- rati su entrambi i lati con piastre di testa metalliche.
La distanza tra i tiranti sarà variabile tra 1.70m e 2.00 m l’uno dall’altro e a una distanza verticale pari a 0.50 m dalla sommità del timpano, mentre le piastre di testata avranno dimensioni di 300 x 300 x 20 mm.
Per il miglioramento del comportamento locale dell’opera, si prevede l’incatenamento dei timpani mediante l’inserimento di tiranti in acciaio ancorati su entrambi i lati con piastre di testa metalliche.
La valutazione della vulnerabilità sismica del ponte consiste nella determinazione del minor valore dell’indice di rischio (IR) tra tutti i possibili meccanismi della struttura statica- mente e cinematicamente ammissibili.
L’indice di rischio descrive il rapporto tra la massima accelerazione di picco al suolo rigido e l’accelerazione richiesta allo stato limite considerato derivante dallo spettro elastico o da quello di progetto (nel nostro caso valutiamo lo SLV).
Per compiere tali valutazioni è possibile adottare vari metodi e modelli di calcolo. Ai fini della progettazione, è stata condotta un’analisi statica non lineare per quanto concerne i meccanismi globali di collasso, mentre è stata condotta un’analisi cinematica per i meccanismi locali.
OPERE DI SOSTEGNO PROPEDEUTICHE AGLI SCAVI
La scelta progettuale di collocare le paratie in prossimità delle spalle e in prossimità delle pile scaturisce dalla necessità di operare in sicurezza durante le fasi di scavo e di realizzazione dei cordoli di fondazione, consentendo, per le lavorazioni delle pile, anche il passaggio dei mezzi pesanti. La scelta progettuale si basa sull’utilizzo di micropali in calcestruzzo gettati in opera aventi diametro pari a f250 mm e armati in maniera omogenea con tubolari in acciaio f 168.3 spessore 10 mm.
Il cordolo di testata presenta dimensioni variabili in funzi one della presenza o meno di doppia o tripla fila di pali ma è ugualmente armato con correnti f16 e staffe f12.
La progettazione è stata, dunque, suddivisa seguendo le tre tipologie nel seguito definite:
PARATIA TIPO 1
paratia di micropali Ø250 mm di lunghezza variabile da 15.0 m a 12.80 m. Presenta una sezione variabile del cordolo di testata dunque ha dimensioni pari 130x100 cm (TIPO A) e 100x100 (TIPO B). Si estende lungo la scarpata di valle lato Roma per circa 13.10 m e presenta un’altezza di scavo vari- abile tra 5.05m e 2.8 m. I micropali sono posti ad un inter- asse di 0.40 m tra loro e 0.40 m tra le file. La terza fila di micropali è inclinata di 15° rispetto alla verticale.
PARATIA TIPO 2
Paratia di micropali Ø250 mm di lunghezza variabile da 15.0 m a 11.0 m. Presenta una sezione variabile del cordolo di testata in funzione della presenza di doppia o tripla fila di micropali dunque ha dimensioni pari 130x100 cm (TIPO A) e 100x100 (TIPO B). Si estende lungo la scarpata di valle lato Formia e le scarpate di monte per circa 13.10 m e presenta un’altezza di scavo variabile tra 5.05 m e 1 m (monte lato Roma) e tra 5.3 m e 1.3 m (monte e valle lato Formia). I mi- cropali sono posti ad un interasse di 0.40 m tra loro e 0.40 m tra le file. La terza fila di micropali è inclinata di 15° rispetto alla verticale.
PARATIA TIPO 3
Paratia provvisionale di micropali Ø250 mm di lunghezza 12m. Presenta doppia fila e cordolo in testa 100x100 cm. Si estende al di sotto dell’arcata 2 (lato Roma) e dell’arcata 4 (lato Formia) per circa 14.70 m per consentire le lavorazioni in fondazione alle pile rispettivamente 2 e 4. Presenta un’altezza di scavo variabile tra i 6.50 m lato Roma e 6.30 m lato Formia.
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