Mi sono documentato per quel che ho potuto (scusate ma non ho avuto molto tempo a disposizione) e provo più che altro a mettere in ordine un po’ di elementi. (Disclaimer: ciò che leggerete di seguito a proposito delle possibili cause del crollo sono al momento ipotesi avanzate sulla base degli elementi a disposizione).
Intanto partiamo dalla struttura. Il FIU-Sweetwater UniversityCity Bridge è (era) un
ponte pedonale in corso di costruzione dinanzi al campus della Florida International University (FIU). Il cavalcavia, lungo 98 m, doveva servire ad attraversare sia la strada che il canale d’acqua parallelo, mediante due campate separate e collegate a una
finta torre per l’ancoraggio dei cavi. Al momento del crollo era stata posata in opera solo la campata che attraversa la strada (in verde nella figura sottostante, lunga 53 m). La campata sopra il canale, le rampe di accesso e la torre di sostegno dei cavi non erano state ancora realizzate (in blu nella figura).
Il ponte prevedeva una struttura in
calcestruzzo armato precompresso (nel linguaggio comune chiamato anche cemento armato precompresso, abbreviato c.a.p.)
a cavi (o fili) scorrevoli alle estremità (sistema a cavi post-tesi).
La precompressione consente di creare artificialmente una tensione all’interno dei materiali utilizzati: armatura metallica e conglomerato cementizio (cemento). Nel caso della tecnica a cavi post-tesi (esiste anche quella a cavi pre-tesi, ma non dilunghiamoci), l’armatura metallica viene messa in tensione successivamente alla gittata del cemento (dopo l’indurimento), facendola scorrere in apposite guaine. Quindi, i cavi sono ancorati alle estremità e viene iniettato altro cemento per creare aderenza e proteggere dalla corrosione. Tra i vantaggi di questa tecnica: i) miglioramento delle caratteristiche di resistenza; ii) riduzione della sezione del profilo degli elementi strutturali rispetto all’utilizzo del cemento armato non precompresso; iii) elementi più leggeri e meno ingombranti. In virtù anche di queste caratteristiche, il c.a.p. viene comunemente utilizzato per realizzare viadotti
stradali e ferroviari, travi di grande luce (superiori a 9-10 m), coperture di capannoni, palestre, hangar etc.
Il ponte crollato è stato progettato dalla divisione Ponti del Gruppo FIGG con l’intento di assomigliare visivamente a un ponte strallato, ma
dal punto di vista strutturale era in realtà più simile ad un ponte a
traliccio, con le campate completamente autoportanti (ecco perché la torre può essere definita finta dal punto di vista strutturale). I ponti in traliccio in genere hanno struttura metallica (reticolare,
maglie triangolari a ripetizione regolare), mentre in questo caso – in maniera alquanto originale – si era fatto ricorso al cemento armato per creare una sorta di “ragnatela” nella struttura mediante una serie di montanti diagonali
in calcestruzzo, posizionati in modo da realizzare una serie di maglie triangolari lungo la parte centrale (come si vede sempre nella figura e più giù nell’elaborato progettuale). Questi elementi diagonali erano disposti in modo da
allinearsi con il rispettivo refolo di cavi in acciaio che proseguiva poi fino alla finta torre.
I montanti diagonali, in questo caso, sono sottoposti a forze di compressione o di tensione, a seconda dell’angolo e della posizione.
Per la cronaca, il ponte era progettato per durare più di 100 anni e resistere a un uragano di categoria 5.
Una modifica al progetto originario del ponte ha richiesto lo
spostamento di 3 m di uno delle piloni principali alla base del ponte per consentire il futuro allargamento della strada,
aumentando la distanza tra le estremità del ponte stesso. Non è dato sapere se la disposizione delle diagonali in cemento è stata modificata per effetto di questa variante progettuale: secondo alcuni potrebbe essere questa una delle cause del crollo (sarà, comunque, l’inchiesta a stabilirlo: evitiamo le illazioni.
Adesso, andiamo ai fatti.
Il
13 marzo, tre giorni dopo il sollevamento della campata
principale (quella in verde nella figura sopra), l’ingegnere capo del progetto ha scoperto delle fessurazioni nell’estremità nord della campata (la parte dove si è verificato il cedimento). Lo ha segnalato, tramite posta vocale, a un funzionario del Dipartimento dei Trasporti della Florida (FDOT), pensando probabilmente
che non si trattasse di un problema di sicurezza immediato (ma il livello di consapevolezza di questa sua valutazione sarà certamente oggetto di discussione in tribunale). Il funzionario del FDOT era, però, assente e ha ricevuto
questo messaggio solo il giorno successivo al crollo. Il 15 marzo progettisti e costruttori hanno avuto una riunione in cantiere per discutere delle fessurazioni scoperte il 13
marzo. Erano presenti anche i rappresentanti della FIU e del FDOT. Secondo l’ingegnere capo della FIGGl’integrità
strutturale del ponte non era compromessa e non c’erano problemi di
sicurezza legati dalla presenza delle crepe. Secondo varie testimonianze, tra cui quella del Senatore Marco Rubio, gli operai – su indicazione dei tecnici della ditta costrutturice – stessero
“stringendo i cavi quando il ponte della FIU è crollato”. Anche secondo il
National Transportation Safety Board (NSTB), che sta indagando sul crollo, gli operai stavano applicando il post-tensionamento sugli elementi del ponte prima del crollo. Detto da Rubio è una semplice coincidenza; sottolineato dall’NSTB, invece, comincia ad essere un punto chiave della vicenda.
Alle
13:47 del 15 Marzo avviene il crollo: il collasso iniza in corrispondenza dell’estremità nord del ponte,
poi in rapida sequenza cedono via via gli elementi diagonali, facendo piombare l’impalcato (o meglio, gli impalcati) sulla strada sottostante e schiacciando varie autovetture. Bilancio tragico: 6 morti e 9 feriti.
Nella gif animata all’inizio di questo post (ricavata da una
dash cam) sembra esserci un operaio
in cima al ponte nel punto in cui era in corso il
post-tensionamento e dove inizia il meccanismo di collasso. Leggendo le varie ricostruzioni, non è chiaro il motivo per cui questa operazione di
post-tensionamento fosse in corso proprio nel
momento del crollo, poiché l’elemento diagonale del ponte
su cui stavano lavorando avrebbe dovuto essere già in compressione. Tuttavia, secondo il sito specialistico New Civil Engineer, sulla base di informazioni fornite dall’NSTB, una possibile spiegazione è che si stava
regolando la tensione su due barre di tensionamento
di un elemento diagonale, cercando di fornire una compressione addizionale, con l’obiettivo di
chiudere le fessurazioni nella sovrastruttura del ponte. Proprio questa operazione avrebbe innescato
in corrispondenza del giunto cerchiato in nero nella figura sottostante
un cedimento violento ed improvviso, simile ad una esplosione (”explosive joint failure”): messa così, la cosa lascerebbe supporre un superamento della tensione ammissibile del calcestruzzo.
L’ipotesi avanzata dal New Civil Engineer sembra al momento quella più plausibile: il post-tensionamento di un elemento diagonale sarebbe, quindi, una delle ragioni del collasso strutturale del ponte della FIU. La presenza delle fessurazioni, invece, avrebbe rappresentato un segnale della compromissione della parte in cui erano ubicati gli ancoraggi dei cavi di post-tensionamento. Tuttavia, sarà bene indagare per valutare anche altre possibili cause.
Invece se @masuoka avesse avuto tempo a disposizione vi avrebbe direttamente ricostruito il modellino in scala 1:50 😉
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