CAPITOLO I I PONTI
I PONTI
1.1 Tipologia di costruzione
Il ponte è una struttura che ha lo scopo di aiutare il superamento di un ostacolo, naturale
o artificiale, che impedisce 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 ponte 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).
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.
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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.
1.1.1 Ponti fissi, mobili e ponti traghetto
I ponti si possono dividere in tre categorie: fissi, mobili e traghetto.
I ponti fissi vengono costruiti in modo permanente.
Fanno parte di questo tipo di ponti:
- Ponti a trave: costituiti da lunghe travi d’acciaio con profilo a doppia “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 doppia “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 doppia
T”.…………
- Ponti a capriata: gli elementi strutturali vengono rinforzati con tiranti
diagonali, in modo da formare dei triangoli; a causa della complessità della
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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
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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 da travi, travi maestre ed elementi a
capriata, ma in un punto fanno perno per allontanare l’altra parte dal contatto con la
terra.
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.
1.2 Accorgimenti sulle caratteristiche geometriche dei ponti
Nella progettazione di un ponte stradale ci si deve attenere alle disposizioni attualmente
in vigore. 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 da una o più carreggiate eventualmente divise da uno spartitraffico, da
banchine e da 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 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
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almeno 20 centimetri rispetto al piano stradale. L’altezza del ponte non può scendere mai
sotto la soglia minima dei 5 metri; solo nel caso di traffico selezionato è possibile
scendere fino ad un minimo di 4 metri, per motivi validi e purché 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 centimetri
per le solette, mentre lo stesso deve salire a 3 centimetri per le travi e gli altri elementi
strutturali. Lo spessore della soletta non deve scendere al di sotto di 20 centimetri mentre
lo spessore dell’anima della trave deve essere di almeno 14 centimetri.
1.3 La struttura del “ponte” nella storia
L’infrastruttura ponte ha finito con l’acquisire nel tempo né all’uso molteplice del
termine, in tutte quelle situazioni in cui si tratta di «passare» di «superare», di
«scavalcare», di «attraversare» di «unire», di «mettere in comunicazione», anche
metaforicamente qualcosa. Dalla medicina, alla musica, alle telecomunicazioni
all’industria in genere, dalla misura dei giorni alla marineria e si potrebbe continuare.
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Come se il ponte ponesse in certa misura una cerniera tra lo spazio dell’uomo e tutto ciò
che è fuori di esso, proprio perché supera la soluzione di continuità tra interno ed
esterno, tra dentro e fuori.
I primi manufatti furono costruiti utilizzando materiale reperibile direttamente in natura,
quali il legno e le funi vegetali. A partire dall’architectura romana si ha «l’età dell’arco»
che tracciava i ponti, grazie alle murature con malte molto resistenti, lungo strade
ordinate a rete nelle regioni dell’impero, con i ponti di pietra, ma anche con i ponti in
legno e con i ponti di barche per usi militari e quelli costruiti a palafitta; poi come scrive
Vitruvio (De Architectura, V, 12), abbandonando le tecniche usuali di deviazione dei
fiumi, si sperimentarono fondazioni sott’acqua per i ponti a più arcate.
1.4 L’arco: elemento fondamentale per la costruzione dei ponti
L’arco consente la realizzazione dei vani di porte, di finestre e di portici; inoltre è stato
impiegato come elemento di scarico dell'architrave (tipico dell’epoca romana), come
elemento di controspinta (arco rampante del periodo gotico), come elemento di
fondazione; ma l'aspetto più rilevante è che dalla sua traslazione o rotazione si generano
volte e cupole. Si ha così il “principio costruttivo dell'arco” che caratterizza
spazialmente tanti organismi architettonici di varie epoche. Occorre anche considerare
che l'arco ha costituito e costituisce elemento fondamentale per la costruzione di ponti.
Il sistema costruttivo ad arco fu inventato dai Romani in seguito a dei tentativi già messi
in atto precedentemente dagli Etruschi (l’Arco di Volterra). L’elemento “arco”, nel
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passato è stato così importante da caratterizzare interi periodi della storia
dell’architettura e la sua esecuzione richiedeva una grande perizia.
L'arco è un elemento costruttivo rappresentato a profilo curvilineo in modo da creare un
vano e al tempo stesso sostenere i carichi sovrastanti determinando al suo interno
sollecitazioni essenzialmente di compressione; ogni elemento dell’arco ha una sua precisa
collocazione e viene definita da precisi termini tecnici. Si possono distinguere le seguenti
parti:
la luce o corda, distanza netta
all'imposta tra piedritti (luce);
la freccia o monta, distanza tra
punto chiave e la corda;
la spalla o piedritto;
l'intradosso e l'estradosso,
rispettivamente superficie inferiore
e superiore dell'arco i quali possono
risultare ad andamento parallelo e
non;
le superfici frontali, dette anche
archivolti, le due facce esterne (vista
Fig. 1.1 Rappresentazione grafica parti
dell’arco
di prospetto dell'arco);
la chiave, il punto più alto della curva dell'intradosso (il giunto di chiave è la
sezione in sommità);
le imposte, superfici di appoggio sui piedritti;
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