I ponti cambiano forma, per questo solitamente vengono costruiti con giunti di dilatazione. A TU Vienna, è stata sviluppata una tecnologia che permette di rinunciare a queste articolazioni, risparmiando così tempo e denaro.

Lo senti subito quando percorri velocemente un ponte:il giunto di dilatazione che rimbombi all'inizio e alla fine del ponte. Questi giunti sono necessari poiché il ponte si espande e si restringe a seconda della temperatura, tuttavia sono anche costosi e richiedono molta manutenzione. Però, alla TU Wien è stato ora sviluppato un tipo di ponte che consente di rinunciare a questi giunti di dilatazione. La tecnologia è stata brevettata e utilizzata per la prima volta da ASFiNAG durante la costruzione del ponte di spalla integrale sull'autostrada A5 Nord. Il ponte senza giunti di dilatazione è sopravvissuto al suo primo inverno, con risultati di misurazione che dimostrano che la nuova tecnologia funziona perfettamente.

La minaccia dei danni invernali

"Il superamento di distanze più piccole con ponti integrali è una soluzione popolare:sono design monolitici senza parti separate che potrebbero sfregare l'una contro l'altra, " spiega il prof. Johann Kollegger dell'Istituto di ingegneria strutturale della TU Wien. Di solito ciò non è possibile con ponti più lunghi, perché il calcestruzzo può espandersi o contrarsi a seconda della temperatura. Kollegger spiega che un ponte lungo 100 metri può differire in lunghezza di parecchi centimetri tra l'estate e l'inverno; una differenza fin troppo grande. Soprattutto in inverno, quando i contratti concreti, gravi danni possono verificarsi nella carreggiata asfaltata. Questo rischio è minore in estate, poiché il materiale diventa più flessibile a temperature più elevate.

Il problema può essere risolto utilizzando giunti di dilatazione, per cui il ponte è quindi costituito da più parti che possono in una certa misura muoversi liberamente l'una contro l'altra. Però, questi giunti di dilatazione sono anche un tipico punto debole nelle moderne costruzioni di ponti. Hanno bisogno di una manutenzione costante, occasionalmente devono essere sostituiti e rappresentano circa il 20% dei costi di manutenzione del ponte. "E questo senza tener conto delle perdite economiche causate da deviazioni, ingorghi e altri disagi, " aggiunge Kollegger.

Come perline su un cordino elastico

Per i motivi di cui sopra, TU Wien ha sviluppato un'alternativa. Invece di assorbire le deformazioni all'inizio e alla fine del ponte, queste deformazioni sono distribuite su un'area più ampia. Un totale di 20-30 elementi in calcestruzzo sono disposti uno dopo l'altro e collegati mediante cavi realizzati in uno speciale materiale in fibra di vetro. La struttura ricorda una catena di perline infilate su un cordino elastico:se si tira il cordoncino, la distanza tra tutte le perline aumenta in modo uniforme e nella stessa misura. Se il ponte si contrae in inverno, questo lascia solo piccoli spazi tra gli elementi in calcestruzzo adiacenti – nell'intervallo millimetrico – che non rappresentano alcun rischio per la carreggiata asfaltata.

La struttura di transizione stradale senza giunti è stata brevettata da TU Wien con il supporto del loro dipartimento "Ricerca e supporto al trasferimento". Dott. Bernhard Eichwalder, che è stato per diversi anni ricercatore nel team di Johann Kollegger e ha ricevuto l'FSV (Associazione austriaca di ricerca per le strade, Ferrovie e Trasporti) per la sua tesi nel 2017, è stato anche fortemente coinvolto nello sviluppo della soluzione.

Fondamentale è stato anche lo sviluppo di una miscela di asfalto adatta a ricoprire gli elementi in calcestruzzo, in quanto deve essere sufficientemente flessibile da sopportare i piccoli movimenti millimetrici senza rompersi. La responsabilità di questo compito è stata affidata al team guidato dal prof. Ronald Blab dell'Istituto dei trasporti della TU Wien.

Progetto pilota in Bassa Austria

ASFiNAG, Operatore autostradale austriaco, è stata coinvolta nel progetto fin dall'inizio ed è stata quindi in grado di implementare anche queste nuove scoperte, in particolare nella costruzione del ponte di spalla integrale lungo 112 metri nell'ambito dell'autostrada A5 Nord tra Schrick e Poysbrunn nella Bassa Austria settentrionale.

Trattandosi di un progetto pilota iniziale, è stata presa la decisione di installare un programma di monitoraggio completo, il che significa che si potrebbe acquisire una preziosa esperienza. Ora che il periodo più freddo dell'anno è passato e i dati sono stati analizzati, si può trarre una conclusione positiva:"I nostri calcoli teorici sulla distribuzione delle deformazioni tra i singoli elementi in calcestruzzo sono stati confermati dalle misurazioni, " riferisce il dott. Michael Kleiser, un esperto di costruzione di ponti presso ASFiNAG. Di conseguenza, ora nulla impedisce a questa nuova tecnologia di essere utilizzata in altre costruzioni di ponti. Il team spera che il nuovo metodo venga presto implementato non solo in Austria, ma anche in altri stati.