Ponte strallato: il viadotto più moderno

Quando l’uomo abbandonò il nomadismo per diventare stanziale decise di costruire i propri insediamenti vicino a fonti d’acqua, essenziale per l’agricoltura e quindi per la sopravvivenza. Per gli uomini che trovarono questa fonte d’acqua in un fiume sorse subito un altro problema: come raggiungere l’altra sponda? Fu allora che nacquero i primi ponti. Dal dover trasportare solo pochi uomini per volta i ponti si sono trovati a dover sopportare il peso di interi eserciti in marcia, carri pieni di materiali, treni a pieno carico e non solo. Oggi i ponti più trafficati sopportano centinaia di vetture imbottigliate nel traffico dell’ora di punta, e possono raggiungere lunghezze superiori al chilometro. Come fare in modo che a queste condizioni il ponte resti in piedi? La soluzione migliore a oggi è costruire un ponte strallato.

Storia del ponte strallato

Già da millenni sono noti i vantaggi del sorreggere travi con funi inclinate chiamate stralli; i primi esempi dell’utilizzo di questa tecnologia risalgono agli antichi velieri egizi e greci. A partire dal 1600 comparvero i primi progetti teorici di ponte strallato; il primo in assoluto fu l’italiano Fausto Veranzio nella sua opera Machinae Novae. Il primo ponte strallato noto fu costruito in Germania nel 1784, mentre i primi tentativi di applicazione in Inghilterra non andarono a buon fine. Perciò nei decenni successivi i ponti più grandi furono costruiti con la tecnologia dei ponti sospesi nel mondo intero. Alla fine del diciannovesimo secolo risale la costruzione del più antico ponte strallato ancora in piedi in Texas. Nella prima metà del ventesimo secolo anche in Europa fu riscoperto il ponte strallato; la vera svolta però fu dopo la fine della seconda mondiale, quando i tedeschi decisero di ricostruire i numerosissimi ponti crollati durante la guerra sfruttando la tecnologia del ponte strallato. Il primo ponte strallato moderno viene considerato lo Strömsund Bridge, costruito in Svezia dal tedesco Franz Dischinger nel 1956.

Caratteristiche e confronto con i ponti sospesi

Un ponte strallato è costituito da piloni ai quali sono ancorati dei cavi noti come stralli. Essi sorreggono l’impalcato, che può essere una strada per automobili, una passerella ciclo-pedonale o una ferrovia. La costruzione di un ponte sospeso richiede gli stessi componenti, ma la differenza tra i due tipi di ponte è nel modo con cui i cavi sono collegati all’impalcato. Nel ponte strallato i cavi sorreggono direttamente l’impalcato, mentre nel ponte sospeso tra due piloni vengono stesi due spessi e lunghi cavi principali che assumono la famosa forma a parabola sotto la tensione del loro stesso peso, e che sono collegati all’impalcato tramite numerosi cavi secondari. All’apparenza le differenze non sono molte, ma in realtà i due tipi di ponte hanno un comportamento diametralmente opposto nel reggere i carichi cui vengono sottoposti.

Nel ponte sospeso la tensione dei cavi principali viene trasmessa ai piloni sotto forma di carico di compressione, che da quelli viene poi scaricato a terra. Nel ponte strallato sono i piloni, e non i cavi principali, le strutture che subiscono carichi maggiori e li scaricano direttamente a terra; gli stralli devono sopportare solo carichi flessionali longitudinali, e quindi possono essere costruiti in modo più semplice ed economico. Inoltre nel ponte strallato anche l’impalcato è soggetto a sollecitazioni minori e quindi può essere più sottile, con conseguenti costi ridotti, una maggiore stabilità aerodinamica al variare del vento e benefici dal punto di vista estetico. In generale i ponti strallati sono preferibili ai ponti sospesi per campate di lunghezza inferiore ai 1200 metri.

Configurazioni e tipi di stralli e piloni

In base alla distribuzione longitudinale degli stralli si possono distinguere 4 tipi di ponte strallato:

• mono, con un singolo strallo per ogni pilone;
• ad arpa, in cui gli stralli sono quasi paralleli, cosicché l’altezza del loro ancoraggio al pilone è proporzionale alla distanza tra la torre e il loro punto di fissaggio all’impalcato (un esempio è il Ponte di Oresund);
• a ventaglio, in cui tutti gli stralli sono collegati vicino alla cima del pilone, per minimizzare i momenti risultanti sui piloni stessi;
• a stella, in cui gli stralli sono collegati all’impalcato in punti molto vicini.

I piloni possono essere di diverse forme: singoli, doppi (ai lati dell’impalcato), a portale (simile ad un architrave) o ad A. Dalla forma dei piloni derivano due diversi tipi di sospensione degli stralli: centrale (piloni singoli o ad A) o laterale (piloni doppi o a portale). La sospensione centrale riduce i momenti sui piloni e i carichi sui cavi e conferisce una maggiore stabilità dinamica e aerodinamica al ponte; Il pilone singolo centrale però rende obbligatorio un impalcato più largo e quindi più costoso e soggetto a maggiori momenti torcenti. Per impalcati stradali, già di per sé molto larghi, si preferisce quindi la sospensione laterale.

Per quanto riguarda il passo degli stralli ci sono due possibili soluzioni: passo costante (tra 6 e 15 metri) per facilitare la costruzione e l’assemblaggio dei pezzi, passo decrescente dal pilone verso la parte centrale affinché ogni strallo sia soggetto allo stesso carico. Dal punto di vista dei materiali gli stralli sono fatti quasi sempre di acciaio, mentre piloni e impalcato possono essere sia di acciaio che di calcestruzzo armato. L’inclinazione ottimale degli stralli è di 45°, ma il range ammissibile va dai 25° ai 65°. Maggiore è l’inclinazione, minori sono i carichi di trazione nei cavi; per questo, a parità di lunghezza della campata (luce), nei ponti strallati i piloni sono più alti che nei ponti sospesi.