ITMI20081852A1 - Struttura modulare per la realizzazione di viadotti e simili opere - Google Patents

Description

Descrizione della domanda di breveto per invenzione industriale dal titolo: “Struttura modulare per la realizzazione di viadotti e simili opere”

Descrizione

La presente invenzione si riferisce a una struttura modulare per la realizzazione di viadotti e simili opere civili.

Più in particolare, la presente invenzione si riferisce a una struttura modulare come sopra definita particolarmente adata alla costruzione di viadotti, ponti e simili opere realizzate in calcestruzzo e in particolare in calcestruzzo privo di armature metalliche strutturali.

Come è noto, opere civili del tipo viadotti, ponti e simili ad uso stradale, ferroviario o per altro genere di trasporto sono provviste dì una o più campate e atte a superare ostacoli del tipo fiumi, vallate o strade, ferrovìe e simili. Generalmente i viadotti sono costituiti da piloni, alti anche centinaia di metri, che hanno la funzione di sorreggere una o più campate o travate; tanto i piloni quanto le travate sono realizzati in cemento armato precompresso.

Tuttavia, il cemento armato, utilizzato per la costruzione delle sopracitate opere civili e che fino a tempi recenti è stato sempre considerato come un materiale caratterizzato da elevata durabilità, presenta degli inconvenienti di rilievo.

L’inconveniente principale di tali strutture in cemento armato è legato alla corrosione delle armature metalliche che è, sostanzialmente, da imputarsi a fenomeni di carbonatazione; a seguito di tale fenomeno in cui Lidrossido presente negli elementi costitutivi del cemento reagisce con l anidride carbonica portando alla formazione di carbonato di calcio e del’esposizione all’umidità e all ambiente alcalino della pasta cementizia (la riduzione dell’idrossido di calcio determina un abbassamento del pH della pasta cementizia - per un calcestruzzo completamente carbonato il pH scende da 13 a 8,5), il film protettivo delle armature metalliche viene neutralizzato e distrutto e, di conseguenza, dette armature non più passivate sì ossidano e si corrodono, con la conseguente formazione di ruggine e il pericolo, in alcuni casi, di provocare il crollo della struttura.

Tali fenomeni di corrosione dell’armatura metallica del calcestruzzo possono portare, come detto sopra, anche al crollo dell’opera civile del tipo viadotto, ponte o simile in modo improvviso e senza Pevidenziazione di alcun segno premonitore di cedimento.

Scopo della presente invenzione è quello di ovviare all’inconveniente sopra lamentato.

Più in particolare, lo scopo della presente invenzione è quello di provvedere una struttura modulare per la realizzazione di viadotti, ponti e simili opere civili nei quali Pimpiego di armature metalliche sia ridotto al minimo o, preferibilmente, annullato.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di provvedere una struttura modulare per viadotti, ponti e simili che sia in accordo con il rispetto dell’ambiente e non comporti inquinamento del medesimo quanto a emissione di anidride carbonica (CO2)·

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di provvedere una struttura modulare che consenta di ridurre e al contempo semplificare i periodici interventi di manutenzione,

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di provvedere una struttura modulare per la realizzazione di viadotti, ponti e simili che consenta di ridurre i tempi di messa in opera dell’opera civile, con un conseguente risparmio di costo.

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire agli utilizzatori una struttura modulare come sopra definita atta a garantire un elevato livello di resistenza e affidabilità nel tempo dell’opera civile che realizza e tale, inoltre, da poter essere facilmente ed economicamente realizzata.

Questi e altri scopi vengono raggiunti dalla struttura modulare per la realizzazione di viadotti, ponti e simili opere civili della presente invenzione che comprende componenti strutturali e di fondazione a profili sagomati, tra loro coniugati per consentire un assemblaggio rapido, agevole e tale da permettere l’utilizzo di calcestruzzo privo o sostanzialmente privo di armature metalliche strutturali di trazione e tali da generare nella struttura unicamente sforzi di compressione.

Le caratteristiche costruttive e funzionali della struttura modulare per la realizzazione di viadotti, ponti e simili opere civili della presente invenzione potranno essere meglio comprese dalla dettagliata descrizione che segue, nella quale si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che ne rappresentano una forma di realizzazione preferita e non limitativa e in cui: la figura 1 rappresenta una vista schematica frontale di una campata di un viadotto o ponte realizzato con struttura modulare dell’invenzione;

la figura 2 rappresenta schematicamente una sezione trasversale del viadotto di cui alla figura precedente;

le figure da 3 a 5 rappresentano schematicamente dettagli in sezione trasversale degli elementi della struttura modulare dell’invenzione;

le figure da 6 a 1 1 rappresentano in vista schematica assonometrica elementi costitutivi della struttura modulare dell’invenzione.

Con riferimento alle citate figure, la struttura modulare per la realizzazione di viadotti 10 e simili opere civili della presente invenzione, considerata con riferimento a una campata del viadotto 10, comprende almeno quattro dime 12 prefabbricate, disposte a contatto con il suolo 14 e aventi la funzione di costituire un contenimento o cassaforma per una gittata di calcestruzzo atta a definire la base per l’ancoraggio di elementi di cui si darà spiegazione ne] seguito; il numero delle dime è funzione della larghezza della campata o carreggiata del viadotto.

Le dime 12, rappresentate singolarmente e in dettaglio in figura 6 e parzialmente in figura 3, definiscono la struttura per il contenimento della gittata di calcestruzzo che va a costituire l’elemento o base di appoggio oltre che l’elemento di congiunzione tra una campata e la successiva del viadotto 10. Detta dima 12 ha una sezione tendenzialmente triangolare con il vertice troncato secondo un piano orizzontale; in corrispondenza di detto vertice è realizzata una cava o tasca 16. con andamento di preferenza semicircolare, atta ad alloggiare gli elementi descritti nel seguito.

Lungo il bordo inferiore del fronte posteriore della dima 12 si sviluppa, secondo una direzione perpendicolare al fronte posteriore medesimo, un labbro 20 definente la base di appoggio e stabilizzazione al suolo della dima medesima.

Le dime 12, come deto in precedenza, definiscono i blocchi o struture per il conienimento/cassaforma del getto di calcestruzzo che costituisce la base di ancoraggio di almeno un corpo dì fondazione 22.

Il corpo di fondazione 22, generalmente uno per ogni campata, comprende due elementi 24 e 26 di estremità, rispetivamente sinistro e destro realizzati nel contenimento definito dalle dime 12 e in corpo unico con un arco intermedio 28 ad andamento concavo. Gli elementi 24 e 26 di estremità, la cui geometria è funzione di quella delle dime 12, in corrispondenza del loro vertice superiore presentano un incavo 30 a profilo tendenzialmente semicircolare longitudinalmente esteso per tutta la lunghezza di deti elementi di estremità.

Gli elementi di estremità 24 e 26 poggiano sul suolo, mentre l’arco intermedio 28 è interrato.

L’utilizzo del corpo di fondazione 22, strutturato come sopra descrito, consente vantaggiosamente di evitare, generalmente, Lutiììzzo dì fondazioni profonde del tipo pali o diaframmi, le quali richiedono tempi di realizzazione molto maggiori con costi non contenuti.

L’incavo 30 degli elementi di estremità 24 e 26 del corpo di fondazione 22, definisce la sede per Lalloggiamento di almeno un perno 32 ato a costituire l’elemento di connessione o snodo/cemiera delle parti definenti la campata del viadotto 10,

Il perno 32, anch’esso realizzato in calcestruzzo, ha uno sviluppo preferibilmente cilindrico e lungo la superfìcie laterale presenta due tasche 34 tra loro contrapposte e longitudinalmente estese per tuta la lunghezza del perno medesimo che è funzione della larghezza delle campate del viadoto.

Dete tasche 34 del perno 32 definiscono la sede per il posizionamento delle porzioni di estremità di un arco superiore 36, preferibilmente formato da due semiarchi 36’ e 36” solidarizzati in corso d’opera. Sulla superficie dei due semiarchi 36’ e 36” dell’arco superiore 36 sono definite una pluralità di aperture o asole passanti 38, disposte di preferenza una in successione all’altra con passo preferibilmente costante e secondo una direzione longitudinale; dete asole hanno la funzione di alleggerire la strutura del’arco superiore 36. Specialmente, ma non esclusivamente, nel caso di campate pìccole, l’arco può essere realizzato in un unico pezzo.

La sezione longitudinale dell’arco superiore 36 può essere costante oppure variabile, ossia minima in corrispondenza della zona di chiave e massima in corrispondenza delle porzioni di estremità.

Inoltre, i sopra descriti archi superiori 36 possono essere disposti accostati gli uni agli altri oppure separati e distanziati in funzione delle carateristiche estetiche e di carico della struttura del viadoto.

Il perno 32 si configura come una cerniera che consente vantaggiosamente di vincolare l’arco superiore 36 e il corpo di fondazione 22 e al contempo di permeterne il movimento,

I due semiarchi 36’ e 36” dell’arco superiore 36, inoltre, sul fronte superiore opposto al corpo di fondazione 22, presentano una pluralità di risalti 40 estesi trasversalmente (in modo continuo o discontinuo) e tra loro distanziati in modo tendenzialmente regolare in direzione longitudinale. Deti risalti 40, che presentano una superfìcie piana e preferibilmente disposta secondo un piano orizzontale, definiscono la base di appoggio per una pluralità di setti trasversali 42, la cui dimensione in altezza decresce dall estremità della campata in direzione della zona di chiave,

Ciascun setto trasversale 42 è formato da almeno un pannello 44 la cui dimensione trasversale corrisponde sostanzialmente alla dimensione trasversale dell’arco superiore 36. Sulla superficie del singolo pannello 44 è realizzata almeno un’apertura 46 con forma preferibilmente arcuata, avente la funzione di alleggerire la struttura oltre che conferire alla stessa un maggior pregio estetico.

Nel caso in cui il setto trasversale 42 fosse formato da due o più pannelli 44, detti ultimi sono solidarizzati uno rispetto all’altro mediante tradizionali giunti di taglio (non rappresentati alle figure).

L’estensione del setto trasversale 42 è funzione della larghezza dell impalcato o carreggiata del viadotto 10.

La base o bordo inferiore del singolo pannello 44 del setto trasversale 42 è provvista di uno snodo semisferico 48 atto al collegamento con il risalto 40 dell’arco superiore 36. La base o bordo superiore dei setto trasversale 42 è provvista, di un ulteriore snodo semisferico 50, sagomato a culla, solidarizzato con l’uno o più pannelli 44 e chiuso alle estremità; detto ulteriore snodo è atto al collegamento e alla stabilizzazione di elementi piastriformj curvi o “copponi” 52.

Ciascun coppone 52, che si estende per tutta la larghezza dell impalcato del viadotto 10, è disposto tra due contrapposti setti trasversali 42, come ben si rileva dalle figure 1 e 4.

11 coppone 52 è definito da una base 54 ad arco trasversalmente estesa, dalle cui porzioni di estremità del fronte superiore rivolto in direzione opposta a quella dei setti trasversali 42, si sviluppano due parallele e contrapposte appendici 56 atte a definire delle superfici di contenimento del marciapiede della carreggiata del ponte.

Il coppone 52 è generalmente realizzato in un unico pezzo; tuttavia, secondo forme di realizzazione alternativa e/o in funzione della larghezza della carreggiata, esso può essere ottenuto in due o più porzioni trasversali tra toro solidarizzate e di dimensioni pari alla larghezza della carreggiata, oppure in due porzioni longitudinali dimensionate in funzione della distanza tra due contrapposti e paralleli setti trasversali 42.

Il fronte superiore del coppone 52 definisce il piano per una eventuale successiva gittata di calcestruzzo magro o in altro materiale inerte con la funzione di realizzare il piano stradale.

Tutti i componenti costruttivi e strutturali sopra descritti sono realizzati in calcestruzzo ad alta resistenza eventualmente fibrorinforzato.

Come si può rilevare da quanto precede sono evidenti i vantaggi che la struttura dell invenzione consegue.

La struttura modulare per la realizzazione dì viadotti e simili opere civili della presente invenzione consente di utilizzare calcestruzzo ad alta resistenza eventualmente fibrorinforzato riducendo in modo considerevole, se non addirittura annullando, l’impiego delle armature metalliche, che come detto in precedenza sono soggette a fenomeni di corrosione causa di potenziali crolli e tali da ridurre la vita utile della struttura.

Un ulteriore vantaggio della struttura dell’invenzione è rappresentato dal fatto che i vincoli tra gli elementi costitutivi e strutturali consentono di generare solo sollecitazioni di compressione.

Ulteriormente vantaggioso è il fato che la struttura, essendo modulare, consente di realizzare in modo rapido e agevole diverse tipologie di viadotti, quanto a numero di campate e larghezza dell’impalcato; inoltre la medesima struttura consente di ridurre i costi legati alla realizzazione delle opere. Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che la struttura modulare dell’invenzione, consentendo di ridurre in modo drastico, se non annullare l’utilizzo delle armature metalliche, permette di rispettare l’ambiente riducendo l’inquinamento del medesimo quanto a emissione di anidride carbonica (C02); ciò in quanto, risparmiando sulla quantità di acciaio da utilizzare, viene ridota la quantità di combustibile e di C02prodotta per l’ottenimento del medesimo.

Ulteriormente vantaggioso è il fatto che la strutura modulare dell’invenzione si compone di elementi strutturali di facile assemblaggio e ciò porta come conseguenza anche una agevole e semplice manutenzione. Benché l’invenzione sia stata sopra descrita con particolare riferimento a una sua forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti a un tecnico del ramo alla luce della descrizione sopra riportata. La presente invenzione, pertanto, intende abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nello spirito e nell’ambito delle rivendicazioni che seguono.

Claims (1)

1. Rivendicazioni 1. Una struttura modulare per la realizzazione di viadotti (10) e simili opere civili realizzate in calcestruzzo e caratterizzata dal fatto dì comprendere componenti strutturali e di fondazione a profili sagomati, tra loro coniugati per consentire un assemblaggio rapido, agevole e tale da permettere l’utilizzo di calcestruzzo privo o sostanzialmente privo di armature metalliche strutturali di trazione e a generare nella struttura unicamente sforzi di compressione, 2. La struttura modulare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che gli elementi di fondazione sono definiti almeno quattro dime (12) per ogni campata del viadotto (10), disposte a contatto con un suolo (14) e atte a definire contenimento o cassaforma per almeno un corpo di fondazione (22). 3. La struttura modulare secondo le rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il corpo di fondazione (22) comprende due elementi (24, 26) di estremità, rispettivamente sinistro e destro, realizzati in corpo unico con un arco intermedio (28) ad andamento concavo. 4. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che la dima (12), così come gli elementi (24, 26) di estremità del corpo di fondazione (22), hanno una sezione tendenzialmente triangolare con il vertice superiore, troncato secondo un piano orizzontale, in corrispondenza del quale sono realizzate, rispettivamente, una cava o tasca (16) e un incavo (30) a profilo tendenzialmente semicircolare, con l’incavo (30) longitudinalmente esteso per tutta la lunghezza degli elementi (24, 26) di estremità e con detto incavo (30) che definisce la sede per l’alloggiamento di almeno un perno (32) atto definire una cerniera o snodo per vincolare un arco superiore (36) di una campata del viadotto(l O). 5. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dai fatto che farco superiore (36) è formato da due semiarchi (36’, 36”), a sezione longitudinale costante o variabile, solidarizzati in corso d’opera, sulla cui superficie sono definite una pluralità di aperture o asole passanti (38), disposte in direzione longitudinale una in successione all’altra e con passo costante. 6. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che l’arco superiore (36) è realizzato in un pezzo unico. 7. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il perno (32) ha uno sviluppo cilìndrico e lungo la superfìcie laterale presenta due tasche (34) tra loro contrapposte e longitudinalmente estese per tutta la lunghezza del perno medesimo. 8. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di setti trasversali (42), collocati rispetto a risalti (40) formati su! fronte superiore dell’arco superiore (36) opposto al corpo di fondazione (22), ciascuno di detti setti essendo formato da almeno un pannello (44) la cui dimensione trasversale corrisponde alla dimensione trasversale dell’arco superiore (36) e sulla cui superfìcie è realizzata almeno un’apertura (46) con forma arcuata. 9. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che i pannelli (44) del setto trasversale (42), solidarizzati uno rispetto all’altro mediante giunti di taglio, presentano una base o bordo inferiore provvisto di uno snodo semisferico (48) per il collegamento dei risalti (40) dell’arco superiore (36) e che la base o bordo superiore del setto trasversale 42 è provvista, di un ulteriore snodo semisferico (50), sagomato a culla, solidarizzato con l’uno o più pannelli 44 e chiuso alle estremità, detto ulteriore snodo semisferico (50) atto al collegamento di elementi piastriformì curvi o “copponi” (52), con ciascuno di detti copponi esteso per tutta la larghezza dell’impalcato del viadotto (10) e disposto tra due contrapposti setti trasversali (42). 10. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il coppone (52) è realizzato in un unico pezzo o ottenuto in due o più porzioni trasversali tra loro solidarizzate e di dimensioni pari alla larghezza della carreggiata, oppure in due porzioni longitudinali dimensionate in funzione della distanza tra due contrapposti e paralleli setti trasversali (42). 11. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il coppone (52) è definito da una base (54) ad arco trasversalmente estesa, dalle cui porzioni di estremità del fronte superiore, rivolto in direzione opposta a quella dei setti trasversali (42), si sviluppano due parallele e contrapposte appendici (56). 12. La struttura modulare secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che tutti gli elementi costrutti vostrutturali sono realizzati in calcestruzzo ad alta resistenza eventualmente fibrorinforzato.