mercoledì 17 settembre 2014

PONTE AD ARCO - Architettura (Arch Bridge - Architecture)

Ponte Romano (Ponte di Traiano) Chaves, Portogallo 

PONTE AD ARCO

200 a.C.-400 d.C.: Ponti romani

I Romani furono i primi a costruire grandi ponti destinati a durare nei secoli. Il materiale usato era la pietra, la forma adottata l'arco
Il più antico ponte romano è il Ponte Rotto, a Roma, costruito sui resti dell'antico Ponte Emilio del 179 a.C., ma successivamente restaurato e modificato. 
Un esempio tipico dei più antichi ponti romani è il Ponte di Augusto a Rimini, sul fiume Marecchia, costruito nel 20 d.C. Le cinque arcate, la cui ampiezza varia da 8 a 11 metri verso il centro, sono semicircolari e poggiano su tozzi piloni che ostruiscono quasi metà del fiume.
Questo perché veniva costruita una campata alla volta, su ogni pilone poggiava ogni volta un solo arco, e di conseguenza i piloni dovevano essere larghi per evitare che la spinta laterale dell'arco li demolisse. In seguito, per gli acquedotti, che dovevano sopportare un carico molto più leggero, i Romani riuscirono a costruire pilastri molto più snelli, appoggiando sui due lati di ogni pilastro due archi successivi che si sostenevano l'un l'altro. Per far ciò, gli archi dovevano essere centinati uno per uno, e le centine non si dovevano togliere fin quando tutto il ponte non fosse stato ultimato e pronto a essere aperto.

La massima ampiezza raggiunta da una campata di un ponte romano è quella di 42 metri che si riscontra in un viadotto a quattro luci costruito a Narni, a nord di Roma, sulla Via Flaminia.
Per poter costruire i piloni nel mezzo dei fiumi, i Romani usavano una sorta di rudimentali cassoni. Piantavano nel letto del fiume due giri concentrici di pali di legno, uniti fra loro con un intreccio di vimini. Riempivano poi d'argilla lo spazio tra i due giri di pali, e ne prosciugavano dall'interno l'acqua con una pompa.


500-1500: ponti medievali


Ponte Sant'Angelo - Roma

I ponti ad arco del Medioevo non si avvicinarono nemmeno lontanamente al grado di perfezione raggiunto da quelli romani. Esempio tipico, il vecchio Ponte di Londra, giustamente famoso per il suo crollo. Completato nel 1209 dopo 30 anni di lavoro, raggiungeva 275 metri di lunghezza con 20 piccole campate di forme e dimensioni diverse, lunghe dai 7 ai 10 metri. Vi erano delle case costruite su di esso e i suoi piloni bloccavano i tre quarti della corrente del Tamigi. L'ostruzione era tale che, a mezza marea, su un lato del ponte I'acqua era circa un metro e mezzo più alta che sull'altro, il che costituiva un grave pericolo per la navigazione.
Eppure gli ingegneri medievali fecero ugualmente qualche progresso: dalla volta gotica a costoloni ricavarono l'arco a costoloni, più facile da costruire che non un arco liscio, e con un minor impiego di materiale. E inoltre diedero ai piloni una forma appuntita sia nella parte a monte che nella parte a valle, per facilitare il deflusso dell'acqua. 
Anche i Romani avevano usato questo accorgimento, ma solo nella parte a monte, il che causava notevole risucchio ed erosione sul lato a valle.


1500-1800: ponti rinascimentali


Ponte Castelvecchio di Verona

Col Rinascimento, una nuova razza di costruttori di ponti venne alla ribalta. E il capomastro, che compilava il suo progetto a mano a mano che i lavori procedevano, dovette cedere il posto all'ingegnere-architetto, che prima di iniziare l'opera ne progettava l'intera struttura.
Il capomastro aveva adottato l'arco gotico a sesto acuto, che esercitava sui piloni una spinta
laterale minore. Ma questo significava l'interposizione di una grande quantità di materiale tra l'arco e il piano stradale, a causa, appunto, dell'altezza dell'arco stesso. Per risolvere questo problema, vennero ideate delle forme a profilo più basso, ossia i ponti ad arco ribassato. 
Fra i primi ponti ad arco ribassato vi fu il celebre Ponte Castelvecchio di Verona, costruito nel 1354 con un sovvenzionamento di Cangrande della Scala.



 Ponte di Rialto, a Venezia

Un altro bellissimo esempio è il Ponte di Rialto, a Venezia, ultimato nel 1591 dopo tre anni di lavori. Antonio da Ponte, che all'inizio dei lavori aveva 75 anni, progettò un arco policentrico con una luce di 27 metri e con uno sfogo di circa un quarto della luce. La posa delle fondamenta sul fondo paludoso rappresentò un problema assai difficile. Dall'interno di un cassone, da Ponte fece piantare 6.000 pali di legno nel fondo del canale, fin dove potevano penetrare. Quando le teste dei pali vennero a trovarsi allo stesso livello del letto del canale, su di esse vennero gettate le fondamenta di muratura. 



Pont de la Concorde

Gli ultimi notevoli ponti ad arco ribassato furono reallazati da Jean Baptiste Perronet.
Per il Ponte di St. Maxence, Pertonet progettò uno sfogo di un undicesimo della luce, e piloni che occupavano solo un dodicesimo della larghezza del fiume. Il ponte, gettato attraverso il fiume Oise, nei pressi di Parigi, era composto da tre campate uguali di 22 metri.
Questo ponte non esiste più, ma la maestria tecnica di Perronet si può ritrovare nel Pont de la Concorde, da lui ultimato nel 1891. 
Le cinque campate, ciascuna di 31 metri, hanno uno sfogo di 4 metri, non tanto basso però come avrebbe desiderato il loro ideatore.


1770-1870: ponti di ferro


Ponte di Coalbrookdale

Nel 1779, all'incirca alla stessa epoca della costruzione del Ponte di St. Maxence, Abraham Darby, nipote del famoso metallurgista, costruì sul fiume Severn, a Coalbrookdale, in Inghiltema, il primo ponte di ferro del mondo. Il Ponte di Coalbrookdale fu la prudente realizzazione di un progetto che prevedeva cinque costole di ghisa, unite in un unico arco semicircolare di 30 metri. Il ponte di Thomas Telford che costruì sullo stesso fiume, a Buildwas, nel 1796, aveva un arco policentrico di 40 metri: il ferro impiegatovi ammontò solo alla metà della quantità prevista. Questo progetto economico fu preso a campione per tutto il XIX secolo, durante il quale vennero costruiti migliaia di ponti di ghisa, nella cui fusione vennero spesso incorporate elaborate decorazioni.


1874: ponti di acciaio


Ponte di Sydney

Il primo importante ponte ad arco di acciaio fu quello di St. Louis, negli Stati Uniti, costruito da James Eads, nel 1874 per superate il Mississippi. È composto di tre arcate policentriche, ciascuna di 150 metri, con una strada sul piano superiore e una ferrovia su quello inferiore.
Eads dovette far ricorso ai cassoni pneumatici per poter posare le fondamenta di muratura, su un letto di roccia a 40 metri sotto il livello dell'acqua nella fase di alta marea.

Il Ponte di Sydney, in Australia, con i suoi 501 metri di luce, attraverserebbe il Mississippi, a St. Louis, con un solo balzo. Il che era prevedibile dopo 58 anni di sviluppo tecnologico. Ma mentre nel Ponte di St. Louis il piano stradale è appoggiato sopra le arcate, nel Ponte di Sydney interseca l'arco, cui è sospeso, a causa della grande altezza di questo.


1900: ponti di cemento armato


Viadotto di Glenfinnan, in Scozia

Nella costruzione dei ponti si usa oggi il cemento, più di ogni altro materiale. È molto resistente alla compressione, e quindi è ideale per la forma ad arco. Se poi lo si rinforza con una armatura di ferro, resiste benissimo anche alla flessione nelle forme a travata o a mensola.
Dopo un primo assestamento, il cemento continua il processo di indurimento, che può durare anche un anno. Nello stesso tempo continua a contrarsi, per cui, se nel progetto non se ne è tenuto giusto conto, si spacca. 
Gli archi di acciaio sono in genere rigidi per tutta la loro lunghezza, e hanno una cerniera alle due estremità, in corrispondenza dei punti d'appoggio.
Per compensare la contrazione del cemento, viene spesso inserita una terza cerniera a metà dell'arcata, in modo che il ponte possa compiere dei lievi spostamenti senza spaccarsi.

Un prototipo di terza cerniera compare in un viadotto di semplice calcestruzzo, ultimato nel 1898, a Glenfinnan, in Scozia. Venne applicato un giunto scorrevole nel coronamento di ciascuno dei 21 archi di cui si compone, ognuno di 15 metri, per compensare il moto di assestamento delle fondamenta dei piloni.
Il primo a rendersi conto di tutta l'importanza della terza cerniera fu l'ingegnere svizzero Roben Maillart. Il suo primo arco a tre cerniere fu uno snello arco di cemento armato, gettato sul fiume Inn, in Svizzera, nel 1901.


1945: ponti di calcestruzzo precompresso


  Ponte di calcestruzzo precompresso
Nel 1904, l'ingegnere francese Eugène Freyssinet ideò il calcestruzzo precompresso, ma
non poté utilizzarlo per la costruzione di ponti fino a quando, dopo la Seconda Guerra Mondiale, non venne alla ribalta I'acciaio ad alta resistenza. Allora Freyssinet progettò cinque ponti sul fiume Marna, in Francia, a Esbly, Annet, Tribardos, Changis e Ussey, costruiti tra il 1948 e il 1950. Sono tutti costituiti da un identico arco a profilo basso, molto più basso di quanto fosse possibile prima, con una sola campata di 74 metri. 
Per ottenere la precompressione, si fecero passare delle verghe d'acciaio attraverso i condotti praticati lungo l'intradosso dell'arco. Le verghe vennero sottoposte a una forte tensione per essete poi allentate a ponte ultimato. I condotti vennero infine riempiti di cemento liquido, per impedire la corrosione delle verghe.




Per 40 anni Robett Maillart inserì armonicamente nel paesaggio delle Alpi svizzere ponti ad arco di cemento armato. Tra i suoi capolavori è il Ponte di Salginotobel (qui sopra), nei pressi di Schiers. La terza cerniera, visibile al centro, compensa la contrazione del cemento in assestamento. Con i suoi 90 metri di luce, il Ponte di Salginotobel, completato nel 1930, rapptesenta l'esempio di maggior ampiezza tra i ponti progettati da Maillart. Nelle sue opere, il risparmio economico si accompagna sempre alla grazia estetica.


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