Video: Dietro le quinte di un enorme spostamento trasversale del ponte

L'operazione, che ha comportato lo spostamento di un tratto di viadotto lungo 485,5 metri, completo di piloni e fondamenta, segna la prima volta che in Germania viene eseguito uno spostamento trasversale di questa portata.

Il filmato in timelapse dello spostamento del viadotto di Rinsdorf sull'autostrada A45 (sopra) racconta parte della storia. Ma ciò che non mostra sono gli anni di meticolosa pianificazione, valutazione dei rischi e ingegneria di precisione necessari per realizzarlo.

Il progetto fa parte di un piano più ampio di modernizzazione delle infrastrutture chiave lungo la A45, un corridoio autostradale fondamentale che collega la regione della Ruhr con Francoforte e che attraversa una serie di profonde valli lungo il suo percorso.

Strabag, in qualità di partner capofila di un consorzio con Bickhardt Bau per l'ente federale tedesco per le autostrade Die Autobahn, ha avviato i lavori sul viadotto nel 2017. Anche il vicino viadotto di Rälsbach è in fase di ristrutturazione nell'ambito dello stesso programma.

Il viadotto originale di Rinsdorf, costruito negli anni '60, si trova circa a metà strada tra Dortmund e Francoforte e aveva raggiunto i limiti della sua vita utile. "Doveva essere sostituito con una nuova struttura perché il volume di traffico era aumentato enormemente nei decenni successivi alla sua costruzione e si prevede che continuerà ad aumentare", ha dichiarato a Construction Briefing Wolfgang Schlensorg, responsabile della divisione ponti del Centro di costruzione di Strabag. "La sua sostituzione fa parte di un enorme progetto di viabilità: il rinnovamento dei ponti lungo l'autostrada A45 e l'ampliamento pressoché continuo a sei corsie dell'autostrada".

Lo spostamento trasversale della struttura lunga 485,5 m ha richiesto circa 20 ore per essere completato (immagine per gentile concessione di Strabag)

Perché far scorrere un ponte lateralmente?

La decisione di realizzare uno spostamento trasversale del viadotto anziché costruirlo in loco fu dettata in gran parte dalla gestione del traffico e dalla geometria del progetto originale. Il viadotto originale di Rinsdorf non era stato costruito con due impalcati separati per ciascuna direzione di marcia, ma come un'unica struttura. Ciò rappresentava una sfida per il mantenimento del flusso del traffico lungo l'autostrada, mentre erano in corso la demolizione della struttura originale e la costruzione della sua sostituzione.

La soluzione fu quella di costruire la prima metà della nuova struttura del ponte con uno sfalsamento di poco più di 20 metri rispetto al viadotto originale. Ciò consentì di sostenere il traffico mentre il ponte originale veniva demolito. La seconda nuova sezione fu quindi costruita al posto dell'originale. Una volta completata, la prima sezione fu spostata trasversalmente nella sua posizione finale accanto alla seconda.

"La nuova costruzione di una metà del ponte, spostata di 20,6 metri lateralmente, e il suo successivo spostamento trasversale erano necessari... per consentire al traffico di continuare a scorrere senza interruzioni durante l'intero periodo di costruzione", ha affermato Schlensorg. "A causa delle dimensioni del viadotto di Rinsdorf, lo spostamento trasversale di una sezione del ponte, inclusi piloni e fondazioni, è stata l'opzione preferita per motivi di tempo e costi".

Lo spostamento trasversale dei ponti non è di per sé insolito. Strabag ha affermato che le squadre di costruzione dei ponti eseguono regolarmente spostamenti delle sovrastrutture o spostamenti completi di strutture a telaio più piccole.

Ciò che ha reso questo particolare progetto più raro e complesso è stato lo spostamento di un'intera struttura di queste dimensioni (quasi mezzo chilometro di lunghezza e 72 metri di altezza), compresi i suoi pilastri e le sue fondamenta.

La base di uno dei piloni del ponte mentre veniva spostato in posizione tramite martinetti idraulici (Immagine: fotogramma tratto dal video timelapse Die Autobahn)

Ingegneria in movimento

L'operazione, svoltasi all'inizio di giugno, ha richiesto più di 20 ore. Un sistema sincronizzato di 24 martinetti idraulici – quattro su ciascuno dei sei piloni del ponte – ha spinto la struttura nella sua posizione finale a una velocità di circa un metro all'ora.

Per consentire alla massa di calcestruzzo di scorrere agevolmente sui binari in movimento, Strabag ha posato appositi pattini di scorrimento in Teflon (PTFE) tra le fondazioni e la soletta di base. Questi sono stati trattati con un lubrificante specifico per ridurre al minimo l'attrito. Il viadotto è stato spostato in 15 fasi precise, ciascuna lunga 1,4 metri.

L'operazione ha segnato il culmine di anni di progettazione e coordinamento. "Lo spostamento trasversale del viadotto di Rinsdorf è stato pianificato e calcolato in modo completo con largo anticipo", ha dichiarato Strabag a Construction Briefing . "I progettisti specializzati hanno esaminato e confermato la fattibilità del progetto durante la fase di progettazione, prima del 2017... il progetto doveva essere finalizzato prima della costruzione delle fondazioni di derivazione nel 2018".

Rischi e mitigazione

Un indicatore che mostra il punto finale dell'operazione di cambio marcia (immagine per gentile concessione di Strabag)

Una delle maggiori incertezze tecniche riguardava le prestazioni dell'interfaccia di scorrimento, data l'età di alcuni componenti. "Il rischio principale [risiedeva] nel giunto di scorrimento, poiché l'interazione tra la lamiera di acciaio inossidabile e le piastre in PTFE... non poteva essere prevista con esattezza sulla distanza di scorrimento relativamente lunga", ha spiegato Strabag. "Alcuni componenti hanno dovuto essere installati sette anni prima dello spostamento, il che significa che questo materiale era soggetto a invecchiamento sotto la pressione della struttura".

Ulteriori lavori hanno dovuto tenere conto anche degli effetti di deformazione causati dalle fluttuazioni di temperatura e dall'irradiazione solare. Questo aspetto era particolarmente importante perché due piloni centrali erano saldamente collegati alla sovrastruttura e quindi particolarmente sensibili alle deformazioni irregolari.

Nonostante queste sfide, il cambiamento è avvenuto esattamente come previsto, senza problemi imprevisti.

Precisione digitale

Una delle innovazioni chiave è stato un nuovo sistema di controllo digitale sviluppato da Strabag per la movimentazione idraulica sincronizzata. "Considera in tempo reale le influenze ambientali come il vento e le deformazioni strutturali durante le manovre, grazie a una tecnologia di monitoraggio e misurazione integrata", ha affermato Schlensorg.

Pur non essendo una reinvenzione del metodo di spostamento trasversale, la tecnologia rappresenta un perfezionamento e un'espansione di una pratica consolidata. "Abbiamo ulteriormente sviluppato la tecnologia collaudata e... implementato lo spostamento completo in questa dimensione significativamente più ampia", ha affermato Strabag.

Strabag ha confermato che lo stesso sistema di controllo digitale verrà applicato a progetti futuri di analoga complessità.

Lezioni per il settore

L'esperienza di Strabag a Rinsdorf evidenzia una tendenza più ampia nei programmi di rinnovamento infrastrutturale in Europa: la necessità di bilanciare metodi di costruzione moderni con la minima interruzione dei flussi di trasporto esistenti. Sequenziamento innovativo, strumenti di pianificazione digitale e una maggiore sicurezza in manovre complesse come gli spostamenti delle sottostrutture aiutano le imprese a ridurre i rischi di operazioni così complesse.

Il team di Rinsdorf è orgoglioso del risultato ottenuto. "Tutti i soggetti coinvolti sono molto orgogliosi del buon esito dei lavori e del fatto che le previsioni per lo smistamento si siano sempre avverate. È un ottimo risultato, reso possibile grazie al forte lavoro di squadra", ha dichiarato Schlensorg.

Il completamento del resto del progetto è previsto entro la fine dell'anno.