Costruzione ponti: 10 fasi per gestire l’intero processo

La costruzione di ponti è un processo complesso che richiede pianificazione, progettazione e realizzazione fisica di una struttura. Ecco come gestire questo processo

Nel mondo dell’ingegneria civile, i ponti sono considerati come le arterie vitali che collegano le comunità e consentono il flusso ininterrotto di persone, beni e servizi. La costruzione e la manutenzione di queste strutture presentano, tuttavia, una serie di sfide e di problematiche che diventano, con il passare degli anni, sempre più impegnative e complesse.

Oggi più che mai, è necessario ricercare soluzioni innovative per affrontare queste sfide e garantire la sicurezza, la sostenibilità e l’efficienza delle nostre infrastrutture di collegamento. In questo articolo, esploreremo accuratamente come si sviluppa il processo di progettazione e costruzione di queste strutture e capiremo perché software per la gestione dei ponti, software per l’ispezione dei ponti e software per il monitoraggio della salute strutturale dei ponti siano strumenti indispensabili per risolvere in modo efficiente ed efficace le criticità del settore. Se vuoi, puoi provare gratuitamente questi strumenti semplicemente attraverso l’attivazione di un account.

Se vuoi saperne di più sulle recenti disposizioni normative che prevedono il censimento e la catalogazione dei ponti esistenti per la valutazione del livello di sicurezza e consentire così una migliore gestione del rischio, ti consiglio l’ebook “Censimento Ponti“.

Esempio di monitoraggio ponti con usBIM

Come si costruisce un ponte?

La costruzione di un ponte permette di attraversare ostacoli naturali o artificiali, come fiumi, laghi, strade, valli o altre discontinuità geografiche. Un ponte può essere definito, quindi, come un’opera ingegneristica che ha lo scopo di collegare due punti separati per consentire il passaggio sicuro di persone, merci e veicoli da un lato all’altro.

Per costruire un ponte è necessario un processo suddiviso in diverse fasi, tra queste la pianificazione, la progettazione e la realizzazione fisica della struttura. Di fondamentale importanza in questo processo è la collaborazione tra ingegneri, architetti, costruttori, autorità locali e altri professionisti, necessaria per garantire che la struttura sia progettata e realizzata in modo sicuro e in conformità con tutte le normative e gli standard applicabili.

Altro aspetto da tenere in considerazione quando si costruiscono i ponti è legato alle future esigenze di manutenzione della struttura. Solo in questo modo, infatti, sarà possibile individuare in anticipo le componenti critiche che richiedono un’attenzione costante e attuare gli interventi necessari per proteggere il valore iniziale dell’infrastruttura per assicurare il corretto funzionamento nel tempo e garantire un elevato grado di efficienza, sicurezza, durabilità e sostenibilità.

Quali sono le componenti strutturali di un ponte?

Gli elementi di cui si compone un ponte variano a seconda della tipologia strutturale. Esistono, infatti, ponti ad arco, a trave, a capriata, sospesi, strallati, a sbalzo e così via. In ogni caso è possibile ricondurre le parti essenziali che costituiscono la struttura di base di un ponte, a queste componenti:

• fondazioni: sono le strutture di base che trasferiscono il peso del ponte al terreno sottostante. Le fondazioni possono essere costituite da pali, plinti o altre strutture simili;
• spalle: si riferiscono alle strutture di supporto poste alle estremità del ponte. Queste strutture sono fondamentali per garantire la stabilità e la sicurezza dell’opera;
• pilastri o piloni: sono gli elementi verticali che, insieme alle spalle, sostengono i carichi provenienti dalla sovrastruttura. In genere, vengono realizzati in serie lungo la lunghezza del ponte per fornire dei sostegni intermedi;
• travi principali: sono le componenti principali del ponte che si estendono tra i pilastri e le spalle, e servono a sostenere gli elementi sovrastanti. A seconda del tipo di struttura, possono essere chiamate travi longitudinali, travi trasversali o archi (se il ponte è ad arco). Possono essere realizzate in acciaio, cemento armato o una combinazione di diversi materiali;
• impalcato: è la superficie stradale del ponte, sulla quale viaggiano i veicoli, i pedoni o altre forme di traffico. Può essere costituito da materiali diversi, come calcestruzzo, acciaio o legno. L’impalcato viene sostenuto dalle travi principali.

Le componenti strutturali di un ponte

Il processo di costruzione di un ponte: le 10 fasi principali

Il processo per la costruzione di un ponte è molto articolato e richiede una pianificazione attenta, l’impiego di risorse considerevoli e il coinvolgimento di competenze specializzate. La durata e la complessità del progetto possono variare notevolmente a seconda delle dimensioni e del tipo di ponte da costruire. É possibile semplificare il processo di realizzazione di queste strutture sfruttando le potenzialità della tecnologia digital twin per i ponti.

Le fasi principali in cui si sviluppa la costruzione di un ponte possono essere così schematizzate:

1. pianificazione e progettazione: è la fase iniziale in cui gli ingegneri e i progettisti valutano la necessità di costruire un ponte e sviluppano una visione generale del progetto. Questa fase comprende lo studio della fattibilità tecnica ed economica e la previsione di una serie di aspetti riguardanti le esigenze della comunità, il flusso di traffico, le condizioni ambientali, i criteri di sicurezza e così via. Il risultato è un piano iniziale che identifica la posizione, le dimensioni di massima e il tipo di ponte da realizzare;
2. progettazione dettagliata: dopo la fase iniziale di pianificazione si passa alla fase di progettazione propriamente detta, durante la quale l’idea di partenza viene tradotta nel progetto completo della struttura. I progettisti determinano le dimensioni esatte delle diverse componenti, effettuano i calcoli di resistenza e stabilità, elaborano i dettagli strutturali e definisco i materiali da utilizzare. Definiscono, inoltre, le strategie di manutenzione da adottare per garantire la massima sicurezza e funzionalità della struttura nel tempo;
3. acquisizione delle autorizzazioni: prima di poter iniziare la costruzione, è necessario ottenere una serie di approvazioni da parte delle autorità competenti. Queste autorizzazioni possono riguardare aspetti legali, ambientali e di sicurezza. Inoltre, è fondamentale assicurarsi che ci sia un finanziamento adeguato per coprire i costi di costruzione, che possono essere molto elevati;
4. preparazione del sito: questa fase comporta l’adeguamento del sito su cui verrà costruito il ponte. Si procede con la rimozione di alberi, arbusti e terreno in eccesso. La superficie viene, inoltre, livellata per garantire una base solida e regolare per la costruzione;
5. realizzazione delle fondamenta e della sotto struttura: la fondazione è la parte sottostante del ponte che ha lo scopo di trasferire il carico al terreno. Questa fase prevede la costruzione di plinti, pali, pilastri o altre strutture di supporto, in base alle condizioni geologiche del sito. Le fondamenta devono essere solide per garantire la stabilità della struttura;
6. assemblaggio della sovrastruttura: la sovrastruttura è la parte del ponte che supporta il traffico veicolare o pedonale. In base al tipo di ponte, può essere composta da travi, campate, archi o altri elementi. La costruzione della sovrastruttura può avvenire in loco o con componenti prefabbricati, a seconda delle specifiche del progetto;
7. installazione degli elementi di finitura: la fase finale della costruzione prevede l’aggiunta dei dettagli finali, che includono la posa in opera del pavimento stradale o pedonale, l’installazione dei parapetti di sicurezza e dei sistemi di illuminazione e l’introduzione della segnaletica stradale. È importante che il ponte sia completamente funzionale e sicuro prima dell’apertura al traffico;
8. ispezione e collaudo: nella fase finale del processo, vengono condotte ispezioni rigorose per garantire la conformità dell’infrastruttura alle normative di sicurezza e ai requisiti di progettazione. Prima dell’apertura al pubblico, vengono eseguite delle prove di carico per valutare la capacità portante del ponte e verificarne la solidità strutturale;
9. apertura al traffico: dopo aver superato tutte le ispezioni e i test, il ponte è pronto per essere aperto al traffico. Questo è il momento in cui la struttura inizia a svolgere il suo scopo principale, ovvero, quello di collegare due aree separate;
10. manutenzione continua: una volta aperto, il ponte richiede una manutenzione regolare per preservarne la durabilità e la sicurezza nel tempo. Questa manutenzione comprende controlli periodici (effettuati da professionisti specializzati, come l’ispettore di ponti) e lo svolgimento di altre attività che servono a prevenire il deterioramento strutturale e funzionale dell’opera.

Di seguito un video in cui si vedono le diverse fasi del processo di costruzione di un ponte supportato dalle tecnologie digitali.

Quali strumenti sono necessari nella costruzione e nella manutenzione dei ponti

Gestire la costruzione e la manutenzione dei ponti è un’attività non semplice che presenta numerose sfide: una di queste consiste nel mantenere inalterate nel tempo le caratteristiche fisiche e funzionali dell’infrastruttura.

I ponti subiscono, infatti, un naturale processo di invecchiamento e di usura a causa dell’esposizione agli agenti atmosferici, ai carichi eccessivi, al traffico e agli eventi estremi. Tutti questi fattori influiscono negativamente sulla resistenza e la stabilità della struttura, e possono causare problemi come fessurazioni, corrosione, deterioramento e riduzione della capacità portante.

Per preservare l’incolumità e la sicurezza delle persone che utilizzano il ponte, è importante monitorare il comportamento strutturale dell’opera e raccogliere dati in tempo reale, per identificare le anomalie e i cambiamenti significativi. È indispensabile, inoltre, condurre ispezioni periodiche per rilevare tempestivamente eventuali danni o segni di usura e adottare gli opportuni accorgimenti.

L’organizzazione dei mezzi, delle risorse e delle attività necessarie per assicurare l’adeguata manutenzione di un ponte, rappresenta anch’essa una sfida. La manutenzione di queste strutture richiede, infatti, una pianificazione logistica complessa, oltre all’immediata disponibilità di attrezzature specializzate e personale qualificato per eseguire i lavori.

É chiaro, dunque, che il processo di costruzione, gestione e manutenzione di un ponte può rivelarsi estremante complesso. Tuttavia, oggi è possibile contare sull’aiuto di soluzioni innovative per ridurre la complessità che da sempre caratterizza questo settore. In particolare, gli strumenti che risultano indispensabili sono:

• software per la gestione dei ponti, con cui è possibile creare e gestire piani di manutenzione efficaci, ottimizzare la programmazione delle attività e archiviare tutte le informazioni relative ai ponti in un cloud centralizzato, accessibile agli interessati da qualsiasi luogo e dispositivo;
• software per l’ispezione dei ponti, sistemi con cui pianificare ispezioni regolari, analizzare i dati dell’intera struttura direttamente sul modello BIM e individuare problemi o difetti in modo rapido ed efficiente, prima che diventino gravi;
• software per il monitoraggio della salute strutturale, strumenti che permette di raccogliere i dati relativi all’integrità strutturale dei diversi elementi grazie all’utilizzo di sensori IoT e di dispositivi intelligenti, e che permettono di monitorare costantemente le condizioni del ponte per intervenire tempestivamente con attività di manutenzione preventiva.

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Le recenti disposizioni normative in materia di sicurezza dei ponti, hanno introdotto un ulteriore sfida, quella di censire e classificare le innumerevoli infrastrutture esistenti al fine di consentire una più efficace gestione del rischio. Per ottenere informazioni più dettagliate sull’argomento, scopri come ricevere gratuitamente l’ebook “Censimento Ponti“.

Nel video di seguito viene affrontato un esempio pratico su come creare un ponte e gestirlo al meglio attraverso l’utilizzo del bridge management software usBIM.

Indirizzo articolo: https://bim.acca.it/costruzione-ponti/