Il rinforzo strutturale dei ponti in calcestruzzo | Edilone.it

Il rinforzo strutturale dei ponti in calcestruzzo

wpid-20367_Rinforzostrutturaletitolo.jpg
image_pdf

Si tratta certamente di uno degli aspetti più delicati riguardanti l’azione di restauro di un ponte o di un viadotto perché impatta, nella grande maggioranza dei casi, con la correzione in corso d’opera del progetto iniziale, la quale si rende necessaria, per fare un esempio abbastanza usuale, al fine di aumentare la capacità di carico della struttura in funzione del corrispettivo aumento previsto del traffico stradale oppure più semplicemente perché l’usura ha portato ad una corrosione importante dell’armatura riducendo in modo drastico la sua capacità di portata. In questi casi, ai lavori di ripristino del calcestruzzo, si deve far corrispondere il rinforzo strutturale del ponte. Per ottimizzare per quanto possibile l’efficacia del rinforzo della struttura è infatti indispensabile far corrispondere questa operazione al ripristino del calcestruzzo armato per incrementare l’effetto coadiuvante fra le vecchie e le nuove strutture. Nel dettaglio, tecnicamente, si considerano tre tipologie possibili di rinforzo strutturale: rinforzo a taglio e flessione, rinforzo a compressione, rinforzo a trazione.

Il rinforzo a taglio e flessione

Come si sa dalle leggi basilari della fisica, gli sforzi di taglio e flessione su una trave sono presenti contemporaneamente, essendo il taglio la derivata prima della flessione. Tradotto nella pratica applicativa del rinforzo strutturale, significa che il progettista che si trovasse a dover aumentare la resistenza a flessione delle travi portanti di un ponte o delle solette intradosso, a causa, come detto, del previsto aumento del traffico, dovrebbe prevedere l’utilizzo di materiali compositi che verrebbero applicati in corrispondenza della o delle campate e di tutti gli appoggi sulle pile. I prodotti più utilizzati a questo scopo sono diventate le lamine sintetiche rinforzate in fibra di carbonio o anche in fibra ibrida carbonio-aramide (particolarmente utili su strutture sottoposte a forti vibrazioni) che vengono posate mediante la stesura preventiva di resine epossidiche per facilitarne l’adesione alla struttura sottostante. Ad aumentarne la funzionalità concorre anche il possibile utilizzo di pretensionatori.

Il rinforzo a compressione

Questo tipo di rinforzo è essenzialmente indirizzato alle pile o alle colonne che necessitano di consolidare la propria struttura per resistere all’aumento dei carichi, dovuti ad esempio al previsto incremento di traffico pesante su un ponte. Scomodando anche in questo caso i principi della fisica, lo sforzo di compressione si evidenzia quando un solido cilindrico molto lungo sottoposto a questo tipo di carico, raggiunge un valore critico, detto carico critico Euleriano, che ne provoca l’inflessione lungo il piano di minor rigidezza. Tradotto anche qui nella pratica quotidiana, il rinforzo a compressione di una pila si realizza mediante un’operazione detta di rinforzo per confinamento che si realizza applicando fasce di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio o fibra di vetro, letteralmente fasciando le pile, in modo sempre coerente con i calcoli preliminari che devono possibilmente tenere conto anche delle deformazioni ortogonali rispetto alla direzione da cui proviene la sollecitazione principale, sempre facendo precedere questa operazione dall’applicazione di resine epossidiche per facilitarne l’adesione e quindi l’efficacia. Nota a margine riguarda invece il caso in cui lo sforzo a compressione venga rilevato sulle solette intradosso o sulle travi. In quel caso può essere prevista anche l’applicazione (e.g. Soluzione Sika per il rinforzo di strutture portanti) di elementi angolari sintetici a L, anch’essi rinforzati in fibra di carbonio.

Il rinforzo a trazione

Il terzo è ultimo tipo di sforzo cui può essere sottoposta una struttura come un ponte in calcestruzzo armato è detto a trazione, il quale può verificarsi anche sulle pile, ma in particolare si manifesta su campate e travi rettilinee in conseguenza delle effetto di forze uguali, ma di segno opposto applicate all’estremità delle stesse. Il risultato di questo sforzo è un allungamento longitudinale, cui consegue una compressione perpendicolare, che ci fa ricadere in pratica nel caso uno, con la premessa notoria che mentre le armature hanno resistenza ottimale alla trazione, il calcestruzzo risulta particolarmente instabile a questo tipo di sforzo. Tradotto nella pratica anche in questo caso si ricade nell’utilizzo di lamine a resine polimeriche rinforzate a fibra di carbonio, particolarmente indicate in quanto ad elevato modulo elastico e appunto ad elevata resistenza alla trazione. La prassi è analoga a quelle precedenti, per cui l’applicazione delle lamine rinforzate va fatta in senso longitudinale alla direzione rilevata dello sforzo, e poi eventualmente si può ricorrere ai pretensionatori menzionati in precedenza.

Nell’insieme, i materiali utilizzati per questo tipo di intervento devono presentare innanzitutto caratteristiche molto rilevanti dal punto di vista del modulo di elasticità e di resistenza alla trazione, ecco la ragione per cui sono arricchiti con fibre di vetro, di aramide (e.g. il kevlar) e soprattutto di carbonio, quindi devono in ogni caso garantire un’ottima risposta agli agenti degradanti delle strutture sulle quali vengono applicati come gli eventi atmosferici e corrosione da sali e inquinanti e infine, anzi diremmo soprattutto, devono presentare elevata semplicità di posa in opera e particolare velocità di montaggio. L’uso di tessuti e lamine va certamente in questo senso anche perché permette una sagomatura rapida ed ottimale in base alle esigenze progettuali ed alla caratteristiche peculiari di ogni singolo campo applicativo.

Copyright © - Riproduzione riservata
Il rinforzo strutturale dei ponti in calcestruzzo Edilone.it