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AUTOSTRADE
Sistemi di Varo
Autostrada
Messina-Pale mo: un
•
audace siste a I varo
per I Viadotto Ca ne o
Lungo l'autostrada ME-PA (A/20), di recente aperta al traffico nella direzione per Messina e parzialmente nella direzione per Palermo, sono in corso di completamento i lavori per l'ultimazione complessiva dell'opera tra gli svincoli di Tusa e Castelbuono, che hanno comportato non poche difficoltà esecutive. La realizzazione delle opere d'arte principali, ed in particolare dei viadotti, è stata condizionata da esigenze costruttive, di cantiere e imprevisti geologicici ed ambientali ed ha richiesto un adattamento delle previsioni progettuali iniziali. Vittorio Scalesse , Francesco Di lullo ingegneri studio Scalesse Antonino Recupero
ingegnere
Facoltà di Ingegneria
Università di Messina
Gaspare Sceusa
ingegnere Consorzio per le Autostrade Siciliane di Messina ~
--
-
-
...... .
AUTOSTRADE Sistemi di Varo
Viadotti della tratta Furiano (ME) - Castelbuono (PA)
sono costituiti da cassoIÙ monoceUulari continui di
grande luce, mediamente 70-90-100 metri, realizza­
te con l'impiego di conci prefabbricati, a piè d'opera, con
giunti COIÙugati. L'impalcato è stato assemblato a sbalzo
dalle pile con l'ausilio di particolari attrezzature a secon­
da della tipologia del varo.
Le tipologie di varo adottate sono state, essenzialmen­
te, due e, più specificatamente:
l. varo orizzontale con l'ausilio di un calToponte reticola­
re metallico;
2. varo verticale con l'ausilio di autogru, e/o navetta e
castelletto di varo. Tutti gli impalcati dei viadotti realizza­
ti e posti in esercizio lungo la tratta in argomento sono sta­
ti varati con i metodi sopra riportati. In condizioIÙ norma­
li, infatti a seconda delle condizioni orografiche del can­
tiere la soluzione ottimale, sia tecnica che economica, è da
I
ricercare tra queste due. il primo dei due metodi è stato uti­
lizzato anche per la realizzazione del viadotto Canneto, fa­
cente parte del lotto 26 bis appaltato all'RTI GepcoISalc/Ric­
ciardello. Per quanto riguarda invece la carreggiata destra
(direzione PA), è stata utilizzata una, inedita, terza tipolo­
gia ovvero quella del varo laterale con autogru sbraccian­
te dali 'impalcato già realizzato, quello della carreggiata
sinistra in direzione Pa. Nel seguito si descriverà, appun­
to, tale originale soluzione ideata di concerto tra i proget­
tisti dello Studio Scalesse e l'impresa del Geom. Ric­
ciardello. La particolare tecnica di montaggio dei conci di
questo impalcato ha richiesto l'impiego di una specifica
attrezzatura ausiliaria, appositamente progettata e costrui­
ta, resasi necessaria per le sopravvenute necessia't di mon­
taggio.
IL VIADOTTO ·'CANNETO"
II viadotto "Canneto", come genericamente i viadotti
della autostrada Messina-Palermo, è costituito da due car­
reggiate distanziate e pratic,illlente pmLillele:
• la cmTeggiata destra (pista per Palermo) ubicata verso ma­
re, lunga 433,00 m (4 campate centrali da 90 m, I cmnpata
laterale da 50 111 e l C<U11pata laterale a contrappeso da 23 m);
• la carreggiata sinistra (pista per Messina) ubicata verso
monte, lunga 370,00 m (3 campate centrali da 90 mI e 2
campate laterali da 50 m).
Le due piste sono ad interasse di circa 25 m; il viadot­
to è una trave continua di grande luce (90 m per le campa­
te centrali) eseguita con conci prefabbricati, resi solidali con
resina epossidica e precompressi, le pile sono del tipo a fu­
sto UIÙCO monocellulare:
• per la pista destra quattro pile intermedie, una spalla lato
Palermo a semplice appoggio, una spalla a contrappeso Ia­
to Messina (staticamente equivalente ad un incastro) lun­
ga23,OOm;
• per la pista sinistra quattro pile intermedie e due spalle a
semplice appoggio.
Le pile della pista destra sono sfalsate di circa 10 m ver­
so Palermo rispetto alle corrispondenti della pisal sinistra.
Per il montaggio dell'impalcato era previsto l'impiego di
un "caITo-varo" con alimentazione dei conci da tergo, loro
collocamento, "incollaggio" e precompressione, seguendo
la tecnica di assemblaggio ampiamente sperimentata.
Per prima fu completata la am-eggiata sinistra (per Me);
poi fu iniziata la pista verso PalelTI10 p3\tendo dalla spalla­
contrappeso lato Mcssina: venivmlO realizzate e connesse
le "stampelle" delle pile 11. l e n. 2 e il GUTQ si autovm·ava
poggimldo in una prima fase le gambe 3\ltcriori sulla pila
n. 3 e successivamente sui conci n. Oe n. l ME Jacenti par­
te della st11lttura di "testa pila".
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L'EVENTO IMPREVISTO
Nella notte del 15-16 settembre 2002, durante un fu­
rioso temporale, il carro-varo si ribaltava di fianco verso
monte precipitando al suolo e in pratica distruggendosi.
Per effetto della caduta lo sbalzo di impalcato subi­
va ampi squarci nei conci 5 PA -;- 5 ME probabilmente
coinvolti dai traversoni di appoggio del cano-varo e, con
minore profondità ma più estesamente, nello sbalzo del­
la stampella 1 nei conci da lO a 13 PA (vedi foto in que­
ste pagine) .
Fortunatamente gli squarci non interessavano il fascio
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principale dei cavi di precompressione longitudinali per
cui la stabilità globale delle stampelle l e 2 e dell'impal­
cato già montato non erano stati compromessi. Nasceva,
quindi, il problema di come proseguire il montaggio del
viadotto, e di cosa fare dei conci n. Oe n.l ME montati sul­
la pi.la n. 3. Nel frattempo il fallimento dell'impresa man­
clataria Gepco - Sale SpA fece sorgere un ulteriore proble­
ma. Dopo lo svolgimento delJ'iter procedmale di rito, al­
la mandataria subentrò, l'impresa mandante Geom. Ric­
ciru'delJo Costruzioni srl che ha poltò a compimento tutti
lavoli del lotto, compreso, appunto, il completamento del­
la pista per PA del viadotto Canneto.
LA SOLUZIONE
La ricerca e l'impiego di un altro carro-varo ve­
niva SCaItata per i lungru tempi richiesti , l' impossibi­
Iita di iniziare il varo sul la spalla Palermo ampiamen­
te interessata dai lavori della galleria "Co ntura", la
pericolosità di farlo dalla spalla Messina poggian­
dosi sulle stampelle danneggiate, prima deg li inter­
venti di riparazione, ed infine per il costo.
La soluzione di varo più logica sembrava quella
dal basso (varo velticale), nonostante la grande altez­
zadelle pile (circa 70 m la pila 3), utilizzando l'attrez­
zatura della Impresa Pontello e le "navette" relative
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2
1
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1. Pianta
disposizione
struttura di
appoggio
stabilizzatori
già sperimentate e conosciute, sia dai progettisti che
dalla impresa Ricciardello.
Infatti l'impresa Pontello aveva già realizzato, nel­
la tratta Castelbuono - Furiano, i viadotti Lauro,Pe­
nano, Buzza, Fontanazza, Chiappe, Pagliaro e Sena­
valle , nonché l'impalcato del viadotto Pollina per con­
to dell' impresa IrafFerrali.
Veniva intanto avviata e conclusa, dopo lunghe
vicissitudini, una trattativa di collaborazione per il
montaggio e tutto sembrava risolto. Ma in data
10110/03 l'Impresa Pontello comunicava di non po­
ter fare fronte agli impegni presi per sopravvenuta
cessazione di attività.
Nasceva così da un colloquio telefonico fra l'Im­
presa Geom. Ricciardello e i progettisti l'idea, mai
realizzata prima con queste modalità, di una solu­
zione di varo trasversale utilizzando un ' autogru po­
sizionata sulla carreggiata gia costruita; idea sem­
plice e allettante che avrebbe potuto risolvere tutti
i problemi.
Infatti in precedenti applicazioni le autogru era­
no state usate solo appoggiandole direttamente sul
terreno (fig.l).
LA REALIZZAZIONE
La pianificazione del montaggio nasceva da una
valutazione di fattibilità e di sicurezza ed era prece­
duta da un serie di verifiche sul manufatto d'appog­
gio a seguito delle azioni generate dalle attrezzature
utilizzate. I dati del varo erano conosciuti:
• larghezza della pista sinistra 11.60 m,
• peso max del concio 85 t,
• sbraccio della gru 25 .50 m in retto .
Una ricerca sul mercato individuava possibile una
autogrù DEMAG AC 650 con carico totale compresa za­
vorra e concio di circa 380 t. Una seconda autogrù DE­
IO
MAG TC 2800 veniva sca.t1ata perché troppo pesante.
Scelta la macchina, le sperimentazioni sulla stes­
sa erano intensificate: si trattava di una macchina a
9 assi lcu'ga 3 tu, poggiante su quattro stabilizzatori e
provvista di ralla direzionale e supporto zavona.
In condizioni operative i carichi sotto i quattro
appoggi devono essere sempre positivi a evitare ca­
povolgimenti e uscite di bolla che avrebbero bloc­
cato il funzionamento in automatico.
Con questi parametri si procedeva ad una serie
di prove sul terreno e veniva individuata una posi­
zione della macchina con asse longitudinale spo­
stato di 90 cm verso monte (rispetto all' asse lon­
gitudinale deU'impalcato) , i due stabilizzatori del
fianco destro uscenti 4.70 m e distanziati di 12.20
m , quelli del fianco sini stro uscenti 2.90 111 , e di­
stanti 9.18 m (fig. 2) .
Venivano effettuate 13 prove possibili senza e
con il concio per individuare le forze trasmesse da­
gli stabilizzatori (tab. I) . Le reazioni risultavano
sempre positive con un valore max. di 171 t e mi­
nimo di 2 t, ciò escludeva quindi il rischio di ri­
baltamento.
I quattro stabilizzatol; scaricavano le forze a SO
cm dal bordo dell'impalcato , ma l'entità di esse era
, :
I
I
I
RA (t) Ra(t) Re(t) RD(t) Condizione
95
68
171
49 poso 1 A - carico concio dal carrello
lato PA ­ Cl =0° ­ braccio 20 m
122
39
n 146 poso 1 B- carico concIo dal carrello
lato ME - a= 180° - braccio 20 m
136
109
97 poso 2 - concio a 45° (Iato ME) ­
38
braccio 20 m
127
149
72
32 poso3 - Cl. '" 85,95° - braccio 25,50 m
126
149
70
35 poso4 - Il =90° - braccio 25,50 m
127
152
64
37 poso5 - Cl. = 94,05° - braccio 25,50 m
13
43
133
118 poso 6 - Cl =94 ,05° - braccio 25,50 m
- scarica
12
45
131
121 poso7 - (.l = 90° - braccio 25,50 m­
scarica
11
40
134
121 poso 8 - U =85,95° - braccio 25,50 mscarica
72
2
85
146 poso9 - u =45° - braccio 20 m­
scarica
49
19
106
131 poso10 - Cl = 0° - braccio 20 m­
scarica
78
45
153
28 poso11 - CL = 180·~ braccio 20 m­
scarica
50
37
158
63 poso 12 - Cl =135° - braccio 25 mscarica
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incompatibile con spessori e annature presenti ne­
gli sbalzi dello stesso .
È noto infatti come per il calcolo degli effetti lo­
cali sull'impalcato si utilizzi il carro convenziona­
le Qla da 60 t.
Era necessario quindi diffondere i carichi forte­
mente concentrati in carichi maggionnente distri­
buiti che sollecitassero l'impalcato d'appoggio sen­
za metterlo in crisi. Allo scopo occorreva progetta­
re una struttura ausiliati a che riportasse carichi ver­
ticali e torcenti al nucleo resistente rappresentato
dalla sezione scatol are centrale (travi-parete, solet­
ta e controsoletta), che fosse rapidamente smonta­
bile dall'alto senza necessità di bilance di servizio,
che fosse leggera per non aggravare la situazione e
naturalmente di costo contenuto.
Due travi di acciaio che collegassero i due sta­
bilizzatori anteriori e i due posteriori poggiando sul­
le pareti portanti e rimanendo ad esse connesse,
avrebbero risolto il problema.
Era necessario creare una "cravatta" fra le due
travi di acciaio e la sezione scatolare , attiva per qua­
lunque situazione di forze trasmesse dagli stabiliz­
zatori.
Il problema veniva tisolto prima concettualmen­
te e poi costruttivamente .
Le due travi superiori (traversoni) venivano rea­
lizzate con 4 profili HEM 600 e connessioni imbuUo­
nate, l'incravattatura ottenuta con due traversini co­
stituiti da 2 HEM 240 poggianti sulla controsoletta e
collegati ai traversoni con una barra DW 036 messa
in pretensione e comandata dall ' alto, il tutto con ter­
minaLi snodati per tener conto di pendenze ecc ..
Lo spessore dei travcrsoni e delle piastre di ap­
poggio è di 67 cm e quindi si è reso necessario crea­
re una pista della stessa misura per l'appoggio delle
ruote dell'autogru, con gli inviti di salita e discesa.
II peso della attrezzatura ausiliaria e dei segmen­
ti della pista è risultato di 30 t, la movimentazione
affidata alla stessa autogrù.
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LE OPERAZIONI DI VARO
Controlli e verifiche di sicurezza
NOImalmente negli impal cati a conci prefab­
bricati la stampella viene eseguita con operazioni
simmetriche, incollando e montando il concio di
un lato, poi ripetendo l'operazione sul concio sim­
metrico, infilando i cavi definitivi e tesandoli, os­
sia acce ttando in linea provvisoria lo squilibrio di
un concio.
In questo caso bisognava ridurre al minimo il
032 (ed eccezionalmente 036) in varie sezioni del­
l'impalcato, e predisporre per ogni "stazione" una
tabella degli interventi (numero e tipo delle barre
DW da tesare (o da mollare) etc. per ottenere la ne­
cessaria resistenza), utilizzando tutti i fori delle
lesene presenti in so letta e controsoletta.
Infatti l'eccezionalità delle azioni transitorie im­
poneva la nasci ta , sia pure per un breve lasso di tem­
po , di uno stato di sollecitazio ne che doveva esse­
re contenuto con il ricorso é\ precomprcssione tem­
poranea.
3
3. Schema
traversino
inferiore
numero delle stazioni della gru con tutte le opera­
zioni connesse (montaggio e smon tagg io dell'at­
trezzatura ausiliaria e della pista soprae levata etc.),
e questo si poteva ottenere accettando lo squili­
brio temporaneo di due conci per lato.
La verifica teorica era favorevole, naturalmen­
te utilizzando tutti i fori delle lesene di ancoraggio
presenti nell' intradosso della soletta di impalcato
e riducendo il momento di sbalzo della stampella
con l'impiego di una zavorra mobile di 30 t (in pra­
tica un au tocarro) poggiato sulla stampella dalla
stessa gru.
In questa maniera sono bastate 14 stazioni del­
la gru in posizione opportuna per varare tutti i con­
ci della pista destra e completare tutte le stampelle ,
risultato superiore alle più ragionevoli aspettative.
Era necessario controllare ad ogni "stazione"
della gru l'effetto dei calichi da essa tra smessi, un
carico verticale max. di circa 410 t (fra gru, zavor­
ra, peso del concio, peso attrezzatura e cuscini ruo­
te) e un torcente variabile con la fase operativa, per
ogni sezione della trave continua di impalcato del­
la pista sinistra del viadotto.
Come risultato è stato necessario introdurre pre­
compressioni ausiliarie longitudinali con bane DW
CONCLUSIONI
Talvolta eventi eccezionali ed imprevisti metto­
no a dura prova le scelte progettuali , ma è in questi
casi che l' ingegnere deve mostrare il meglio di se
tirando fuori tutte le sue conoscenze, le sue espe­
rienze, le sue capacità.
In quel momento gli è richiesto capacità di sin­
tesi e di coordinarsi con l' impresa perché le pro­
cedure progettuali vanno oltre l'ordinario e in qu e­
ste circostanze il progettista deve inventarsi le mo­
dalità che meglio si adattano alJe attrezzature ne­
cessarie ma anche disponibili in ca ntiere, è quello
il momento in cui trionfa 1'''Ingegneria'' con la I
maiuscola.
Il felice esito del varo e montaggio del viadot­
to , oltre ad aprire future applicazioni operative, è
sta to premio a fantasia, inventiva e perché no co­
raggio di tutti i protagonisti , ovvero i progettisti ing.
Vittorio Scalesse e l'ing. Francesco Di Iullo (Stu­
dio Scalesse Roma) e l'impresa Geom. Ricciardel­
lo Costruzioni SrI (BROLO - ME); nonché gli inter­
locutori istituzionali , ovvero il direttore dci lavori ,
ing. Andrea Sacchi (Tcchnital SpA, Verona) e l'cn­
te appaltante, il Consorzio per le Autostrade Sici­
lianc-Messi na.
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