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Il caso di ponte grosso nell’Appennino Parmense

La geoingegneria applicata alle infrastrutture viarie: il consolidamento di un ponte storico in muratura

Tra i fenomeni di dissesto statico che si manifestano più frequentemente nei ponti in muratura vi è il cedimento nella direzione trasversale, che comporta il progressivo spostamento dei muri timpanici e d’ala con conseguente formazione di fessurazioni longitudinali nell’infrastruttura di attraversamento. Il fenomeno, identificabile con il termine “spreading”, è sostanzialmente riconducibile alle azioni di spinta dei terreni di riempimento dei rinfianchi compresi tra l’arco in muratura e la sovrastante sede viaria. Dette azioni di spinta dipendono sia dalle caratteristiche meccaniche del materiale di riempimento oltre che, in misura significativa, dalle vibrazioni indotte dal transito veicolare.

L’apertura delle fessurazioni, con il conseguente ingresso alle infiltrazioni idriche dalla piattaforma viaria, acuisce progressivamente il fenomeno fino al collasso del ponte. Il Ponte Grosso sul Torrente Ghiara, ubicato lungo la S.P. 359 R “di Salsomaggiore e di Bardi” (PR) al km 16+400 nel basso Appennino Parmense, poco a monte di Salsomaggiore Terme (Q ≈ 334 slm) sul collegamento viario verso Pellegrino Parmense, è stato per lungo tempo interessato dai fenomeni di “spreading”. Nella struttura, costituita da un ponte in muratura ad arco a tutto sesto, a seguito di dissesti già da tempo in atto, si sono recentemente aggravate le deformazioni interessanti sia la sede stradale che l’arco, causate sostanzialmente dal cedimento trasversale dei muri d’ala e timpanici del ponte. Il ponte è stato per tale motivo interessato da interventi di consolidamento finalizzati all’arresto del fenomeno degenerativo di instabilità statica. La progettazione geotecnica e strutturale degli interventi ha comportato l’applicazione delle conoscenze proprie della geoingegneria e della tecnica delle costruzioni, nel rispetto delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 e degli Eurocodici.

  • Il collasso di un ponte viario per deformazione trasversale
    Il collasso di un ponte viario per deformazione trasversale
  • Fessurazioni sulla sede stradale di Ponte Grosso
    Fessurazioni sulla sede stradale di Ponte Grosso
    Fessurazioni sulla sede stradale di Ponte Grosso
  • Fessurazioni nell’arco in muratura di Ponte Grosso
    Fessurazioni nell’arco in muratura di Ponte Grosso
    Fessurazioni nell’arco in muratura di Ponte Grosso
  • La sezione tipologica degli interventi nei muri d’ala
    La sezione tipologica degli interventi nei muri d’ala
    La sezione tipologica degli interventi nei muri d’ala
  • Il prospetto tipologico degli interventi nei muri timpanici
    Il prospetto tipologico degli interventi nei muri timpanici
    Il prospetto tipologico degli interventi nei muri timpanici
  • Vista panoramica degli interventi strutturali ultimati da valle
    Vista panoramica degli interventi strutturali ultimati da valle
    Vista panoramica degli interventi strutturali ultimati da valle
  • Una panoramica da Nord
    Una panoramica da Nord
    Una panoramica da Nord

Indagini geologiche, geotecniche e materiche

Lo studio geologico-geotecnico dell’area e del sito in cui il manufatto è realizzato ha permesso di verificare che localmente i terreni sono costituiti:

  • in superficie (coltre detritica), da un deposito di frana quiescente complessa, ovvero messo in posto in seguito alla combinazione nello spazio e nel tempo di due o più tipi di movimento;
  • in profondità (substrato), da torbiditi carbonatiche costituite da marne e calcari marnosi grigio chiari in strati da spessi a banchi a base arenitica medio-fine e peliti marnose grigio scure con strati arenitici sottili e medi poco cementati.

Per la caratterizzazione geotecnica e sismica del sottosuolo sono state effettuate le seguenti indagini geognostiche:

  • cinque sondaggi meccanici a carotaggio continuo di cui tre (profondità massima di 30 m dal p.c.) nelle aree circostanti il ponte e due (profondità massima di 10 m dal piano campagna – p.c.) direttamente sul ponte per il riconoscimento dei terreni di riporto sottostanti la carreggiata stradale;
  • 25 prove SPT (Standard Penetration Test);
  • cinque prove penetrometriche dinamiche continue (Standard Continuous Penetration Testing SCPT o anche DPSH) effettuate sui terreni naturali circostanti il ponte condotte dal p.c. (profondità massima di 9 m dal p.c.);
  • prova geofisica MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves).

Inoltre, per la caratterizzazione della consistenza materica e dimensionale (spessore) delle diverse murature costituenti il ponte, in diverse porzioni del manufatto sono state effettuate le seguenti indagini:

  • microcarotaggi con carotieri del diametro di 62÷100 mm;
  • perforazioni distruttive con punta a trapano del diametro di 32 mm;
  • prove di sfilamento sui piedritti del ponte: prove di estrazione (pull-out) con l’utilizzo di martinetto idraulico tarato, con progressione del carico a gradini progressivi, a partire da 30 bar aumentando di 10 bar ogni minuto fino a raggiungere la rottura per estrazione del trefolo. Dette prove hanno permesso di determinare il tipo e il solido di sfilamento nonché la tensione tangenziale di rottura del laterizio.

Su un campione di muratura sono state effettuate prove in laboratorio di compressione in pressa e di taglio per scorrimento su malta di allettamento; le prove hanno determinato i valori di fck – resistenza caratteristica cilindrica a compressione, sia del laterizio che della malta di allettamento. È stato inoltre determinato il valore di resistenza allo scorrimento su malta di allettamento. Poiché i muri timpanici del ponte sono realizzati in cls, sugli stessi sono state effettuate misurazioni sclerometriche, per la determinazione della classe di resistenza del calcestruzzo. Le resistenze caratteristiche del calcestruzzo sono state ricavate a mezzo di curve di conversione, ed hanno permesso di attribuire una classe di qualità del cls secondo le NTC 2008 pari a C20/25. Alla stessa classe di resistenza si è pervenuti a mezzo delle prove in laboratorio di compressione in pressa effettuate sui campioni di cls estratti con i carotaggi.