I Ponti - tipologie e problematiche

I Ponti

Il ponte è una struttura, che ha lo scopo di aiutare nel superamento di un ostacolo, naturale o artificiale, che impedisca la continuità di una via di comunicazione. Una prima distinzione si può fare tra i ponti veri e propri, i cavalcavia e i cosiddetti viadotti. I primi vengono realizzati per il superamento di ostacoli naturali come i corsi d’acqua, i secondi vengono utilizzati per il superamento di un’altra via di comunicazione ed i terzi vengono impiegati per il superamento di una vallata o comunque una discontinuità orografica. Su di un ponte si può transitare con un mezzo di trasporto o semplicemente a piedi. Il primo fu probabilmente un tronco di albero caduto fra le due rive di un fiume, da lì in poi l’uomo ha perfezionato ed ideato nuovi ponti. Per comprendere come sono strutturati c’è bisogno di conoscere alcune componenti fondamentali degli stessi:
- L’impalcato: è la struttura orizzontale che sorregge il piano viabile, può essere costituito da tavole in legno o da una soletta in cemento armato o ancora da una lastra ortotropa (lamiera d’acciaio irrigidita da nervature ortogonali tra loro), negli ultimi anni sono stati sviluppati impalcati costituiti da resine sintetiche e fibre di vetro;
- Le travi: sono l’elemento principale nella costruzione di un ponte, in quanto hanno il compito di supportare il carico, possono essere in legno strutturale, in cemento armato, in acciaio o in lega di alluminio. Il tipo di ponte con struttura longitudinale costituita esclusivamente da travi viene detto “ponte a travata”; un sistema di travi assemblato in modo da formare una struttura a maglie triangolari si chiama “travata reticolare”, un sistema di queste travi consente di superare luci molto più elevate rispetto alle travi semplici. La struttura orizzontale sottostante l’impalcato viene spesso definita travata;
- I piloni: sono la parte a maggiore sviluppo verticale nella realizzazione di un ponte; hanno il compito di conferire stabilità e sostegno alla travata nei punti intermedi della stessa;
- Le spalle: sono la parte che congiunge il ponte alla terraferma. Danno sostegno alle estremità dell’impalcato, se il ponte attraversa un corso d’acqua le spalle possono essere conformate in modo da proteggere le sponde dall’erosione;
- Le fondazioni: sono gli elementi su cui sono posati i piloni e le spalle ed hanno il compito di trasferire i carichi da essi provenienti al terreno sottostante.

I ponti si possono dividere in tre categorie: fissi, mobili e traghetto. I ponti fissi vengono costruiti in modo permanente, hanno una altezza che consente a tutti i tipi di imbarcazione di transitare sotto di essi. Se si è in presenza di un ponte fisso di piccola luce, questo congiungerà direttamente con una trave o una travata le due spalle, se la luce è invece elevata ci sarà bisogno di inserire dei piloni o si dovrà fare ricorso al ponte strallato o a quello ad arco o ancora a quello sospeso. Fanno parte di questo tipo di ponti:
- Ponti a trave: costituiti da lunghe travi d’acciaio con profilo a doppio “T”, possono avere campate da 15 m e da 30 m a seconda che si tratti di ponti ferroviari o ponti riguardanti grandi arterie stradali.
- Ponti a trave maestra: costituiti da lunghe travi a doppio “T”, ottenute mediante saldatura di tre piastre d’acciaio; questo tipo di ponti è in grado di supportare carichi maggiori rispetto ad un semplice ponte a trave doppio “T”.
- Ponti a capriata: gli elementi strutturali vengono rinforzati con tiranti diagonali, in modo da formare dei triangoli; a causa della complessità della struttura l’altezza deve essere molto elevata. E’ un metodo economico e rigido per campate più lunghe e semplici.
- Ponti continui: sono costituiti da una serie di campate semplici affiancate tra loro che poggiano su tre o più punti.
Ponti a sbalzo: sono costituiti da due campate che si vengono incontro. Queste sono sporgenti, cioè a sbalzo, e sono sostenute da un sistema di piloni e ancoraggi che giungono fino alle sponde; non presentano difficoltà perché le campate si sorreggono da sole.
- Ponti sospesi: sono costituiti da cavi continui che si fanno passare su altissime torri e si assicurano alle sponde, il piano viabile è sospeso per mezzo di tiranti verticali o inclinati. Per ridurre la deformabilità l’impalcato spesso è irrigidito da una struttura reticolare. Sono caratterizzati da grandi luci ed elevate altezze.
- Ponti ad arco: sono costituiti da una struttura in acciaio, in calcestruzzo, in muratura o in legno conformata ad arco che sostiene il piano viabile. L’impalcato viene sostenuto dall’arco mediante elementi,detti piedritti, verticali o sub-verticali. Si possono avere ponti ad arco del tipo a via superiore e del tipo a via inferiore.
- Ponti strallati: sono costituiti da una serie di tiranti, detti stralli, che sostengono l’impalcato confluendo alla sommità di strutture a sviluppo verticale dette antenne. Antenne, stralli ed impalcato possono essere configurate in modo da ottenere una struttura simile ad un reticolare. Ne deriva un’elevata efficienza statica, un buon valore estetico dovuto alla snellezza e consente di superare grandi luci.

I ponti mobili si costruiscono in modo da facilitare la navigazione sollevando il ponte o ruotandolo per scostarlo. Sono costituiti di travi, travi maestre ed elementi a capriata, ma in un punto fanno perno per allontanare l’altra parte dal contatto con la terra:
- Ponti levatoi: sono imperniati ad una sola estremità, l’effetto sollevamento e ritorno si ha grazie ad un contrappeso.
- Ponti girevoli: sono a campata unica; questa è imperniata ad una sola estremità, intorno alla quale, il ponte con l’ausilio di un motore, può ruotare. Possono essere costituiti da due semi ponti, fissati alle reciproche estremità.
- Ponti ribaltabili: si compongono di due semi-ponti a sbalzo realizzati a trave maestra.
- Ponti sollevabili: sono composti da due torri fornite di motori, cavi e contrappesi; le torri sollevano il piano del ponte, la modalità di funzionamento è simile ad un ascensore.
- Chiatte: sono costituite da una sorta di zattera ancorata a delle imbarcazioni che ne assicurano la stabilità.

I ponti traghetto sono costituiti da un’imbarcazione che viene caricata ad una sponda e poi, tramite una fune appropriata, viene tirata sull’altra sponda. Il meccanismo di rimorchio è sorretto da piloni su ciascuna delle estremità. Nella progettazione di un ponte stradale ci si deve attenere alle disposizioni attualmente in vigore, quelle cioè contenute nel D.M.LL.PP. del 1990. Tali norme sono applicabili a tutte le opere che possono essere classificate con la generica dicitura “ponti”, ad esclusione dei ponti ferroviari. La larghezza della sede stradale di un ponte è rappresentata dalla distanza interna tra i due parapetti, la sede è composta di una o più carreggiate eventualmente divise da uno spartitraffico, di banchine e di marciapiedi. Le caratteristiche geometriche della sezione stradale dei ponti devono essere le medesime della strada di cui mantengono la continuità. Al di fuori dei centri abitati per strade sulle quali non è previsto transito pedonale, se la banchina presenta una larghezza inferiore a 3.00 metri, deve essere disposto alla destra di quest’ultima un marciapiede rialzato di larghezza minima di 75 centimetri diviso dalla banchina da un ciglio sormontabile ai soli fini di emergenza. I marciapiedi dovranno essere rialzati di almeno 20 centimetri rispetto al piano stradale. L’altezza del ponte non può scendere mai sotto la soglia minima dei 5.00 metri; solo nel caso di traffico selezionato è possibile scendere fino ad un minimo di 4.00 metri, per motivi validi e purchè ci sia idonea segnaletica di sicurezza. Nel caso dei sottopassaggi pedonali l’altezza minima non deve scendere al di sotto di 2.50 metri. Nel caso in cui un ponte interessi un corso d’acqua, il progetto deve essere corredato da una relazione specifica riguardante la condizione idrogeologica attinente la progettazione la costruzione e l’esercizio del ponte. In particolare si deve considerare l’eventualità della massima piena e si deve procedere allo studio della difesa da abrasioni e urti. Nella progettazione di un ponte si deve tener conto del peso proprio della struttura, dei carichi permanenti , dei carichi mobili e di quelli accidentali. Nella progettazione degli impalcati dei ponti in c.a. si deve tenere qualche accorgimento particolare: il copri ferro dovrà avere uno spessore minimo di 2.00 centimetri per le solette, mentre lo stesso deve salire a 3.00 centimetri per le travi e gli altri elementi strutturali. Lo spessore della soletta non deve scendere al di sotto di 20.00 centimetri mentre lo spessore dell’anima della trave deve essere di almeno 14.00 centimetri.