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Il ponte sul Polcevera, spiegato da Morandi stesso

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Audio video recente, con una prospettiva inedita sulla storia della resistenza locale
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Tutte le mie pubblicazioni su temi storici ed ambientali locali, sulle rive del Muson (TV)

Ho scelto due temi strategici, la struttura a bilanciere delle pile ed i tiranti in CAP, per illustrare didatticamente e criticamente quanto vanta lo stesso progettista

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Il ponte sul Polcevera, spiegato da Morandi stesso

  1. 1. UNA SCOMMESSA MOLTO RISCHIOSA , OGGI FORSE INACCETTABILE Come abbiamo visto tutti, la costruzione stessa del ponte andava completata lavorando sopra un territorio già occupato addirittura da abitazioni ed attività strategiche come la ferrovia, senza interrompere o disturbare in alcun modo le attività sottostanti. Cioè bisognava lavorare, letteralmente “stando per aria”, sopra le tre pile appoggiate, non già dove forse avrebbe preferito un progettista, ma negli angusti spazi concessi dall’esistente. Infine la rilevante altezza dal suolo imponeva un’adeguata “robustezza” delle pile stesse, con soluzioni progettuali note e sperimentate, bisognava inventarsi un sistema innovativo per snellire al massimo l’opera senza pregiudicare troppo la sicurezza. Una combinazione esponenziale di problematiche e costrizioni che avrebbe scoraggiato chiunque, non Morandi. Stralli, in trazione Travi sostegno piano stradale, appoggiate Calcestruzzo in compressione In figura è rappresentata solo la parte alta, terminale, del pilone di sostegno LE AUDACI SFIDE DEL PONTE MORANDI
  2. 2. I TIRANTI SONO SEMPRE IN METALLO Come vedremo meglio in seguito, il cemento ha prestazioni pessime in trazione, quindi tutte le strutture esistenti utilizzano cavi in acciaio. Il problema più noto rimane quello della resistenza nel tempo, quella meccanica a fatica e quella chimica, all’aggressione degli agenti atmosferici. STIMARE LE SOLLECITAZIONI REALI IN OPERA Chiunque ha camminato una volta su un ponte “tibetano” ha un’idea dell’enorme criticità strutturale di un’opera sollevata in trazione rispetto ad una appoggiata in compressione. E’ facile comprendere la maggior incertezza ed aleatorietà nel definire i parametri di sicurezza, basta immaginare di sostituire i tir all’uomo ed aggiungere fattori come il vento o i terremoti. TRE “PONTI TIBETANI” COLLEGATI TRA DI LORO I PONTI SOSPESI Vengono preferiti, per esempio, quando realizzare dei punti di appoggio è eccezionalmente problematico ed oneroso e quindi si cerca di minimizzare il numero di pile. Devono essere sostenuti da una struttura in trazione e ci sono molte opere grandiose che resistono gloriosamente da molti anni.
  3. 3. LA STRUTTURA A BILANCIA E’ intuitivo l’enorme snellimento assicurato da questa soluzione. La sollecitazione in trazione da un lato, poteva essere perfettamente bilanciata da quella del lato opposto, trasformando il carico in trazione in uno a compressione sul vertice della pila. In laboratorio, bilanciando perfettamente pesi e dimensioni della struttura, il risultato doveva apparire veramente brillante. Secondo Morandi, in fase di collaudo “statico”, cioè senza il traffico ed altre sollecitazioni esterne come il vento, l’equilibrio delle forze risultò perfetto e si può crederlo facilmente. LA STRUTTURA A BILANCIERE Per sostenere una struttura così elevata, con pochi punti di appoggio, un progettista tradizionale avrebbe preteso di poter ricorrere ad un generoso dimensionamento dei piloni, scelta che, abbiamo visto, era preclusa a Morandi. Anzi, gli veniva richiesto di snellire drasticamente, senza pregiudicare la sicurezza. Tiranti (stralli) Calcestruzzo in compressione
  4. 4. CALCESTRUZZO CONTRO ACCIAIO I TIRANTI IN ACCIAIO La rottura di uno strallo è la causa ipotizzata con maggior frequenza dagli esperti. La scelta di un sistema a trazione, in contesti come questo, è diffusa e consolidata con successo. Normalmente si utilizzano cavi metallici, che hanno il pregio di avere prestazioni eccellenti in allungamento, però hanno il problema della corrosione e della perdita graduale delle proprietà meccaniche nel tempo: snervamento, resistenza a fatica ecc. Questo tipo di struttura ha il pregio fondamentale di essere abbastanza accessibile, sia per efficaci attività di controllo, che per la manutenzione. LA STRUTTURA AD ARCO: DAL MATTONE ROMANO AL CALCESTRUZZO E’ noto che sia la pietra che il calcestruzzo non armato, hanno una pessima resistenza a trazione. Il principio geometrico della volta ad arco, che oppone una resistenza a compressione, ha dimostrato prestazioni miracolose anche nella diga del Vajont, che si dimostrò capace di resistere a sollecitazioni enormemente superiori a quelle massime ipotizzate nel progetto. Da rozzi incompetenti giudicare i due materiali, utilizzando come confronto il ponte romano contro quello di Morandi; il primo resiste prevalentemente in compressione, l’altro in trazione! IL CEMENTO ARMATO Spesso una struttura complessa deve resistere a forze sia in compressione che in trazione. Si può rimediare alla criticità del calcestruzzo disponendo selettivamente del tondino di ferro nei punti e nelle direzioni ottimali.
  5. 5. C.A.P. (CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO) (1) Tondino (molla) tal quale (4) Quando il calcestruzzo ha fatto presa, il tondino viene svincolato dallo stampo (3) Riempimento dello stampo con il calcestruzzo (2) Vincolato allo stampo, posto in trazione Possiamo paragonare il tondino ad una molla (1), dalle ottime proprietà elastiche. (1) La struttura metallica viene alloggiata nello stampo, al quale viene vincolata e quindi posta in trazione, fino a sviluppare la forza/allungamento prestabiliti (2). (3) Si immette il calcestruzzo, quando ha fatto presa si tolgono i vincoli tra tondino e stampo (4) Il tondino ora rimane “vincolato” al calcestruzzo sul quale agisce in compressione, generando un ritiro proporzionale del manufatto, qui molto enfatizzato per ragioni didattiche. Le varianti, rispetto a questa tecnica, sono moltissime. Quando una struttura in C.A.P. viene sollecitata in trazione, è il tondino a contrastarla in misura prevalente, mentre il calcestruzzo, subisce solo una corrispondente perdita di compressione. Se il progettista ha fatto i suoi conti con un margine di sicurezza adeguato, il calcestruzzo non arriverà mai ad azzerare tutta la sua compressione, ovvero non rischierà la rottura a trazione.
  6. 6. MALEDETTA CORROSIONE : I TIRANTI IN C.A.P. Morandi pretendeva di eliminare alla radice il problema dell’aggressione chimica ambientale sul metallo, molto temuta, a causa dell’eccezionale inquinamento ambientale della zona. L’idea di proteggere il metallo con il calcestruzzo fu certamente infelice ed azzardata, non c’era una garanzia sperimentale adeguata che tale soluzione fosse garantita nel tempo. IMPEDIVA UN CONTROLLO EFFICACE DEL GRADO DI DECADIMENTO DEGLI STRALLI STESSI I cavi scoperti per lo stacco del calcestruzzo, ci dicono poco sulla parte interna. Era indispensabile un check periodico della parte interna, soprattutto di alcune proprietà meccaniche che decadono nel tempo, come la resistenza a fatica, lo snervamento ecc. Bastava pianificare bene una graduale sostituzione degli stralli stessi, come si cominciò con il primo ponte; un provvedimento valido per attenuare il rischio di cedimenti imprevisti, ma, soprattutto, per estrapolare una diagnosi della velocità di decadimento generale. LO STRALLO IN CAP SI POTEVA CONSIDERARE UNA STRUTTURA “ROBUSTA”? Di solito, un metallo, sollecitato oltre i valori di progetto, non si rompe istantaneamente, ma ha prima un cedimento parziale, detto snervamento, che può rallentare il fenomeno della rottura e renderla molto meno catastrofica. Invece il calcestruzzo del tirante subisce una rottura praticamente istantanea, nel momento stesso in cui i cavi azzerano il “pre-tensionamento”, regolato durante la costruzione.

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