di ing. Saverio Arcuraci

Dopo tanto parlare di ponti sospesi, ormai tutti conosciamo gli elementi essenziali che li compongono; sappiamo che abbiamo un impalcato sorretto dai cavi principali (per mezzo dei pendini), sappiamo che i cavi principali sono ancorati a terra alle estremità, utilizzando  blocchi d’ancoraggio  in calcestruzzo opportunamente dimensionati, e sappiamo che, sempre riguardo ai cavi, questi sono mantenuti alla quota necessaria di progetto tramite le torri:

Fig. 1: azioni agenti su un ponte sospeso[1]

Un aspetto che invece è stato poco trattato da vari articoli e testate giornalistiche, perché effettivamente troppo tecnico, riguarda il tipo di vincolo che intercorre tra il cavo principale e la testa della torre; in particolare, qualcuno potrebbe pensare che  il cavo sia rigidamente connesso alla torre, ma in realtà non è affatto così, il cavo è solamente appoggiato, e spiegherò il motivo.

Un ponte sospeso è una struttura che subisce continuamente delle variazioni di carico, dovute al traffico viaggiante ma anche alle azioni del vento. Queste variazioni di carico si traducono in una variazione del tiro sul cavo principale. Le azioni orizzontali che agiscono sulla testa della torre devono essere nulle, perché caso contrario, un’azione orizzontale anche lieve (una forza), che agisse sulla sommità di una torre alta qualche centinaio di metri (braccio della forza) genererebbe un momento che distruggerebbe la torre stessa, provocando il collasso dell’intera struttura. La torre deve essere soggetta esclusivamente ad azioni verticali (in questo caso avremo un’azione normale di compressione).

Facendo scorrere il cavo in testa alla torre, tutto ciò non si verifica, il trasferimento di tiro avviene solo sul cavo e non sulla torre, dando luogo ad un sistema affidabile, ampiamente collaudato ed in uso su tutti i ponti sospesi, compreso l’ultimo realizzato, il Canakkale sullo stretto dei Dardanelli con campata centrale da 2023 metri.

Entrando ancor più nel dettaglio, l’elemento su cui scorre il cavo in cima alla torre, si chiama sella, la cui progettazione richiede, tra le altre cose, di determinarne il corretto raggio di curvatura, affinché il cavo scorra senza traumi.

Si dovranno altresì, realizzare dei sistemi di deumidificazione per la protezione anticorrosione degli elementi metallici, di seguito qualche immagine:

Fig. 2: Schema semplificato di una sella

Fig. 3: La sella sulla torre del ponte sullo Stretto di Messina, conterrà un doppio cavo da 1,26 metri di diametro ciascuno.

Fig. 4: Immagine delle selle durante alcune fasi di costruzione del Canakkale.

Fig. 5: Render della sella ultimata ed in esercizio, sul ponte sullo Stretto di Messina

Altri dettagli, che possiamo trovare sul progetto definitivo, ci forniscono informazioni su alcune prove da effettuare su modelli della sella.

In particolare, al paragrafo 6.5.2 del pdf PS0043_FO, pag. 41, troviamo alcune delle metodologie suggerite per eseguire delle prove a fatica sui trefoli (sono in pratica le funi che compongono i cavi del ponte) posti su un modello di sella opportunamente preparato.

Al sottoparagrafo 6.5.2.1, c’è una rappresentazione del tipo di macchina da utilizzare, traducendo la parte in giallo si legge:

“La sella di prova deve essere rappresentativa della colonna centrale nella fusione della piastra inferiore, ossia deve contenere due trefoli PPWS posti verticalmente uno sopra l’altro.”

È importante sottolineare (anche se ragionevolmente, non ce ne sarebbe bisogno) che le prove si effettuano su due trefoli PPWS (Preformed Parallel Wire Strand), e non su modelli di cavi interi.

Di conseguenza il macchinario necessario per l’esecuzione di dette prove, che fornirà le sollecitazioni cicliche per eseguire il test, avrà delle dimensioni ragionevoli, e secondo recenti comunicati della società Stretto di Messina, saranno necessari alcuni mesi per portarle a termine.

Le caratteristiche di un trefolo ce la fornisce il progetto definitivo, pdf PS0045_FO, ognuno di essi è composto da 127 fili d’acciaio del diametro di 5,4 mm, e ne servono ben 349 per realizzare un cavo principale, che a trefoli compattati, arriva ad un diametro di 1,26 metri.

Per terminare, allego la nota che segue, presa dal progetto definitivo, pdf PS0042_FO a pag. 75, dove il progettista puntualizza che, in ragione del notevole carico permanente dovuto alle considerevoli dimensioni del sistema ponte, si ritiene che il limite di fatica sui cavi, non sia uno stato limite dominante (in sintesi, i carichi dovuti a traffico veicolare o da vento, sono assai più bassi rispetto al carico permanente dovuto al peso proprio della struttura).

Spero sia stata una lettura piacevole…. Ci vediamo sul ponte.

[1] Immagine tratta da: Ponti sospesi e come studiarli | CUENEWS (buildingcue.it)