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Perché il ponte "ad arco"

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Idea | pro-getto per la ricostruzione del Ponte-Viadotto

Riccardo Morandi“ di G e n o v a

 Perché il „ponte ad arco“

 

Gia i Romani ca. 400 anni a.C. costruivano ponti ad arco per gli acquedotti* (v. Pont du Gard, Francia; Segovia e Alcántara in Caceres, Spagna; i ponti: Milvio, Cesto, Sisto, Fabricius o dii Quattro Capi, etc. a Roma). L' idea, che è alla base di tutto, trasse origine dalle forma di porte, finestre e passaggi che conducevano nelle tombe. Nonostante siano trascorsi più di 2500 anni, i ponti ad arco continuano ad essere di grande attualità ispirando la fantasia degli architetti e l' ingegno degli ingegneri.

Con la caduta dell' impero romano l' Architettura occidentale andò Incontro a grandi trasformazioni. Le esperienzi dei maesti del ponte ad arco andarono perdute, uno Status quo che perdurò sino all' 11° secolo. Nello stesso tempo a Bisanzio e in Cina un notevole sviluppo ha avuto lo sviluppo della cupola e della volta. Il Ponte An-Ji nlla Provincia Hebei della Cina, costruto ca. nel 605 d.C.con la sua luce di 37 m, la sua forma ribassata di derivazione dall' esperienza romana dell' arco a tutto Sesto e il ricorso all' uso della calotta per ragioni di riduzione dei carichi, diede l' avvio ad un linguaggio formale che perdurò sino al 14° secolo. Soltanto con l' avvento del' Architettura romanica nella Francia meridionale l' impiego del Ponte in pietra per l' attraversamento di corsi d' acqua ebbe una rinascenza in Europa, in ispecie nelle città di Dresda e Regensburg in Germania e Praga. Uno dei più noti ponti più famosi di quella stagione è stato quello sulla Rhône del 1187 ad Avignone. Sostenuto dallo sviluppo della volta nell' Architettura gotica, la riscoperta della cultura antica e il contributo dei maestri del primo Rinascimento, soprattutto nell' Italia, del 15° e 16° secolo si registra, accanto alla costruzione di duomi e chiese, un rifiorire di maestose volte e cupole e nelle città vocate al commercio la costruzione di ponti nei quali tecnica ed estetica mossero i primi passi verso una sintesi formale rivoluzionaria. Fu il caso del Ponte della Santa Trinità , ultimato nel 1567 a Firenze e conosciuto come <Ponte a cesto>, nel quale per fini funzionali la geometria della volta venne dettata dall' esigenza di una di una ricerca armonica da PiroUrbatecturoStudio ripresa nell' idea | progetto per ricostruzione del ponte-viadotto "RICCARDO MORANDI" di Genova. Nei secoli 17° e 18° dell' Illuminismo, lo sviluppo dell' arte della volta fu contrassegnato da inoovazioni tecniche e scientifiche come, p.e., lo Studio teorico e sperimentale delle linee di forza sugli appoggi e la loro dipendenza dai carichi, l' introduzione delle centine autoportanti nella costruzione dei ponti, oltre alle teoricamente fondati calcoli e principi costruttivi. Alla fondazione nel 1747 a Parigi dell' École nationale des ponts et chaussée può essere ricondotta la nascita della prima Scuola di Scienze matematiche e naturale per la formazione degli ingegneri il cui protagonista, ed uno dei primi ingegneri di strade e ponti fu certamente Jean-Rodolphe-Perronet (1708-1794), progettista del ponte ad arco di Neuilly sulla Senna ultimato nel 1772, e il primo a riconoscere l' equilibrio della spinta all' interno del pilastro riducendone la massa e ad impiegare la centina autoportante calcolandone la corrispondente deformazione in altezza e motivando, teoricamente, la necessità di abbassare la centina nella fase del disarmo. Sarebbe alquanto lungo e fors' anche noioso descrivere il continuo processo scientifico, tecnico e industriale che dal primo impiego della ghisa alla fine del 18° secolo e con la costruzione del noto ponte ad rco in ferro, della luce di 30 m sul Severn a Coalbrrokdale (Gran Bretagna), di Abrahm Darby e John Wilkinson. Lo sviluppo di altri processi industriali per la pruduzione del ferro condussero all' invenzione dell' acciaio per costruzioni, resistente agli sforzi di trazione, senza il ricorso a centine autoportanti come nel caso del ponte ad arco Carabit della luce libera di 165 msulla Truyère nella Francia meridionale
di Gustave Eiffel.

Verso la fine del 19° secolo in Francia e Inghilterra il conglomerato cementizio, che ha avuto le sue origini a Roma, incominciò a destare l' interesse degli ingegneri, mentre al giardiniere parigino Joseph Monier nel 1867 riuscì la combinazione di conglomerato e ferro, che segnò la nascita del conglomerato cementizio armato ordinario, e nel 1890 a Brenma, in Germania, fu realizzato il primo ponte pedonale della luce libera di 40 m e dello spessore in chiave di appena 25 cm, noto per la straordinaria eleganza. Indi seguono i brevetti del 1892 dell' ingegnere e professore Joseph Melan (Germania), che segnarono l' avvio di una fase affascinante per la costruzione di ponti ad arco in conglomerato cementizio armato, il cui culmine fu raggiunto con la costruzione del ponte Echelsbacher sull' Ammer (Germania) della luce libera di 130 m, affermando così la tesi Secondo la quale i ponti costruiti in c.c.a. fossero piì sicuri dei ponti in acciaio per costruzioni. È l' era della magica avventura svizzera del genio di Roberto Maillart (e deila sua scuola) con la superba costruzione nel 1930 del Ponte di Salginatobel, Svizzera e continuare l' avventura nella costruzione di ponti della luce fino a 400 m, come il viadotto Almont della luce di 384 m in Spagna, cui segue l' altra del "cap" o conglomerato cementizio precompresso, interrotta negli ultimi anni dalla repentina crescita dei cambiamenti climatici e dalla leggerezza/negligenza umana, che, possiamo affermare, definitivamente ha aperto le Porte del futuro alla produzione ed all' impiego di acciai strutturali sofisticati - i migliori sul mercato sono quelli "legati" - ad offrire la più assoluta garanzia di resistenza meccanica e contro la corrosione, da PiroUrbatectureStudio previsto per la ricostruzione del Ponte-viadotto "RICCARDO MORANDI" di G e n o v a. .

La costruzione dei ponti ad arco è concepita in guisa che non siano sollecitazione di trazione, bensì di pressione ad aver luogo. Dal punto di visto storico una ragione , questa, dettata dal fatto che i primi ponti ad arco furono costruiti in pietra che poco poteva reagire alle soccitazioni alla trazione e, pertanto, assicurare stabilità.

Il loro principio statico consiste nello scaricare per pressione al suolo i carichi verticali (peso proprio, traffico, sollecitazioni sismiche, etc.) trasmessi sull' arco. Assieme alle forze verticali sia le spalle che le fondazioni devono assorbire quelle orizzontali (v. Il grafico e il modello delle <Pile della Memoria) che, a loro volta vengono „pressate“ tra loro in conseguenza delle deformazioni e dalla risultante spinta dell' arco.Nel caso di più archi l' uno accanto all' altro, le sollecitazioni di pressione sollevano si sollevano all' interno die piloni per reagire soltano sulle spalle all' estremità dell' arco. Inoltre i ponti ad arco incanalano sotto forma di forze di trazione e compressione le forze orizzontali e quelle dinamiche della guida, che hanno luogo per accelerazione e frenatura degli autoveicoli sul ponte.Gli effetti delle forze orizzontali sulle spalle sono tanto notevoli, quanto ribassato è l' arco del ponte, donde il ricorso a spalle più consistenti e un risultato estetico innegabilmente gradovole che non compromette la sicurezza.

Il loro comportamento statico viene sollecitato dagli effetti delle forze orizzontali di pressione. Forma e sezione dll' arco scielti in guisa che le linee di appoggio delle forze scorrono all' interno della sezione trasversale del nocciolo, in tal caso hanno luogo soltanto sollecita a pressione, donde nell' antichità il ricorso all' impiego della pietra naturale e la possibilità di ottenere luci più ampie di quelli ottenibili con il ricorso alle travi orizzontali. Con l' inizio dell' industrializzazione il ricorso prima alla ghisa, poi al ferro e in tempi più tardi all' acciaio fu la logica conseguenza. L' impiego degli acciai legati (il materiale previsto da
Piro UrbatectureStudio per la ricostruzione del ponte-viadotto „Riccardo MORANDI) ha consentito luci sempre più crescenti, dinamiche, coraggiose e esteticamente più gradevoli. Poiché l' acciaio può essere sollecitato sia da forze di trazione che di pressione, ne consegue che col ricorso a questo materiale, l' arco può essere predisposto sia sotto l' impalcato (proposta di PiroUrbatectureStudio), come nel caso del ponte in pietra, che lateralmente (!) e
sopra.

La fig.1 dà l' idea della disstribuzione delle forze/sollecitazioni in un ponte ad arco e ben si vede come pel tramite di sollecitazioni a pressione i carichi sovrastanti (statici e dinamici) vengono trasmessi prima all' arco e da questo alle fondazioni in forma di spinte controllabili proprio dalla geometria dell' arco. Più un arco è ribassato, maggiori sono le spinte sulle fonazioni. Tuttavia un arco ribassato tradizionale offre anche vantaggi in guisa che sia possibile ottenere luci libere sino a 60 m, mentre quella massima conseguibile da un arco a tutto sesto può essere soltanto di 40 m.

Nel corso del tempo dal ponte tradizionale sono state sviluppate altre forme di ponti ad arco che finirono per impiegare non soltano conci di pietra squadrata da bravi artigiani, ma anche conglomerato cementizio armato ordinario, prima, e precompresso, poi, ghisa, ferro e acciai ordinari e acciai ad alta resistenza legato. Alla ricerca del <genius loci> in una cittadina della Germania settentrionale, mi sono imbattuto in uno stupendo ponte ad arco ribassato in conci di pietra da taglio lavorati e posti in opera da muratori italiani che non poco finì per influenzare il filo rosso che, poi, condusse alla realizzazione di un edificio plurifunzionale (Banca, uffici,abitazioni) nel composto centro urbano locale.

Tradizionalmente per l' erezione di un ponte ad arco veniva approntato un ponteggio in legno sul quale, sino al compimento dell' opera, poggiava tutta la costruzione che, così, si trasformava in una struttura autoportante. Insomma, completato il ponteggio, s' incominciava con la costruzione del ponte collocando i conci accuratamenta tagliati l' uno accanto all' altro con il concio di pietra alla sommità a definire la cosiddetta „chiave di volta“, il tutto secondo le precise regole dell' arte e della tecnica via-via perfeziionatesi nel tempo e simbolicamente controllato dal maestro romano Vitruvio Pollione (ca. 84 a.C.), l' autore del noto trattato“ De architectura libri decem“, il cui esemplare, scoperto da Poggio Bracciolini nel monastero di St. Gallen, Svizzera, divenne il vademecum (quel „vai con me“ che come „vade retro“ Umberto Eco mise nella bocca di Salvatore che, attualizzato, potrebbe indicare la via mestra a cialtroni, parolieri mistici, politicanti, pepè e piripillè) dei pittori del tardo Medioevo, degli architetti del Rinascimento italiano, a partire dai suoi suoi protagonisti in studio ricerca, come Leon Battista Alberti e Francesco di Giorgio Martini, per finire alle geniali invenzioni dell' ingegnere svizzero Maillart ed alle coraggiose invenzioni spaziali dell' ingegnere-architetto spagnolo Siantiago Calatrava.

Ponti in muratura, pertanto, per i quali la Cina sin dal X Secolo del I Millennio d.C. Con il ponte ad arco ribassato di Poh Lam, il ponte ad arco ribassato della luce di 37 m, di Zhaozhou nella Fukia per l' attraversamento del “Fiume die Draghi“, il ponte ad arco ribassato „Anpin“ a sud-ovest di Quanzhou, donde Ponte di Zhuan, nella provincia del Sechuan, i cui 331 piloni a forma di una nave (l' idea dell' architetto e senatore Renzo Piano per il nuovo ponte-viadotto di Genova è di recentissima data!) attraversa un braccio di mare di 30 km etc., ha lasciato esempi di grande maestria.

Viene un ponte costruito in conglomerato cementizio armato ordinario, allora i punti di partenza sono le due spalle ancorate al suolo per diventare autoportante con il getto dell' ultimo segmento., senzo per questo poterlo ancora ritenere idoneo all' esercizio. In primo luogo vengono tolte le casseforme, poscia seguono i lavoro del corpo stradale. Soltanto e allorché sarà trascorsa la fase della stagionatura del c.c.a.c/pcp. E verificatane la solidità con prove di collaudo, il ponte potrà essere aperto al traffico, secondo l' uso previsto.

Accanto ai ponti ad arco classici, esistono i ponti ad arco, cosiddetti „ibrid“, nei quale le sollecitazioni di spinta vengono „assorbite“, oltreché dalle fondazioni, anche dalla carreggiata stradale collegata alle estrmità dell' arco e con funzione di tirante (fig.2). Occorre precisare che in questo caso la carreggiata non può essere eseguita in pietra (non resistente a solleitazioni di trazione), donde la definizione di ponte ad arco „ibrido“ e il ricorso, in alternativa, dal ponte in ghisa al ponte in ferro sino ai ponti in acciaio a media e alta resistenza (legato), dei quali l' architetto Renzo Piano non ha ancora specificato quale impiegherebbe per la ricostruzione del p.-v. „R.M.“ di Geneva, facendo sapere, invece, che a produrlo sarà l' Arcelor Mittal, che ha recentemente rilevato l' Ilva, e, inoltre, che: a. Il cantiere sarà un luogo di coesione e magia dove tutti lavorano assieme“, poiché “Genova non si è mai persa. Sarà un ponte (perché non ponte-viadotto non si resce ancora a capire. Ndr) più sottile che avrà la propria base sul polcevera. Quelli che ho prentato sono schizzi. Sono progetti ragionati (che fatica e miracolo! Ndr). Avrà una sua luminosità con riflettori che di giorno cattureranno la luce solare per poi fare luce (lunare, ndr) di notte. Il colore sarà bianco (vergine, ndr). E ancora, dixit e assicura l' architetto e senatore taciturno della Repubblica: „Costruiremo il ponte (non ancora ponte-viadotto, ndr) quanto prima (sulla base di quale incarico quel plurale maiestatis? Ndr.) ma non ci deve essere fretta (e, allora, perché da architetto che di concorsi internazionali di progettazione ne ha vinti tanti e di opere stupende, da senatore della Repubblica non s' è adoperato per sollecitare al malgoverno, nel rispetto e in ottemperanza delle indicazioni di INARSIND, Associazione di intesa sindacale di Ingegneri e Architetti, perplessa di fronte alla sua proposta progettuale „offerta“ al supergovernatore della Liguria, di indire almeno un concorso nazionale di progettazione – come si fa nella serie e composta Germania che l' havito da grande protagonista dell' Architettura – che, oltre a mettere a disposizione più proposte sulla base delle quali „decernere“ - lat.; ital.: decidere) quale la più „bell(issim)a“, per il signor Toti e che „piace“ a l Signor Bucci - , avrebbe coinvolto ingegneri e architetti italiani stimolando in tal guisa la creatività e la curiosità die giovani?). Sarà costruito come se fosse una nave (un „remember“ dei 331 piloni della „Zhuanbrücke“ di c.s.? Ndr.). Fatto di componenti che vanno messi assieme (diversamente come potrebbe reggersi un manu,- industrifattu del genere? Ndr). Genova sarà laboratorio d' Italia (esagerato, ma vchi vivrà vedrà! 0, invece, come la ricostruzione postsismica, collega Renzo Piano, della quale non sappiamo cosa è stato da Lei trasmesso ai giovani del G124 né la ragione per la quale l' iniziativa, e i suoi non visibili risultati nello specifico della ricostruzione, non siano stati portati e discussi nelle relavite Commissioni parlamentari di Camera e Senato e, infine, dibattute in Parlamento a camere separate? Ndr.). Sarà un ponte a 4 corsie da 3,75 m (previste di installazione installazione del sistema Tutor. Ndr.) più le corsie di emergenza (della larghezza di 3,00 m. Ndr.)“. Tutto secondo l' art. 2, Decreto Legislativo, 30 Aprile 1992, n.285.

In considerazione della caratteristica comportamentali dei ponti ad arco „ibridi“, è stato, allora, necessario il ricorso all' impiego dell' acciaio o conglomerato cementizio „precompresso“ con il vantaggioche le fondazioni non debbano resistere a forti sollecitazioni di spinta e, di conseguenza, è più agevole l' esecuzione alle loro estremità (spalle).

Acclarato che i ponti ad arco rappresentano il principio costruttivo contraddistinto dalla forma ad arco e dall' impossibilità di scorrimento alle loro estremità, si deduce che il controllo delle sollecitazione è più sicuro.

 

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