Asse attrezzato Reggio Emilia - Bagnolo

Reggio Emilia / Italy / 2007

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L’ asse attrezzato Reggio Emilia – Bagnolo, su cui sorgono i tre ponti progettati dall’arch. Calatrava, riveste un ruolo centrale nell’ambito della riqualificazione urbana dell’ area nord della città legata al passaggio della linea ad Alta Velocità.

La nuova infrastruttura ha la funzione di collegamento veloce fra il ramo nord della tangenziale di Reggio Emilia e la zona di Mancasale in cui si trovano la stazione Mediopadana, l’Ente Fiera, il nuovo casello autostradale, gli insediamenti industriali e l’ingresso in città del traffico proveniente dalla direttrice nord Bagnolo – Reggiolo.

La successione dei ponti da sud a nord prevede un primo ponte sulla rotatoria di svincolo del nuovo casello autostradale con pilone ad arco centrale ortogonale al senso di marcia delle auto. Si incontra poi il ponte di scavalcamento dell’Autostrada A1 e della linea ad Alta Velocità con pilone ad arco centrale posizionato longitudinalmente rispetto alle carreggiate stradali e si conclude con l’ultimo ponte su rotatoria a nord, identico al primo.

I piloni ad arco, oltre ad avere la funzione di sorreggere con gli stralli in acciaio gli impalcati su cui si trovano le carreggiate, assumono anche il ruolo simbolico di riferimento urbano e di moderne porte di accesso alla città sia per chi transita sull’asse attrezzato che per chi viaggia sull’autostrada.
I tre ponti, nonostante si tratti di opere di grande luce e portata, riescono a tradursi in un complesso
architettonico dalla forma dinamica e apparentemente leggera grazie all’uso congiunto di acciaio e cemento armato interamente dipinti di bianco e integrati con parti trasparenti in vetro.

Anche la struttura degli impalcati, comune a tutte e tre le infrastrutture, conferisce una particolare leggerezza ai ponti; gli impalcati sono infatti formati da un cassone centrale di forma trapezoidale sul quale sono saldate delle mensole o “costole” di forma triangolare. Sulle mensole è saldata una lastra piana in acciaio su cui è posato direttamente il conglomerato bituminoso (asfalto) che forma il piano stradale.

Il ponte centrale
Il ponte centrale, perpendicolare agli assi autostradale e ferroviario che attraversa, costituisce l’elemento cardine dell’intervento per posizione planimetrica e dimensione.
Si tratta di un ponte strallato ad un’unica campata lungo circa 221 metri, il cui arco, posto in senso longitudinale rispetto al senso di marcia delle auto, dei pedoni e dei ciclisti che lo percorrono, ha una sezione ottagonale schiacciata con una larghezza che varia dai 2,20 ai 5,20 metri e raggiunge l’altezza massima di 57 metri sul piano di campagna.

L’impalcato è sorretto da 50 coppie di stralli, ovvero cavi in acciaio del tipo “Bridon” del diametro di 44 millimetri, disposte ad intervalli di 3,5 metri, che collegano l’arco al cassone centrale a sezione trapezoidale chiusa di altezza 3.0 m e basi inferiore e superiore rispettivamente di 5.5 e 4.7 m.

Il cassone è ispezionabile internamente sia per il montaggio del ponte stesso nella fase dell’ancoraggio dei cavi, che per la manutenzione delle parti strutturali. Al cassone sono agganciate le costole metalliche a sbalzo poste a 3,5 m di interasse che costituiscono la struttura portante delle quattro corsie veicolari (due per senso di marcia con spartitraffico) e delle due piste ciclopedonali in vetro stratificato, per una larghezza complessiva della piattaforma stradale di quasi 27 metri. La passerella transitabile delle due piste ciclopedonali è stata realizzata con pavimento in vetro calpestabile, formato da quattro strati di vetro laminato incolore ciascuno di 10 millimetri di spessore, tra le quali sono posizionate le pellicole di PVB (Polivinil Butirrale) incolore con funzione antisfondamento. Il cristallo superiore ha subito un trattamento antiscivolo che gli conferisce un aspetto satinato.
Il ponte si completa su entrambi i lati con barriere anti-lancio realizzate in vetro a doppio strato di 8 + 8 millimetri di spessore e uniti mediante una pellicola di PVB incolore nella parte superiore e opalescente in quella inferiore. Ogni lastra avrà lunghezza pari a 1600 millimetri e sarà montata su una struttura di sostegno realizzata da profili di acciaio galvanizzato e verniciato. Il ponte è interamente dipinto di bianco ( RAL 9010 ) ad eccezione dei profili che funzionano da telaio della pavimentazione in vetro che sono in acciaio inox satinato.

L’arco, il cassone, le costole e gli stralli sono realizzati in acciaio di tipo S355J2G3 per i profilati laminati e le piastre laminate e di tipo S275JR per i profili secondari dello spessore massimo di 40 mm; gli appoggi ai lati sono invece in cemento armato.
La struttura del ponte ha un peso complessivo di 4000 tonnellate di acciaio, che raggiunge le 5.700 tonnellate includendo la sovrastruttura stradale, i guard rail, le piste ciclopedonali e i dispositivi di illuminazione. Per una precisa scelta architettonica tutti i pezzi che compongono il ponte sono saldati per una lunghezza complessiva delle saldature di circa 200 km, la stessa distanza esistente fra Bologna e Milano. Le saldature sono state effettuate secondo tre modalità a seconda delle strutture: nell’arco sono state realizzate con arco ad elettrodo mentre il cassone è stato realizzato con saldature a filo ed arco sommerso.

Le spalle in calcestruzzo, la cui forma accuratamente studiata è ben visibile specialmente da chi viaggia in autostrada, poggiano su una banchina da cui partono 36 pali di fondazione per ogni spalla del diametro di 1, 5 metri e della lunghezza di 55 metri.

Le fasi tecniche di realizzazione sono state studiate e predisposte in modo da arrecare il minimo disturbo al traffico autostradale e alla viabilità locale.
I vari elementi che compongono il ponte (conci) sono stati realizzati dalle Officine Cimolai di Pordenone, delle dimensioni massime di 14 metri ciascuno, per consentirne il carico su camion e trasportarli in autostrada con trasporto eccezionale. Una volta giunti a Reggio Emilia i “conci”, sono stati portati presso la spalla sud, saldati e spinti verso nord, scavalcando l’Autostrada con l’ausilio di appoggi intermedi provvisori. Queste fasi di “spinta”, tecnicamente definita “varo di punta”, si sono svolte con una sequenza logica e temporale che ha visto degli step intermedi, durante i quali i conci costituenti l’impalcato e l’arco sono stati posizionati nel cantiere di montaggio posto sulla spalla sud secondo una geometria prefissata, controllati, saldati e varati.

La struttura che compone l’arco è stata divisa in quattro parti, assemblando vari conci, posizionata
sull’impalcato (imbarcata) e spinta insieme all’impalcato stesso. Una volta terminate le operazioni di varo, quando l’impalcato ha raggiunto la spalla nord, le parti che compongono l’arco sono stati sollevate in tre fasi successive, sempre più in alto mediante strand jack fissati sulla sommità dei tralicci (torri provvisorie) e giunti in posizione finale, saldati in un unico pezzo. L’arco nella sua completezza, tenuto bloccato trasversalmente alle torri provvisorie, a circa 60 m di altezza dal traffico autostradale, è stato saldato ai due grandi elementi triangolari che lo collegano all’impalcato per dare la forma finale all’opera. A questo punto si è proceduto a posizionare gli stralli e a tesarli progressivamente. Alla fine delle operazioni di tesatura il ponte è diventato strutturalmente portante percui si è proceduto allo smontaggio degli appoggi intermedi e dei tralicci e il ponte è stato calato sugli appoggi definitivi. Durante la fase conclusiva è stata realizzata la pavimentazione stradale e
l’impiantistica di servizio.

Prima dell’apertura del ponte al traffico veicolare hanno avuto luogo le procedure di collaudo dinamico e statico.
Il collaudo dinamico è stato effettuato attraverso procedure e rilevazioni su arco e impalcato del ponte. Il concio di volta del pilone ad arco è stato fissato con un apposito golfare ad una fune metallica, ancorata ad un escavatore da 50 tonnellate che è rimasto fisso nella sua posizione durante tutta la fase di tiro.
Tra la fune e l’escavatore è stata inserita una coppia di pistoni oleodinamici ed un provino d’acciaio in grado di spezzarsi quando la tensione impressa dal tiro per mezzo degli stessi pistoni avrebbe raggiunto la forza di 12 tonnellate. La tensione ad una delle estremità della fune è stata esercitata da martinetti idraulici comandati da una centralina, mentre l’estremità collegata all’arco ha impresso su di esso una deformazione elastica, impercettibile ad occhio nudo: al raggiungimento delle 12 tonnellate il provino si è spezzato istantaneamente, causando una vibrazione dell’arco che poco a poco è andata smorzandosi fino a riacquistare la posizione di equilibrio.

Questa prova, che simula una condizione sismica e il conseguente comportamento di risposta del ponte, è stata registrata e misurata mediante appositi strumenti, posizionati su arco ed impalcato, in grado di captare le ampiezze e le accelerazioni subite visualizzandole sul computer e confrontandole col modello progettuale.
Anche per il controllo dello stato deformativo e tensionale del ponte durante le prove di collaudo statico, è stato realizzato un modello di calcolo. Il collaudo statico è stato effettuato posizionando i carichi, autocarri da 40 tonnellate ognuno, sull’impalcato come previsto nel modello di calcolo, registrando di volta in volta le deformazioni dell’impalcato e dell’arco prodotte e confrontandole con quelle attese. Si sono simulate principalmente tre condizioni di carico: durante la prima fase gli autocarri sono stati disposti su entrambe le carreggiate e sull’intera luce; durante la seconda prova il carico è stato collocato sempre su entrambe le carreggiate, ma stavolta su metà della luce e nella terza ed ultima condizione, i camion sono stati posizionati su una sola carreggiata e sull’intera luce, disponendone 18 nella corsia più esterna e 12 in quella più interna.

I ponti laterali
I due ponti laterali si pongono come elementi di completamento funzionale ed estetico del nuovo asse attrezzato permettendo uno scorrimento veloce del traffico in direzione Reggio – Bagnolo, mentre le rotatorie sottostanti su cui sono collocati, consentono lo svincolo verso altre direzioni. In particolare la rotatoria sud permette di smistare il traffico in entrata e in uscita dal nuovo casello autostradale, mentre quella a nord su via Filangieri consente di veicolare il traffico verso l’Ente Fiere e la nuova stazione Mediopadana.

Si tratta anche in questo caso di due ponti strallati, pressoché identici fra loro, ma di diversa concezione rispetto al ponte centrale.
I due ponti infatti, ciascuno di 179 metri di lunghezza e del peso di circa 1330 tonnellate di acciaio interamente saldato, hanno l’arco alto circa 70 metri posto ortogonalmente alle carreggiate al centro della campate; esso poggia direttamente al suolo sostenuto da 42 pali di fondazione del diametro di 1,5 metri. Gli altri due appoggi del ponte sono costituiti da spalle in cemento armato, con fondazioni composte da 15 pali per ogni spalla che scendono ad una profondità di 50 metri.
Dall’ arco a sezione eptagonale, con una larghezza che varia dai 2,40 ai 3,40 metri, partono 24 coppie di stralli del tipo “Bridon” del diametro di 60 millimetri; questi hanno la funzione di sostenere il cassone centrale di forma trapezoidale di altezza pari a 1,8 m e basi inferiore e superiore rispettivamente di 3,6 e 3,1 metri.
Al cassone sono saldate la costole a sbalzo per una lunghezza di 5,2 metri sulle quali è saldata la lastra in acciaio su cui poggia la carreggiata composta da due corsie (una per senso di marcia) della larghezza di 3,5 metri cadauna con una banchina laterale di 1,75 metri. La larghezza complessiva della sezione trasversale risulta pari a 14.70 metri.
Gli stralli, in grado di resistere singolarmente a rottura fino ad un carico di 300 tonnellate, sono ancorati all’arco ad altezze variabili, inversamente proporzionali alle lunghezze dei cavi stessi. La sistemazione di questi ultimi, che da una struttura arcuata si collegano ad un asse rettilineo e perpendicolare all’arco, dona al ponte un forte effetto dinamico e un’ immagine iperbolica, continuamente variabile a seconda dell’inclinazione da cui si osserva l’opera.
Anche per i ponti laterali, così come il ponte di scavalcamento dell’autostrada e della linea dell’Alta Velocità, il colore distintivo è il bianco (RAL 9010) che ricopre sia le parti inferiori sotto la carreggiata come il cassone, le travi a sbalzo e la lastra ortotropa della carreggiata, sia le parti superiori come l’arco, gli stralli e le barriere laterali.

Le fasi tecniche di realizzazione dei due ponti laterali sono state condotte operando delle chiusure parziali delle rotatorie sottostanti, ma senza mai interrompere completamente il traffico veicolare. Come per il ponte centrale, i vari elementi che compongono i ponti infatti, sono stati realizzati per conci alle Officine Cimolai di Pordenone e trasportati in cantiere dove sono stati assemblati e saldati tra loro nell’area centrale delle rispettive rotatorie.
I conci dell’impalcato sono stati uniti in tre tronchi principali e appoggiati su supporti provvisori all’interno dell’area di lavoro della rotatoria.
Sempre a terra è stato assemblato il pilone centrale diviso in tre elementi, le due basi e l’arco.
Una volta completati i sei conci, sono stati predisposti due tralicci di acciaio su fondazioni in calcestruzzo armato, che hanno svolto la funzione di sostegni temporanei ai tre tronchi dell’impalcato.
Ha avuto inizio quindi la fase di assemblaggio del ponte mediante la grande gru che per alcuni giorni ha impegnato la rotatoria per portare a termine le operazioni di sollevamento. Per prima cosa è stato posizionato il concio centrale dell’impalcato, appoggiandolo sui supporti provvisori. La seconda fase ha riguardato il posizionamento delle basi del pilone centrale.
Dopo avere collegato la base del pilone al concio centrale è stato sollevato l’elemento superiore dell’arco e saldato alle basi.
Le fasi successive hanno riguardato il sollevamento ed il posizionamento dei conci laterali dell’impalcato, appoggiandoli sempre sui supporti provvisori e sulle spalle. Si è proceduto poi alla saldatura dei tre tronchi in modo da formare un corpo unico e successivamente sono stati posizionati e tesati i cavi fissati a coppie in alto alla parte superiore dell’arco e in basso al centro del cassone Dopo la fase di pretensionamento degli stralli, sono state smontate le pile di sostegno provvisorio e l’impalcato è stato calato sui suoi appoggi definitivi ed eseguito un controllo finale della tesatura degli stralli.

Le operazioni conclusive hanno riguardato le opere di finitura, la disposizione di barriere stradali, la
realizzazione del manto stradale, le verniciatura e gli impianti di illuminazione.
Anche per i ponti laterali, prima dell’apertura al traffico, hanno avuto luogo i collaudi che si sono sviluppati in tre fasi: dinamico, statico ed infine nuovamente dinamico.
Durante la prima fase di collaudo dinamico, si è simulata una condizione sismica, rilevando il conseguente comportamento di risposta della struttura, attraverso appositi strumenti in grado di captare le vibrazioni, misurarne le ampiezze e le accelerazioni subite visualizzandole sullo schermo del computer. In particolare si è proceduto con una prova particolarmente interessante: due autogrù collocate alle due estremità del ponte, hanno sollevato per tre volte consecutive a circa 4 metri di altezza, due blocchi di ferro del peso di 300 kg cadauno per poi lasciarli cadere su due vasche piene di sabbia collocate sull’impalcato alla mezzeria delle due campate.
La caduta di questi pesi ha messo in vibrazione la piattaforma stradale e il valore ottenuto è stato registrato dagli accelerometri e confrontata coi valori di progetto.
Dopo i collaudi di tipo dinamico si è passati a quello statico, predisponendo sull’impalcato del ponte un carico progressivo di automezzi allo scopo di registrare di volta in volta le deformazioni prodotte, confrontandole con quelle attese. Si è partiti con un carico del 30% fino ad arrivare, passando per una fase intermedia del 70% di carico, al 100% ipotizzato con 28 autocarri da 40 tonnellate disposti sull’impalcato secondo uno schema di collaudo analogo a quello utilizzato per il ponte centrale (carichi disposti su entrambe le carreggiate per tutta la lunghezza del ponte, su entrambe le carreggiate per metà ponte, su una sola carreggiata per tutta la lunghezza del ponte).
Le operazioni di collaudo si sono concluse con un ulteriore ed ultima fase di collaudo dinamico.


La stazione ferroviaria Mediopadana
La nuova stazione ferroviaria Mediopadana, vero e proprio nodo di scambio intermodale, sorgerà circa 4 Km a nord del centro di Reggio Emilia, in prossimità del sottopasso di via Gramsci. Si tratta di una struttura di copertura composta da 13 portali di acciaio dipinto di bianco, diversi tra loro, che alternandosi generano una forma che ricorda una successione di onde in movimento.
La stazione sarà lunga oltre 400 metri, larga 50 e con un’altezza media di 20 metri. Questo progetto, così come quello delle altre stazioni ideate da Santiago Calatrava, è caratterizzato da spazi luminosi, aperti e facili da percorrere e suggerisce una sensazione di movimento sia per chi transita sul treno, che per chi viaggia sulla vicina autostrada. La stazione si svilupperà su due piani collegati da scale mobili e ascensori: quello inferiore, di accesso, che ospita i servizi della stazione e quello superiore per i binari. La copertura, in prossimità delle banchine laterali, prevede un tamponamento tra i portali di acciaio, distanti tra loro un metro circa, realizzato mediante pannelli di vetro stratificato.

Il casello autostradale
Il nuovo casello autostradale di Reggio Emilia sorge circa un chilometro ad ovest rispetto al vecchio casello ed è localizzato in prossimità della zona industriale di Mancasale e dell'Ente Fiera. L'infrastruttura è servita dall'asse attrezzato Reggio Emilia - Bagnolo, sul quale si trovano allineati i tre ponti progettati dall'architetto Calatrava, ed è direttamente collegata alla tangenziale nord, garantendo così una connessione veloce del traffico su tutto il territorio comunale e provinciale. Il nuovo impianto è costituito da 11 barriere, 3 in entrata e 6 in uscita, oltre a quelle dedicate ai trasporti eccezionali. Il casello, che rappresenta la porta d'accesso per i viaggiatori dell'autostrada del Sole, si relaziona formalmente con gli altri interventi perseguendo una chiara coerenza progettuale e crea con le sue forme un effetto altamente scenografico. La struttura è composta da due piloni inclinati, una pensilina in acciaio e vetro, 56 costole e 52 stralli; questi ultimi generano una forma ad arco rovesciato, metaforicamente da intendersi come una porta da e verso l'autostrada del Sole, principale arteria di collegamento tra Milano e Napoli. Il nuovo casello ha il vantaggio di essere flessibile in relazione ad eventuali adattamenti o modifiche delle corsie di pedaggio.
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