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TESI DI LAUREA TRIENNALE DI INGEGNERIA CIVILE
A.A. 2008-2009
EMANUELE MENCI
PROGETTO DI UNA PASSERELLA PEDONALE IN LEGNO SUL FIUME ARNO
Di seguito vengono riportate le fasi che mi hanno portato dalla proposta di risoluzione di un
problema reale, fattami dall’amministrazione provinciale di Arezzo, alla progettazione di una
passerella pedonale sul fiume Arno.
Ci troviamo a Terranuova Bracciolini sulla sezione di fiume all’altezza della S.P. 59, la
questione risale invece a qualche anno fa quando sono stati effettuati interventi di consolidamento
strutturale e di allargamento carreggiata sul ponte esistente, il quale è un ponte ad archi in muratura
lungo 149 m appoggiato a terra in 6 punti, quattro dei quali, quelli interni sul letto del fiume sono
pile costituite da blocchi di pietra.
Localizzazione
Ponte esistente – vista nord
Tali interventi hanno portato all’eliminazione del marciapiede quindi alla mancanza di un
adeguato passaggio pedonale. Siamo passati quindi dalla situazione illustrata nella prima sezione a
quella ristrutturata della seconda.
Sezione antecedente Sezione ristrutturata
Data quindi la
situazione attuale si è
ipotizzata la
costruzione di un
nuovo passaggio
pedonale da
affiancare alla via di
comunicazione
esistente.
Ponte esistente – vista carreggiata
Ho iniziato effettuando un rilievo del ponte esistente, acquisendo quindi una documentazione
fotografica e effettuando rilevazioni metriche, constatando una struttura lunga149 m e larga 8, la
quale sorregge la strada a 13 m sul livello del letto del fiume con cinque archi in muratura che
poggiano su pile in pietra, le quali potrebbero essere utilizzate come appoggi per la passerella. La
luce maggiore è quella corrispondente all’arco centrale pari a 48 m.
Documentazione fotografica
Rilievo – estratto da elaborato
A questo punto ho valutato le varie tipologie costruttive per la nuova realizzazione per
individuare quella che risponda meglio alle mie esigenze, considerando l’ambiente circostante,
quindi sia il fatto che l’opera si inserisce in un contesto paesaggistico, sia che verrà affiancata ad un
ponte esistente il quale presenta dei forti caratteri distintivi.
Ho inizialmente distinto tra una struttura collegata al ponte esistente e una indipendente da esso.
Come prima ipotesi ho considerato la costruzione di una struttura in cemento armato incastrata
direttamente al ponte.
Se da un lato questa
soluzione è in continuità con
l’opera esistente, ed è di
minimo impatto visivo,
dall’altra comporterebbe
ulteriori interventi sul ponte da
poco ristrutturato, con
probabili modifiche strutturali
necessarie per supportare lo
sbalzo del passaggio pedonale.
Proprio per questo motivo ho deciso di escludere questa tipologia dalle possibili scelte.
A questo punto ho considerato la soluzione di struttura indipendente dal ponte ma prima di
scegliere la tipologia ho voluto scegliere il materiale.
Guardando al contesto
paesaggistico e alle
caratteristiche cromatiche e
materiche del mattone utilizzato
nel ponte, ho scelto il legno, in
particolare abete rosso,
utilizzato in elementi in
lamellare.
Scegliere il legno significa influire sulla scelta della tipologia costruttiva in quanto oltre a dotare
la struttura delle consuete caratteristiche di resistenza, devo, più che per altri materiali convogliare
l’attenzione sulla durabilità, il che si traduce nel proteggere il legno da un contatto prolungato nel
tempo con l’umidità ovvero dalle precipitazioni. Questo per non incorrere in conseguenze quali la
marcescenza del materiale che può portare anche nel giro di qualche anno al collasso della struttura.
Ho pensato quindi ad una tensostruttura con luce pari a quella del ponte che se da un lato può
coprire tutta la larghezza del letto del fiume con una sola campata, dall’altro presenta dimensioni e
forma che poco si armonizzano con quelle del ponte esistente. Inoltre rischia di rimanere insoluto il
problema della durabilità che in questo caso sarebbe affidato solo ad un rivestimento del legno
strutturale.
Schizzi preliminari Ponte torrente Tesa
Un’altra tipologia è quella della struttura reticolare la quale risulta facilmente proteggibile con
una copertura e può sfruttare le pile del ponte come appoggio in modo da ridurre la luce libera e
quindi le dimensioni degli elementi.
Schizzi preliminari
Ponte Agordo
L’ultima tipologia analizzata è quella di struttura ad arco la quale si armonizzerebbe bene con le
forme del ponte andando a riprenderne l’andamento. Per non sovrastarlo in altezza però, l’arco
dovrebbe presentare un ribassamento tale che in prima analisi risulta di difficile approccio la
risoluzione del problema di resistenza e stabilità.
Schizzi preliminari
Ponte Val Funes
Ho preso in particolare considerazione queste ultime due tipologie analizzandone pregi e difetti,
unitamente alla necessità di dotare l’opera di una copertura che ne garantisca la durabilità, ho deciso
pertanto di unirle, in modo da dare all’arco, se pur ribassato la stabilità e resistenza di cui necessita
e di avere una struttura portante facilmente proteggibile con una copertura. Ho così una struttura
reticolare spaziale con un corrente superiore rettilineo e due correnti inferiori a curvatura costante,
diagonali e montanti sono disposti secondo lo schema Warren. Questa struttura sorreggerà
l’impalcato che poi sarà la passerella vera e propria. Verrà poi inserita una controventatura in grado
di conferire al sistema un comportamento scatolare. Così conformata ho una struttura lunga 47 m,
larga 4m e alta 7m.
Schizzi preliminari
Unifilare 3D
Sfruttando gli appoggi di estremità e le due pile centrali esistenti posso coprire l’intera lunghezza
del ponte realizzando 3 strutture come quella appena descritta, distanti 1,5m l’una dall’altra.
Operando in maniera modulare ho un notevole risparmio per quanto riguarda la diversità degli
elementi utilizzati, sia lignei che metallici. Dallo schema unifilare prima, e dal prospetto poi, presi
dagli elaborati si vede meglio come la nuova realizzazione si inserisce nel contesto del ponte
esistente.
Riguardo alla normativa ho seguito il D.M. 16/1/96 per quanto riguarda il computo di carichi e
sovraccarichi quindi le azioni presenti sulla struttura. Per la progettazione e la verifica degli
elementi metallici ho utilizzato il D.M. 9/1/96 il quale rimanda direttamente alle istruzioni tecniche
CNR-10011. Per quanto riguarda la progettazione e la verifica degli elementi lignei, non essendo
ancora presente in Italia una normativa esaustiva in merito, ho utilizzato le istruzioni tecniche CNR-
DT 206-2007 la quale è una normativa sperimentale che potrebbe essere individuata come cogente
tra qualche anno. La verifica viene eseguita agli stati limite.
Seguendo le indicazioni di questi documenti ho individuato le azioni permanenti di pesi propri
dopo un predimensionamento degli elementi, e quelle accidentali di vento, neve e folla, ho calcolato
le sollecitazioni sulla struttura utilizzando il programma di calcolo SAP e sono passato al
dimensionamento vero e proprio.
Cominciando dall’impalcato, questo dovrà sorreggere sia carichi verticali dovuti a pesi propri e
folla, sia carichi orizzontali dovuti al vento.
Dispongo due travi in legno lamellare GL24c di sezione 150mmx150, appoggiate ogni 2,35m le
quali sorreggono il tavolato di calpestio. Gli appoggi sono costituiti da tiranti in acciaio in tondino
Φ16 collegati alla struttura principale sovrastante. Disponendo inoltre montanti di lamellare
100mmx100 e diagonali in tondino Φ16 in acciaio Fe360, costituisco una struttura reticolare in
grado di supportare l’azione laterale del vento. Solo nella sezione 3 ho un montante 200mmx200
che taglia le travi principali. La sezione maggiorata è dovuta al fatto che qui il montante funge sia
da sostegno per l’impalcato che da elemento controventante per la struttura reticolare principale.
Collegato alle travi dispongo
un tavolato strutturale spesso 50
mm e uno strato a usura di 25
mm che insieme costituiscono il
piano di calpestio.
Nell’elaborato
sono individuati
i vari elementi
con le relative
sezioni e
lunghezze.
La struttura reticolare principale deve sia supportare i carichi verticali di pesi propri, neve e
impalcato, sia quelli orizzontali del vento.
Dapprima ho dimensionato gli
arcarecci della copertura, i quali si
appoggiano direttamente ai correnti
della struttura reticolare principale e
devono sorreggere la copertura in
vetro e le azioni presenti su di essa.
Ho utilizzato elementi in lamellare
costituiti da legno GL24c di sezione
100mm x 200.
La struttura reticolare è invece costituita da elementi in lamellare GL32c.
Il corrente superiore ha sezione 240mm x 400 ma nei 8 campi interni, dove gli sforzi sono
maggiori, viene rinforzato incollandogli ai lati due elementi 60mm x 400 giungendo ad una sezione
complessiva di 360mm x 400. I due correnti inferiori invece hanno sezioni 240mm x 440 e hanno
raggio di curvatura costante pari a 54,75 m, anch’essi rinforzati con elementi 60 x 440 nei 6 campi
esterni. Diagonali e montanti hanno sezioni che vanno da 100 x 100, a 300 x 200m.
La controventatura è invece costituita da elementi con sezione dai 100 x 150 fino ai 200 x 200
del campo 3 dove l’elemento controventante funge anche da appoggio per l’impalcato.
Anche qui nell’elaborato ho individuato gli elementi con le loro caratteristiche.
A questo punto sono sceso nei particolari, progettando i nodi tipo, sia della struttura reticolare sia
dell’impalcato. Nell’impalcato abbiamo 4 tipologie differenti di nodo.
Mentre nella reticolare tutti i nodi hanno geometrie diverse, per tutti però ho potuto ricondurmi a
8 diverse tipologie che ho progettato e rappresentato negli elaborati come questo raffigurato. A
seconda del nodo ho utilizzato spinotti, bulloni o viti hbs, mediante i quali ho potuto collegare
piastre metalliche ed elementi lignei. Infatti a causa degli sforzi elevati, dei tanti elementi che
confluiscono in ogni nodo, e del fatto che a seconda delle combinazioni di carico un elemento può
essere sottoposto alternativamente a trazione o compressione non ho realizzato nodi in cui le aste si
trasmettono sforzi per solo contatto, ma appunto mi sono affidato a piastre metalliche. Qui per
esempio ho un nodo della struttura reticolare in cui confluiscono corrente montanti e diagonali, la
piastra principale è collegata al corrente con bulloni M12 disposti su 3 file, a questa vengono poi
saldate le piastre che collegano montanti e diagonali. Gli elementi si connettono alle piastre
mediante spinotti in acciaio come si vede qui nell’esploso.
La larghezza della piastra principale è vincolata alla lunghezza di saldatura necessaria a
trasmettere lo sforzo.
Per gli altri nodi ho utilizzato modalità chiaramente differenti.
Infine ho realizzato un modello 3d della passerella mettendo in evidenza alcune viste che la
inseriscono nell’ambiente. A differenza degli altri elaborati questo è rivolto anche ai non tecnici, e
rende sicuramente meglio l’idea su quello che sarà l’impatto reale dell’opera.
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