È stata completata la scenografica demolizione del Viadotto Gravagna sulla A15 Parma-La Spezia.Una fase particolarmente delicata, di questo complesso intervento, è stata l'abbattimento tramite esplosivo dei tre archi metallici in carreggiata Nord

L'Autostrada della Cisa A15, gestita da SALT - Tronco Autocisa, Concessionaria Autostradale del Gruppo ASTM, si estende per 101 km ed è caratterizzata da un rilevante numero di opere d'arte che costituiscono un tracciato realizzato negli anni '60-'70 dello scorso secolo. Gli approcci progettuali impiegati all'epoca erano sensibilmente diversi da quelli odierni, risulta evidente come i carichi da traffico siano incrementati nel tempo, sia in termini di entità che in termini di frequenza, e che la conoscenza della risposta strutturale in presenza di sisma all'epoca della progettazione dell'autostrada era molto limitata. Inoltre, le prestazioni strutturali richieste in termini di sicurezza, funzionalità, durabilità, robustezza e della vita utile, hanno subito notevoli incrementi rispetto all'epoca della costruzione. SALT, oltre ad aver terminato tutte le attività di livello 0, 1 e 2 delle Linee Guida Ponti, si è dotata di una procedura di "assessment" che tiene conto, per ogni opera, delle caratteristiche di resistenza ai carichi verticali, delle capacità sismiche, della robustezza e della difettosità, fornendo conseguentemente input alla pianificazione e progettazione di interventi di consolidamento, miglioramento e adeguamento.

Salt ha in programma un importante piano di ammodernamento della tratta condiviso con il MIT, il quale prevede, anche a seguito dell'esito delle verifiche di sicurezza ai sensi delle NTC 2018, interventi di adeguamento alla normativa vigente finalizzati ad aumentare il livello prestazionale dei viadotti nei riguardi delle azioni sismiche e statiche. Ad oggi, all'interno di questo programma di ammodernamento, risultano conclusi interventi di adeguamento alle NTC18 su n.12 viadotti e sono in corso su n.1 viadotto e di prossimo avvio su altri n.1 viadotto. Il viadotto Gravagna rientra in questo piano di interventi, nello specifico le lavorazioni sulla carreggiata in direzione nord sono in corso e si prevede la conclusione entro il 2025, mentre gli interventi in corrispondenza della carreggiata sud avranno inizio nel 2026.

Descrizione viadotto esistente
Il viadotto Gravagna è situato in Toscana, nel comune di Pontremoli in provincia di Massa Carrara. L'opera si colloca tra il casello di Berceto e quello di Pontremoli, in prossimità della galleria di Valico che separa la Toscana dall'Emilia Romagna.
ll viadotto Gravagna è caratterizzato da due impalcati vincolati su pile comuni; esso si articola nella successione di cinque campate: le tre campate centrali si estendono per circa 140 metri ciascuna, mentre le due campate di estremità hanno una luce pari a circa 65 metri.

L'opera inizia in corrispondenza della progressiva 57+971 per la via Nord (direzione Parma) e 57+985 per la via Sud (direzione La Spezia) e si sviluppa rispettivamente per 594 metri e 575 metri. Il tracciato planimetrico si presenta rettilineo per tutto lo sviluppo dell'opera, tranne negli ultimi 150 metri lato La Spezia, in cui l'asse del viadotto si presenta curvilineo con raggio pari a 462 metri. Gli sbalzi della campata centrale sono reciprocamente vincolati mediante cerniera scorrevole; in corrispondenza delle luci terminali, il raccordo alle spalle è realizzato mediante campatelle isostatiche di transizione in cemento armato.
Tutti gli impalcati sono entrambi caratterizzati da una piattaforma di larghezza 11,20 m su cui insiste la carreggiata stradale di 10,00 m e due cordoli da 0,60 m.
Le pile hanno sezione scatolare e sono fondate su pozzi, esse hanno altezza variabile da 12 m a 54 m.

Progetto di ammodernamento 2023-2025
Il viadotto Gravagna è un'opera con oltre cinquanta anni di vita, concepita in un periodo storico in cui l'ingegneria italiana sperimentava nuovi modelli costruttivi, sempre più arditi, alcuni dei quali hanno evidenziato nel tempo problematiche di varia natura, senza tralasciare l'aspetto che erano comunque opere atte a sopportare volumi di traffico assai lontani da quelli attuali.
L'imponenza e la particolarità dell'opera ha imposto la necessità di doverla smontare concio per concio, prima gli arconi e poi gli impalcati con la stessa successione con la quale è stata a suo tempo costruita, per poi procedere al rifacimento degli impalcati uno per volta, con lavorazioni che hanno richiesto continuativamente circa 18 mesi di disagi e che inevitabilmente hanno coinvolto il periodo primaverile-estivo, ovvero i week-end con volumi di traffico di altro ordine di grandezza rispetto a quelli invernali.
I lavori saranno quindi suddivisi in due fasi: la prima fase prevede la demolizione e ricostruzione della carreggiata nord (in direzione Parma) e ha avuto inizio a Settembre 2023, la seconda fase prevede la demolizione e ricostruzione della carreggiata sud (direzione La Spezia) e avrà inizio terminati i lavori sulla carreggiata Nord.

La demolizione con esplosivo
La fase di demolizione del viadotto è la fase più complessa dell'intervento che prevede la decostruzione degli elementi costituenti l'impalcato e degli arconi salvaguardando le pile esistenti. Tutte le operazioni di demolizione, di conseguenza, sono state effettuate mantenendo una simmetria di avanzamento in modo da non generare squilibri di forze e momenti sulle pile e sugli appoggi. Stante la complessità dell'intervento, la demolizione è stata suddivisa in macrofasi.

L'intero intervento di demolizione è stato preceduto da un'importante fase di studio del viadotto (della sua storia e dei successivi interventi) e di indagini preliminari, il tutto finalizzato alla definizione di una procedura di demolizione che cerca di ripercorrere le fasi del montaggio a ritroso garantendo la sicurezza di movimentazioni già effettuate in passato ai tempi della costruzione. In particolare, per quanto riguarda gli archi di rinforzo, la loro conformazione fa intuire che all'epoca della costruzione fossero stati assemblati a terra e issati nella loro posizione attuale mediante rotazione attorno alle cerniere di base.
Sono state infatti rilevate in situ, sia le predisposizioni delle cerniere al piede per poter effettuare una completa rotazione da terra in quota, sia i grandi golfari in corrispondenza delle mensole di appoggio in cui probabilmente sono stati opportunamente strallate le due metà dell'arco e portate in posizione mediante rotazione.
Anche la conformazione dei giunti dei conci in chiave, a forma scalata e con un'ampiezza di almeno 10/15 cm confermano la procedura di assemblaggio in due metà.

Demolizione con esplosione degli archi metallici
Completata la demolizione di tutte le semi-stampelle fino al concio n.15, e dopo aver disaccoppiato gli archi metallici dal cassone in c.a.p. si è resa necessaria l'individuazione di una tecnologia che consentisse di eliminare gli archi metallici nel più breve tempo possibile, riducendo i rischi per la sicurezza degli addetti alle lavorazioni in quota. Diverse sono state le opzioni considerate ed alla fine si è scelta la demolizione con esplosivi.
La configurazione esistente presenta un arco centrale tra P2-P3 e due laterali tra P1-P2 lato Parma e tra P3-P4 lato La Spezia. Il primo ha una geometria simmetrica con le stampelle inclinate simili, mentre gli altri due sono asimmetrici con tratti inclinati di lunghezza diversa tra loro. è stato quindi svolto un attento e mirato studio al fine di individuare i cinematismi ottimali, che permettessero la caduta a terra in sicurezza e velocizzassero le operazioni successive di riduzione volumetrica e smaltimento con trasporto in discarica.

Partendo dalle masse e dai baricentri delle porzioni di arco, la soluzione finale ha permesso di sezionare gli archi metallici in "n" conci definendo al contempo una precisa sequenza di caduta a terra degli elementi. Particolare attenzione è stata posta alla valutazione degli effetti dell'esplosione, andando a definire l'onda di esplosione con la sua legge di propagazione nello spazio e nel tempo, in modo da poter individuare la posizione ottimale dei tagli capace di minimizzare gli effetti locali sulle strutture esistenti ed adiacenti investite. Per tagliare gli archi metallici, considerata la necessità di limitare la proiezione di detriti verso l'abitato di Gravagna, si è adottato un esplosivo militare con cariche cave tipo Semtex disposte internamente al cassone metallico. Per permettere la rotazione dei conci al piede sono stati inseriti inoltre dei candelotti di dinamite nei capitelli in c.c.a. al piede delle pile. Gli effetti dell'esplosivo in corrispondenza alle linee di taglio sono stati attenuati grazie all'impiego di sacchi misti sabbia e acqua. Mentre i candelotti sbriciolando localmente la sommità dei capitelli permettono l'aumento di rotazione dei conci al piede che precipitano a terra su dune di terreno appositamente create per attutire l'impatto. In termini operativi, per quanto riguarda l'arco centrale, sono stati eseguiti quattro tagli laterali (due per parte) e un indebolimento nella parte centrale dello stesso. La configurazione finale al collasso ha visto l'arco sezionato in 6 conci. Mantenendo la stessa filosofia, per gli altri due archi laterali, si sono invece realizzati solo 2 tagli laterali, oltre all'indebolimento in mezzeria, ottenendo una configurazione finale costituita da 4 conci.

Numeri chiave dell’opera
• 60 persone coinvolte, sotto la regia di ITINERA, società responsabile dell’esecuzione dei lavori, nella fase preparatoria, esecutiva e di supporto alla viabilità
• 3000 mc di materiale inerte per la creazione delle dune per smorzare gli effetti della caduta degli archi
• 400 kg di C4 (l’esplosivo per taglio stampelle/archi in acciaio)
• diversi kg di gelatina per il brillamento delle cerniere
• 90 inclinometri
• 90 accelerometri

Organizzazione del cantiere
Per la realizzazione dei lavori di demolizione e ricostruzione del Viadotto Gravagna, dal punto di vista organizzativo del cantiere, è stato necessario risolvere le seguenti particolari problematiche tecniche, già affrontate in fase preliminare di progettazione esecutiva.
1. La particolare morfologia del terreno del sito sottostante al viadotto.
2. La necessità di poter trasportare (ogni giorno) addetti, materiali e mezzi in quota dalla base delle pile fino in sommità del viadotto e riportarli alla base delle pile.
3. La complessità della demolizione dell’impalcato esistente con la compresenza di archi metallici sottostanti, che sostengono l’impalcato metallico stesso.
4. Attività di demolizione e di ricostruzione in aderenza al traffico veicolare mantenendo sempre il transito del traffico veicolare autostradale almeno su una carreggiata.
5. La necessità di avere un’area all’interno del cantiere per un’officina di saldatura delle travi metalliche che andranno a costituire il nuovo viadotto.

Prendiamo in esame ciascuno dei punti precedenti, i quali caratterizzano e rendono particolare questo cantiere.
1 La complicata morfologia del terreno sottostante al viadotto esistente dovuta a differenze di quota molto importanti tra le varie aree del cantiere, ha reso necessario il ripristino per quanto possibile delle piste di cantiere preesistenti impiegate durante i lavori di costruzione del viadotto originario. Sono state poi individuate, e per quanto possibile adeguate, opportune aree per lo stoccaggio dei materiali, per due campi base con baracche di cantiere e, come vedremo meglio in seguito per l’officina di saldatura dei conci.

2 Per la movimentazione dei materiali e mezzi, sia per la fase di demolizione che di ricostruzione, si è resa necessaria l’installazione di quattro gru a torre, una per ciascuna pila, tra le più performanti attualmente presenti in Europa. Tali gru hanno un raggio d’azione di 80 ml ed una portata di 40 tonnellate fino a 22 ml e di 11,2 tonnellate in punta.  Ciascuna gru è dotata di apposito ascensore che permette all’operatore di raggiungere rapidamente e comodamente la cabina di pilotaggio posizionata nella parte alta della gru. Per il montaggio delle suddette gru a torre, una volta completate le fondazioni costituite da plinto in cemento armato alto 2 ml fondato su pali trivellati di medio diametro, sono state impiegate due autogrù posizionate sull’impalcato. Le parti più alte e pesanti che compongono la gru, come ad esempio braccio, controbraccio, ralla e cuspide sono state installate in chiusura notturna totale dell’autostrada. Per raggiungere poi l’altezza definitiva prevista per le gru la restante parte degli elementi della torre sono stati montati mediante la tecnica detta del telescopaggio, un sistema che consente alla gru di auto montarsi. Per esigenze operative il raggio d’azione delle quattro gru a torre si sovrappone creando delle aree di possibile interferenza. Per scongiurare ogni possibile problema dal punto di vista della sicurezza tali gru sono però dotate di sofisticati sistemi computerizzati di anticollisione e tale tecnologia inoltre impedisce il sorvolo del carrello con pesi sospesi sulla carreggiata in esercizio, impedendo eventuali errori dell’operatore. Per permettere in ogni momento agli addetti di salire e scendere dall’impalcato a partire dalla base delle pile una volta che la continuità l’impalcato stesso veniva interrotta per la demolizione sono stati previsti degli ascensori, anche in questo caso uno per ciascuna pila. Tali ascensori permettono di trasportare fino a sette persone a viaggio e nella modalità di trasporto di solo materiale hanno una portata di 800 kg.

3 La presenza dell’arco metallico sottostante il viadotto ha reso necessario scomporre la demolizione in tre fasi. La prima fase della demolizione ha interessato la parte di viadotto al di sopra la parte orizzontale degli archi metallici, eseguita dall’alto, mediante demolizione meccanica con escavatori muniti di martellone e pinze, procedendo alla demolizione dei conci in maniera sincrona, con lo squilibrio di massimo un concio, al fine di evitare squilibri su archi e pile. La demolizione dei cantilever non poteva proseguire oltre in quanto la distanza tra impalcato ed archi diventava tale che l’altezza di caduta dei detriti provenienti dalla demolizione meccanica sarebbe stata eccessiva e non più gestibile per cui, come visto in precedenza, si è passati alla fase due della demolizione, ovvero all’abbattimento con esplosivo degli archi metallici. La fase tre prevede la prosecuzione della demolizione dei cantilever sempre mediante escavatori, ma, mancando il sostegno degli archi, gli escavatori sono previsti in questo caso radiocomandati senza operatore a bordo. Il progetto prevede poi la decostruzione dei testa pila mediante tagli a blocchi con disco o filo diamantato. Tali blocchi vengono imbragati poi calati a terra mediante le gru a torre al termine del taglio.

4 L’organizzazione di tutte le attività deve prevedere il mantenimento in esercizio di una carreggiata per permettere sempre il transito del traffico autostradale e ridurre al minimo il disagio per gli utenti. Questo ha determinato la necessità di studiare una specifica cantierizzazione con la disponibilità di una sola carreggiata capace di accogliere al massimo tre corsie per gestire il flusso veicolare nei due sensi di marcia. La cantierizzazione studiata viene detta “dinamica” in quanto sulla base dei dati dei flussi di traffico, vengono dedicate due corsie alla direzione Nord (Parma) ed una alla direzione Sud (La Spezia) o viceversa. Per far ciò è necessaria la gestione contemporanea di quattro by-pass contro i consueti due di una ordinaria cantierizzazione.

5 La necessità di realizzare un’officina di saldatura in cantiere nasce dall’impossibilità, per peso e dimensioni, di trasportare intere le travi metalliche che andranno a costituire i vari conci del nuovo viadotto. Esse devono dunque giungere in cantiere divise in due parti per essere assemblate e saldate nell’area di cantiere. Una volta saldate le travi ed assemblato il concio esso verrà trasportato all’interno del cantiere, con idoneo carrellone, a tiro grù a torre per il successivo sollevamento in quota. L’officina di saldatura è dotata di una gru a cavalletto di portata 30 ton e di un capannone mobile scorrevole su binari.

La demolizione con esplosivi è stata affidata e condotta da SIAG Srl di Parma.