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Progettazione

Ponte costituito da una rotaia sospesa a confronto con il progetto del ponte di Messina

Il Prof.Ing Raffaele Giovanelli, nel seguente articolo, descrive una proposta per il progetto del ponte sullo Stretto alternativa alle diverse soluzioni presentate negli anni.

14 Luglio 2021
Ponte di messina
Redazione calcolostrutturale.com
La redazione di calcolostrutturale.com è composta da ingegneri edili, copy strategist ed esperti di marketing e comunicazione.

Il traffico stradale è composto da veicoli sempre più grandi e di peso crescente. Inoltre non viene distinto il traffico del trasporto merci da quello passeggeri. Questo rende sempre maggiore il carico che debbono sopportare le strutture destinate alla mobilità, come strade, ponti, viadotti e gallerie. Il gigantismo delle strutture destinate alla viabilità si autoalimenta per la crescete domanda di mobilità con un crescente impegno finanziario, per lo più sostenuto dallo stato. A questo si aggiunge la tendenza, anche per ragioni di sicurezza, alla crescita delle dimensioni delle vetture private. Il risultato emblematico è sfociato nel progetto “impossibile” del ponte sullo stretto di Messina, un colosso che, a pieno carico, dovrebbe pesare come venti grandi portaerei, sospese sul mare dello stretto.

Il ponte sullo stretto avrebbe dimensioni quasi doppie del ponte giapponese sullo stretto di Akashi. La resistenza delle strutture cresce con il quadrato delle dimensioni il peso con il cubo. Indicati con due i parametri del ponte giapponese, quello di Messina peserebbe otto volte di più mentre la sua resistenza strutturale aumenterebbe solo quattro volte.  

Lo stato attuale

Che cosa è stato fatto fino ad ora nel campo dei ponti sospesi? Guardiamo il più grande esistente oggi al mondo:

Il Ponte dello stretto di Akashi è il ponte sospeso più lungo del mondo. È alto 282,8 m e lungo 3 911 metri. La sua campata principale è lunga 1991 metri. Inaugurato il 5 aprile 1998, unisce la città di Kōbe sull’isola di Honshū all’isola Awaji, passando al di sopra dello stretto di Akashi.

Iniziato a costruire nel 1988 dopo venti anni di progettazione, è stato inaugurato nel 1998 e il 17 gennaio 1995 ha resistito al terremoto di Kobe d’intensità 6,8 della scala Richter,[1] quando già erano state costruite le due torri, alte 300 metri, e l’ epicentro del sisma era localizzato proprio nella faglia nello stretto di Akashi. Le due torri non subirono danneggiamenti estremi, ma la torre sud si spostò di 120 cm e i lavori ripresero soltanto dopo un mese. Fortuna che c’erano solo le torri. Eppure si trattava di un terremoto inferiore a quello a cui dovrebbe resistere il ponte di Messina al completo. Ma anche le torri da sole hanno subito danni.

I ponti sospesi sono sostenuti da enormi funi costituite da fili d’ acciaio intrecciati. È chiaro che queste funi debbono essere conservate integre. Poiché il problema principale delle grandi funi d’acciaio è la corrosione, ognuno dei due cavi è sottoposto a un getto d’aria continuo per evitare la condensa dell’umidità. Per il ponte sullo stretto di Messina ci sarebbe lo stesso problema, che deve essere aggiunto alla lista dei problemi. Data l’enorme dimensione del ponte giapponese, risulta che l’80% della sua capacità portante è impegnata a reggere il peso proprio dell’opera e solo il restante 20% è destinato a sostenere il traffico. Stradale. Questo avviene per le condizioni normali del traffico. Ma un ponte deve affrontare le condizioni molto gravose dei carichi imposti durante il collaudo. Il progetto iniziale prevedeva anche il traffico ferroviario che, in una fase successiva, fu soppresso.


Fig.1 Ponte autostradale sullo stretto di Akashi (Giappone). Dal 1998 è il ponte più lungo del mondo. Per 80% della massa della sua struttura regge solo se stesso. Ci sono voluti dieci anni per costruirlo ma un terremoto potrebbe distruggerlo in pochi minuti

1 – Progetto approvato del ponte sullo stretto di Messina (autostrada + ferrovia)

Il progetto del ponte sullo stretto ha parametri “estremi” rispetto al ponte sospeso più grande del mondo, quello sullo stretto di Akashi.

Fig. 2. Progetto del Ponte di Messina approvato alcuni anni fa.

Parametri del progetto approvato:

  • Lunghezza del ponte: L = 3300 m
  • Peso impalcato 23.4 t/m                 
  • Tensione massima S nei cavi 26.722×105 t
  • Peso dei 4 cavi 32.0 t/m                 
  • Diametro D dei cavi: 1.24 m    
  • Altezza delle torri 358 m – aggiornata poi a 400 m

In Totale abbiamo un peso strutturale q= 23.4 + 32.0 = 56.4 t/m  (impalcato + cavi)


Fig 3. Schema dell’andamento degli sforzi e delle deformazioni per un ponte sospeso. Le linee sottili rappresentano qualitativamente le deformazioni dovuto al singolo carico p. Carichi, sforzi, deformazioni e reazione de vincoli nella struttura compresa tra due piloni di sostegno A, B.

La freccia f [m] (Fig.3) sarà 400-65 = 335m, che significa aver adottato per il rapporto:  f/L = n = 0.101. Un rapporto molto basso rispetto a 0.11 normalmente adottato. Questo parametro è importante perché influisce direttamente sullo sforzo S che debbono sostenere le funi di sostegno […]

L’articolo completo è disponibile nel seguente documento, scaricalo quì:

  Confronto tra ponte stradale+ ferrovia e Rotaia Sospesa (748,3 KiB)
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