Travi laminate a caldo Histar® invece che travi Girder: una ottimizzazione strutturale per il progetto di un ponte stradale in Polonia

Informazioni dettagliate

La WD8 è costituita da due costruzioni indipendenti (una per ciascuna carreggiata), larga circa 10,6 metri e lunga circa 390 metri. Essa presenta 10 campate, con quella centrale di 40 metri e quelle laterali di circa 25 m. La WD7 è più corta, con una lunghezza di circa 170 m, ma presenta una carreggiata più larga - 11,2 metri. Si tratta di un ponte con cinque campate ciascuna di circa 30-40 metri. L’altezza del ponte sopra il livello del terreno è di circa 12 metri al centro del viadotto WD7. Sia WD7 che WD8 sono costruiti con travi continue e hanno fondazioni in forma di pali dal diametro medio di 1,5 m e lunghezza di 22-32 metri. 

I ponti si collegato alla strada sopra le linee ferroviarie e quelle stradali locali, e sono stati progettati come travi piane VFT (metodo di costruzione prefabbricato composito) in acciaio di grado S355 con un rapporto di snellezza di 25-28. Con una superficie che copre circa un ettaro, la scelta di questa tecnologia è stata fondamentale sia da un punto di vista tecnico che economico. A causa delle condizioni del terreno e degli ostacoli costituiti dalle linee ferroviarie, si è optato per la realizzazione di una campata centrale di circa 40 m insieme a una complessa struttura trasversale costituita da elementi prefabbricati: una soluzione più efficace che quella pre-tensionata.


Un progetto di sostituzione: travi profilate a caldo HISTAR® invece che travi saldate in acciaio S355

Al posto di utilizzare delle travi in acciaio S355 saldate, è stato deciso di impiegare dei profilati a caldo tipo HISTAR460, che hanno portato alla prima realizzazione in Polonia di con la tecnologia VFT con profilati a caldo con acciaio di questo grado. Allo stesso tempo, la WD8 con i suoi quasi 400 metri di lunghezza, è la costruzione in VFT più lunga del paese.

Diversi fattori hanno suggerito che la soluzione con profili a caldo HISTAR460 è la più vantaggiosa rispetto a travi saldate in S355. I profilati a caldo infatti riducono di circa il 10% il peso dell’acciaio, se non di più nel caso la finitura della singola trave è prevista.

Le sezioni portate in cantiere erano lunghe 41 metri, eliminando così ogni possibile saldatura da effettuare in cantiere. Il totale delle saldature evitate arriva fino all’80%. Utilizzando profili laminati a caldo si assicura una maggiore vita utile all’oggetto, motivo per cui gli schemi statici sotto forma di trave o di telaio in continuo dall’acciaio S460 sono considerati vantaggiosi sia dal punto di vista tecnico che economico. Le sezioni profilate a caldo sono caratterizzate da una superficie inferiore rispetto a quelle realizzate per saldatura - la superficie di protezione anticorrosione diviso la massa della struttura è solitamente il 15-30% di quella utilizzata per le travi saldate (un vantaggio anche dal punto di vista della manutenzione).

Per rispettare i requisiti di questo progetto, nel giugno 2011 la fabbrica di Differdange in Lussemburgo ha prodotto 137 travi di lunghezza compresa tra 25 e 41 metri, in sezione HL1100 (tipo di sezione utilizzata per la costruzione di ponti). Dopo la pre-centinatura, la finitura compresa la saldatura necessaria per il posizionamento di piatti di rinforzo nella flangia bassa della trave, i piatti finali, i perni di taglio e la verniciatura vengono effettuate in officina. Questa attività altamente efficiente ha portato alla completa realizzazione delle travi per il viadotto WD7 in tempo per la consegna a Gdańsk nell’agosto 2011 (via ferrovia a Gdańsk e via strada verso il cantiere).

La soluzione di traversi in cemento

Nel caso dei viadotti WD7 e WD8, così come nel caso della maggior parte di struttura VFT realizzate in Polonia, il contractor ha deciso di realizzare un piano in cemento prefabbricato C40/50 sulle travi in acciaio prima di posizionarle all’interno della struttura. L’innovazione nel caso del WD7 e WD8 è stata l’introduzione di un processo di completamento delle traverse in opera, rendendo le torri di sostegno non necessarie.

Una volta che le travi sono posizionate correttamente, con il piano prefabbricato che forma una cassaforma a perdere realizzata in situ, il cemento è stato gettato sul piano. In questo modo, la costruzione del ponte è stata realizzata in un solo semplice processo di tre stadi. Prima è avvenuto l’assemblaggio della lastra prefabbricata sopra la trave, che copre circa un terzo dell’altezza totale del piano prefabbricato e funge da cassaforma per il getto di cemento che costituisce il secondo stadio. Nel terzo stadio, si completa la finitura del ponte con metodi tradizionali.

La costruzione della campata

La complessa struttura prefabbricata è stata posizionata usando una gru, visto l’ingente peso che raggiunge le 50 tonnellate. La campata singola è stata completata in media in una settimana.
Il piano del ponte e i traversi sono costruiti in cemento tipo C35/45. La struttura della campata è stata completata nel giugno 2013 e il tutto è stato aperto al pubblico nell’ottobre 2013.