Relazione di Calcolo

Il manufatto in oggetto costituisce l’elemento principale e di maggior prestigio nell’ambito di un progetto promosso dalla regione Veneto, dalla Comunità Montana dell’Alpago e dal Comune di Farra d’Alpago, che vede la realizzazione di una rete di itinerari cicloturistici montani in tutta la zona dell’Alpago.

La passerella è un ponte strallato che si sviluppa su tre campate per una lunghezza complessiva di 110 m di impalcato ed una luce massima della campata centrale di 65m, ponendosi così tra le opere più rilevanti della sua categoria, sia per tipologia costruttiva, sia per luce netta superata.

La struttura principale è costituita da due portali reggistralli in acciaio che si innalzano per 16 m a partire dalle pile in calcestruzzo armato su cui poggia l’impalcato che è costituito da due travi curve a parete piena di dimensioni 18 x 123.8 cm aventi anche funzione di parapetto. Gli stralli, 16 in tutto, in fune spiroidale zincata, connettono la sommità dei portali con l’impalcato e, lateralmente con le spalle e consentono con il loro contributo statico di limitare l’altezza dell’impalcato riducendo al minimo l’impatto visivo del manufatto e conferendo allo stesso l’aspetto slanciato tipico di questa tipologia strutturale.

Per garantire un comportamento uniforme sotto le deformazioni indotte dai carichi accidentali e dalle azioni termiche si è adottato uno schema statico perfettamente simmetrico per tutti gli elementi costituivi, in particolare l’impalcato risulta essere una trave continua vincolata in semplice appoggio scorrevole sia sulle pile che sulle spalle. La labilità del sistema è stata evitata connettendo gli stralli laterali direttamente sulle spalle.

L’aspetto più delicato nella progettazione e nella realizzazione della struttura è stato quello di garantire un adeguato controventamento contro le azioni orizzontali. Infatti le dimensioni ridotte della larghezza dell’impalcato (2.50 m di luce netta percorribile) se rapportate con la luce dello stesso, inducono forti sollecitazioni nei tiranti d’acciaio che costituiscono la travata di controvento e che sono posizionati al lembo inferiore dell’impalcato stesso. L’eccentricità del sistema di controventamento rispetto all’asse delle travi principali causa inoltre un apprezzabile influenza delle azioni trasversali (vento) sul regime tensionale delle strutture longitudinali (travate e stralli). Le considerazioni sopra esposte hanno portato all’adozione di un sistema di traversi in tubolare metallico aventi il compito sia di sostenere l’orditura secondaria (tavolato e travetti), sia di raccogliere le sollecitazioni del controvento e trasferirle in asse alle travate principali. I traversi sono stati disposti a interasse 250cm e costituiscono anche la struttura di appoggio su pile e spalle.

Ciascuna delle travate principali è stata suddivisa, per esigenze di montaggio e di trasporto, in cinque conci distinti giuntati tra loro con un sistema di piastre, spinotti e perni d’acciaio atto a ripristinare la sezione staticamente necessaria nella posizione del giunto. Il concio più lungo, quello centrale raggiunge una lunghezza di 27.25m. Si noti che in fase di montaggio tale giunzione è risultata particolarmente versatile consentendo la collocazione in opera dei soli due perni principali (f60)

Gli stralli si dividono in stralli primari (f44) e secondari (f32) per il diverso impegno statico a cui sono sottoposti e si connettono ad alcuni traversi opportunamente modificati per ospitare il sistema di tesatura degli stralli stessi. In tali traversi, denominati “traversi reggistralli”, si è anche resa necessaria la progettazione di un opportuno sistema di diffusione delle ingenti forze scaricate dagli stralli sulle travate principali. Tali giunzioni sono particolarmente delicate in quanto connettono elementi strutturali costituiti da materiali di caratteristiche sensibilmente diverse: il legno lamellare, l’acciaio da carpenteria e l’acciaio armonico delle funi.

Le ristrette tempistiche di cantiere, unitamente alle particolari condizioni ambientali costituite dal tempo atmosferico, instabile durante il periodo della realizzazione, e all’anomalo comportamento idraulico del torrente Tesa, soggetto a repentine e violente piene, hanno suggerito di realizzare il montaggio senza utilizzare strutture di supporto intermedie.

Ciò si è reso possibile assemblando e piè d’opera i cinque conci di impalcato e studiando 9 diverse fasi costruttive a partire dal montaggio dei portali reggistralli fino alla configurazione finale della struttura. Seguendo tali fasi, giocando sulla tesatura degli stralli e misurando in continuo le deformazioni mediante un distanziometro laser di alta precisione puntato su mirini appositamente collocati nei punti critici della struttura, si è proceduto fino al completamento del montaggio.

Tale sistema oltre a consentire il varo dell’intera struttura in soli tre giorni, ha consentito già in fase di montaggio di verificare la correttezza delle calcolazioni statiche effettuate grazie al raffronto tra le deformazioni misurate e quelle previste dal calcolo. Il tutto è stato ulteriormente confermato dalla prova di carico effettuata a fine lavori durante la quale si è riscontrato un abbassamento di 14.50cm al centro del ponte a fronte del carico massimo previsto durante l’esercizio del manufatto. Il carico di collaudo è stato raggiunto facendo stazionare sul ponte 28 piattaforme elevatrici di diverse dimensioni e opportunamente posizionate lungo l’intera lunghezza dell’impalcato.

Operazioni di tesatura di uno degli stralli primari in corrispondenza della spalla in destra orografica

Particolare dell’impalcato visto in sezione con attacco del controvento di piano e dello strallo secondario

Movimentazione del concio di sbalzo della campata centrale in sinistra orografica ( L= 18.5 m)

Prova di carico effettuata mediante piattaforme elevatrici

I notevoli problemi geometrici, l’elevata precisione richiesta e le ristrette tolleranze in fase di montaggio (dell’ordine dei 2-3 mm per tutta la struttura) hanno richiesto una progettazione grafica costruttiva totalmente tridimensionale con restituzione di ogni singolo componente in maniera di poter utilizzare al meglio le macchine a controllo numerico utilizzate per il taglio dei materiali.

La progettazione statica della struttura ha richiesto una modellazione tridimensionale agli elementi finiti con analisi statica non lineare per simulare il comportamento a sola trazione degli stralli sia nelle fasi di montaggio che nella configurazione finale. Per la sola configurazione finale sono state studiate 47 combinazioni di carico comprendenti carichi termici, vento, sisma e le principali diverse disposizioni del carico accidentale. Nella modellazione si sono inoltre considerate ed opportunamente schematizzate tutte le eccentricità tra controventi, travi e stralli per poter valutare correttamente il regime tensionale delle singole parti.

Deformazioni dell’impalcato soggetto al massimo carico accidentale ed al vento trasversale
(Scala grafica maggiorata di un fattore 10)

Le singole fasi di montaggio hanno richiesto uno studio ed una modellazione a parte per simulare la struttura parzialmente funzionante sotto il regime di carico effettivamente presente durante il varo.

Per l’intera progettazione statica si è utilizzato il programma di calcolo Straus7 ed in particolare si è utilizzato il modulo per il calcolo non lineare (“Non Linear Static Solver”) per poter schematizzare gli elementi reagenti a sola trazione come le funi di strallo ed i controventi di piano dell’impalcato. Si è anche utilizzato il modulo per l’analisi modale (“Natural Frequency Solver”) per indagare circa il possibile effetto di vento e sisma sull’intera struttura.

Dato l’elevato numero di combinazioni di carico e volendo prediligere la facilità di consultazione ed interpretazione dei risultati, nella modellazione si è optato per l’utilizzo di elementi tipo Beam per le travi principali in legno lamellare adottando degli elementi rigidi (“Rigid Link”) per schematizzare le eccentricità di connessione tra stralli travi principali e controventi di impalcato. Ciò, a scapito di una non apprezzabile perdita di precisione, ha consentito una notevole riduzione degli elementi finiti utilizzati con conseguente contenimento dei tempi di calcolo e maggior chiarezza e confrontabilità dei risultati.

Riepilogo elementi utilizzati
Nodi	228
Elementi Beam	239
Rigid Link	86

Schematizzazione delle eccentricità di connessione tra Legno Lamellare e Acciaio
effettuata mediante “Rigid Link”

	SCHEDA RIASSUNTIVA DELLA STRUTTURA
Destinazione d’uso	Passerella ciclopedonale
Tipologia strutturale	Ponte strallato a tre campate con impalcato a doppia trave in parete piena
Larghezza percorribile	2.50 m
Lunghezza complessiva	110 m
Luce massima	65 m
Portali reggi stralli	Tubolare metallico tondo f457.2x12.5mm altezza 16 m
Schema statico impalcato	Trave continua su quattro appoggi
Tipologia vincoli impalcato	Appoggio scorrevole in senso longitudinale fisso in senso trasversale
Travi principali	Trave a parete piena in lamellare di Larice 18x123.8cm suddivisa in 5 conci
Travetti di impalcato	In legno lamellare di larice sezione 10x16.3 interasse 70 cm
Tavolato di impalcato	In tavole di larice massiccio spessore 4 cm
Traverso standard	Tubo in acciaio a sezione rettangolare TR 100x200x5 mm a passo 250 cm
Traverso reggistralli	Tubo in acciaio a sezione rettangolare TR 400x200x12 mm
Appoggi	In neoprene non armato collocato sotto i traversi metallici
Diagonali di controvento	In tondino d’acciaio con tenditore posizionato sotto l’impalcato (sezioni diversificate f20-f24-f27-f30)
Stralli primari	In fune spiroidale zincata tipo Tensoteci f44
Stralli secondari	In fune spiroidale zincata tipo Tensoteci f32
Capicorda fissi stralli	Tipo “Fork” in corrispondenza dei portali reggistralli
Capicorda regolabili stralli	Tipo “A Ponte” sulle spalle Tipo “Cilindrico” sui traversi dell’impalcato
Trattamenti per il legno lamellare	Trattamento protettivo Hydro HSL impregnante ad acqua a base acrilica per la protezione dall’attacco del fungo dall’azzurramento e dalle muffe

Progettazione e DL Architettonica	Arch. Lio Parcianello, Arch. Renato Da Re Farra d’Alpago (BL)
Redazione progetto costruttivo di Cantiere Calcoli Statici esecutivi Supervisione al Montaggio Verifiche fasi di Varo	Per Holzbau S.p.A. Ingg. Stefano Boranga – Stefano Canal
DL opere in acciaio e legno lamellare	Ing. Paolo Dal Pont – Belluno
Collaudatore	Ing. Walter Mazzoran – Belluno
Impresa esecutrice opere in c.a.	Bortoluzzi Francesco S.a.s.
Project manager per Holzbau S.p.A.	Ing. Paolo Sieni - Treviso
Impresa esecutrice opere in acciaio e Legno Lamellare

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