Viadotto San Gerolamo

Opera audace che supera con maestria e grazia dei luoghi inquietanti e difficili. Si possono

ammirare una moltitudine di dirupi e specie vegetali che con l’alternarsi del giorno e della

notte e delle stagioni offrono delle viste magnifiche e spettacolari che attirano e incantano lo

spettatore invogliandolo ad intraprendere tale viaggio grazie anche alla struttura rassicurante

del viadotto. Non a caso l’ingegnere che l’ha progettato gli ha conferito un’architettura che ha

il fine di infondere la necessaria tranquillità per avventurarsi nei territori della barbagia. Si è

affiancata la stupenda travata metallica, caratterizzata da una particolare struttura reticolare

che attrae e distoglie lo sguardo del visitatore dal baratro del burrone liberandolo da un

senso di vertigine, con delle placide arcate in pietra che attenuano la suspense che avvolge

l’attraversata. Per dimensione e per modalità costruttive è l’opera più importante e più ardita

fra quelle presenti nelle linee ferroviarie del trenino verde. Si può ritenere, che la travata

metallica uscita dalle famose officine di Savigliano e caratterizzata da una notevole

leggerezza e resistenza, sia stata montata con un’operazione di auto-varo.Quindi si è

realizzato un sistema di stralli a sostegno della travata, sulla quale sono stati disposti

contrappesi ad una estremità ed all’altra un avambecco per la sicurezza al ribaltamento, e

mediante argani di trazione è stata trasferita sugli appoggi.

Il viadotto San Gerolamo è stato progettato dall’Ingegnere Emilio Olivieri ed è stato realizzato

dall’impresa costruttrice dei fratelli Marsaglia in soli cinque mesi. Esso permette la continuità

del percorso ferroviario superando il fiume San Gerolamo e unendo due montagne nella

linea Mandas-Arbatax, e precisamente al km 156+341 del 9° tronco fra Seui e Ussassai.

Tale linea è stata inaugurata il 24/04/1894. Realizzato ad una quota di 745 m sul livello del

mare, si sviluppa per un’altezza massima di 40 m, ed ha una lunghezza complessiva di

93.60 m.

Il viadotto è costituito da cinque campate di cui una centrale con travata metallica di luce

libera pari a 50 m, semplicemente appoggiata su due pile; completano l’opera quattro

campate laterali ad arco a tutto sesto in muratura, con luce pari a 10 m cadauna, poggianti

quelle estreme rispettivamente su di una spalla e su di una pila, mentre quelle intermedie su

due pile.

Per il calcolo della travata metallica si è adottato uno schema statico di semplice appoggio.

La luce fra i centri degli appoggi è pari a 52.60 m, mentre la lunghezza complessiva della

trave è pari a 53.60 m.

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Il viadotto è in rettifilo ed a via di corsa superiore.

In data 02/03/1942 è stato approvato il progetto di massima per il rafforzamento della tratta

Seui-Arbatax che veniva utilizzata giornalmente per il trasporto di grandi quantitativi di

antracite dalla miniera di Seui al porto di Arbatax, e per il trasporto di carbone vegetale che

proveniva dalla zona di Seui e arrivava al porto di Arbatax. Tenuto conto delle mutate

esigenze del traffico ed in previsione dell’adozione di locomotive e veicoli più pesanti, si è

reso necessario rinforzare le travature metalliche risultate insufficienti a sopportare gli sforzi

derivanti dai nuovi carichi previsti.

Gli elementi strutturali del viadotto in corrispondenza della campata centrale sono:

1) La sovrastruttura che comprende:

a) Il piano ferroviario costituito da due rotaie del tipo Vignole, che sono delle travi in acciaio,

caratterizzate dal possedere una suola inferiore e una parte superiore a forma di fungo e da

un gambo che è l‘elemento verticale che collega il fungo alla suola. La suola poggia sulla

traversa in legno, attraverso delle piastre in acciaio rettangolari a cuneo dette di fondo. La

piastra è ancorata alla traversa mediante caviglia a vite la cui testa abbraccia la suola della

rotaia direttamente (sistema ad attacchi diretti). Il collegamento tra le rotaie avviene tramite

delle ganasce munite di chiavarda e rondella. Il giunto fra due rotaie può essere del tipo

sospeso quando le parti terminali di due campate successive sono sospese tra due traverse;

non sospeso quando le parti sopraccitate sono appoggiate su di una traversa. L’acciaio delle

rotaie è normalmente al manganese (carbonio dal 3 al 6 per mille, manganese dal 5 al 13 per

mille, con tracce di silicio, zolfo e fosforo). Le rotaie hanno lunghezza massima di 12 m e non

vengono posate sulle traverse con l’asse di simmetria verticale, ma inclinato di 1/20 verso

l’interno, così come è inclinato il cerchione del treno verso l’interno. Le traverse in legno di

rovere, collegate ai traversoni con degli angolari chidati, hanno dimensioni (185x18x13) mm,

e vengono trattate con soluzioni chimiche per aumentarne la durata (possono durare più di

15 anni). Tra le due rotaie ad opportuna distanza da esse e per tutto lo sviluppo del viadotto

è posta una piastra in acciaio realizzata lamiere striate aventi una larghezza pari a 1.530 m

cadauna, ed irrigidite lungo il loro sviluppo longitudinale con degli angolari (85x60x8) mm

chiodati. Tali lamiere sono collegate, mediante chiodatura, da ambo i lati ad un profilato

costituito da un’imbottitura (250x10) mm che si collega ad un angolare superiore (80x80x10)

mm e ad un angolare inferiore (130x130x13) mm mediante chiodatura. Tale profilato è a sua

volta collegato mediante chiodatura alla lamiera (3500x25) mm del traversone .

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Lo scartamento del binario (la distanza tra le facce interne dei funghi delle rotaie) è pari a

950 mm (ridotto), mentre il più utilizzato in Italia è quello ordinario pari a 1.435 m. L’insieme

formato dalle rotaie e dal materiale minuto di attacco ai sostegni e di collegamento prende il

nome di armamento. b) L’impalcato ha larghezza complessiva pari a 4.40 m. E’ occupato dal piano ferroviario e

lateralmente da delle lamiere striate aventi una larghezza pari a 1.530 m cadauna, ed

irrigidite lungo il loro sviluppo longitudinale con degli angolari (85x60x8) mm chiodati. Tali

lamiere sono collegate, mediante chiodatura, da un lato al parapetto in acciaio con un

angolare (80x80x10) mm e dall’altro lato ad un profilato costituito da un’imbottitura (250x10)

mm che si collega ad un angolare superiore (80x80x10) mm e ad un angolare inferiore

(130x130x13) mm mediante chiodatura. Tale profilato è a sua volta collegato mediante

chiodatura alla lamiera (3500x25) mm del traversone e quindi alla struttura portante

dell’opera, costituita da travi in acciaio che a loro volta si distinguono in:

Travi longitudinali principali a doppio T, che in questo caso sono due travature reticolari a

traliccio doppio. Ognuna delle quali è costituita da un corrente superiore e da uno

inferiore posti alla distanza di 6 m, da 19 montanti di cui l’ultimo da ambo le parti della

trave è posto ad un interasse di 2.8 m, mentre i restanti ad interasse di 3.00 m e da 38

controventi diagonali incrociati. Ciascun corrente è costituito da due angolari

(120x120x12) mm collegati sul piano verticale con un’imbottitura cioè con una piastra in

acciaio (600x10) mm mediante chiodatura, mentre sul piano orizzontale i due angolari

sono collegati mediante chiodatura con una flangia cioè con una piastra in acciaio

(400x11) mm. Ciascun montante è costituito da due angolari (80x80x10) mm chiodati tra

loro e all’imbotittura (600x10) mm dei correnti inferiore e superiore. Ogni montante è

interrotto a metà altezza per poi essere ricongiunto mediante un fazzoletto (200x8) mm a

forma di V, chiodato agli angolari del montante e che a loro volta sono collegati con delle

piastre (300x10) mm ( una per ogni tronco) mediante chiodatura. I controventi sono

costituiti da due coppie di angolari incrociati collegati mediante chiodatura alle imbottiture

dei correnti e mediante saldatura (cordone di saldatura triangolare 5.6 composto da 3

passate) a dei fazzoletti di irrigidimento in corrispondenza dell’incrocio. Tutta la

chiodatura delle travature è stata rinforzata mediante saldatura. Ciascun cordone di

saldatura triangolare 4.2 è composto da due passate e nell’intervallo fra i chiodi ha una

lunghezza di 0.05 m. Traversoni che sono delle travi trasversali a doppio T e servono per

garantire la rigidezza torsionale all’impalcato.

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Sono costituiti da due angolari inferiori e da due superiori (100x100x12)mm, e da

un’imbotittura (550x10)mm. Il collegamento fra essi è del tipo chiodato, rafforzato

mediante saldature. Ciascun cordone di saldatura triangolare 4.2 è composto da due

passate ed. L’imbottitura dei traversoni è collegata ai montanti mediante chiodatura.

Tale collegamento è stato rafforzato in corrispondenza degli attacchi alle travi

principali, mediante l’aggiunta di due robusti mensoloni. Ogni mensolone è costituito

da una lamiera di 10 mm rinforzata da due angolari (50x50x7) mm. Essi sono

controventati con due tiranti di profilati ad L (80X80X10) mm, uno superiormente alla

base dei mensoloni ed uno inferiormente a 1.26 m dal controvento inferiore trasversale.

Il tutto è stato saldato elettricamente (cordone di saldatura triangolare 7 composto

da n.4 passate). Ulteriore rafforzamento del trasversone è stato ottenuto mediante

l’aggiunta di due lamiere di 25 mm sia sulla briglia inferiore che su quella inferiore (

cordone di saldatura triangolare 9.2 composto da 6 passate). La lamiera inferiore è

limitata al tratto compreso fra i due mensoloni e pari a 2.90 m, mentre quella superiore è

estesa a tutta la lunghezza del traversone.

Travi longitudinali secondarie a doppio T, dette anche travi porta binari o longherine, che

passano sotto le rotaie. Ciascuna di esse è costituita da una sezione composta da una

coppia di squadrette o angolari inferiori e superiori del tipo (80x80x10) mm e da un’

imbottitura (300x8) mm collegati mediante chiodatura, successivamente rafforzata con

dei cordoni di saldatura triangolari 4.2 composti da due passate. Ulteriore rafforzamento

è stato ottenuto aggiungendo due lamiere da 10 mm, saldate elettricamente, una

superiore ed un’altra inferiore con dei cordoni di saldatura triangolari 9.2 composto da n.6

passate. Il collegamento ai traversoni avviene mediante delle squadrette (80x80x10)mm

chiodate; successivamente tale collegamento è stato rafforzato mediante l‘aggiunta di

opportune squadrette a mensola saldate (cordone di saldatura triangolare 7, composto

da n.4 passate).

Strutture di controvento che hanno il compito di resistere alle azioni orizzontali e che in

questo caso viene assolto dai profilati diagonali presenti nelle travature reticolari, dai

controventi orizzontali superiori ed inferiori che sono collegati rispettivamente ai correnti

superiori ed inferiori e dai controventi trasversali costituiti da degli angolari (80x80x10)

mm. I controventi trasversali diagonali sono chiodati all’incrocio e successivamente

saldati ad un fazzoletto (520x500x10) mm mediante cordoni di saldatura triangolare 5.6;

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mentre nelle estremità superiori sono collegati ai mensoloni mediante chiodatura che è stata

rafforzata con dei cordoni di saldatura triangolari del tipo 7, nelle estremità inferiori sono

collegati a dei fazzoletti (400x600x10) mm mediante chiodatura.

Le unioni chiodate in questo caso sono state realizzate mediante dei chiodi che sono

caratterizzati dal possedere una testa semisferica ed un gambo. Ogni chiodo è stato

introdotto a caldo entro il foro, e precisamente ad una temperatura che viene detta del color

rosso. Il diametro del gambo è leggermente inferiore a quello del foro perché con

l’operazione di ribattitura meccanica atta a formare la testa di contrasto il gambo si allarga e

si accorcia (la lunghezza del gambo del chiodo appena viene introdotto nel foro è superiore

alla somma degli spessori che si devono collegare). La chiodatura è caduta in disuso per le

notevoli difficoltà di esecuzione.

Tutte le saldature sono state realizzate a corrente continua, di quattro tipi:

- saldatura 9.2 (una passata con elettrodi calibro 10 e 5 passate con elettrodi calibro 8).

- saldatura 7 (una passata con elettrodi calibro 10 e 3 passate con elettrodi calibro 8).

- saldatura 5.6 (una passata con elettrodi calibro 10 e 2 passate con elettrodi calibro 8). - saldatura 4.2 (due passate con elettrodi calibro 10).

Il taglio delle lamiere, dei profilati, dei fazzoletti, ed il preriscaldamento dei pezzi da saldare

per compensare eventuali deformazioni dovute al ritiro, sono stati eseguiti con cannello

ossiacetilenico. Le forature verranno praticate con trapano elettrico. Le richiodature sono

state eseguite con martello pneumatico. c) Opere di difesa quali parapetti o barriere di sicurezza che proteggono gli operatori

dalla caduta dall’alto durante i lavori di manutenzione del viadotto ed impediscono la

fuoriuscita dalla strada ferrata dei convogli ferroviari qualora si verifichino incidenti, guasti o

malori del conducente. Hanno un’altezza dal piano dell’impalcato pari a 100 cm, e sono

costituiti da due traversi in acciaio collegati a dei montanti in acciaio alti 145 cm e posti ad

interasse pari a 300 cm collegati alle ali delle travi reticolari con degli angolari mediante

chiodatura.

2) La sottostruttura che comprende tutte quelle parti destinate a ricevere e a trasferire al

terreno i carichi trasmessi dalla sovrastruttura. E’ formata da:

a) Due pile su cui poggia la travata centrale tramite degli apparecchi d’appoggio (cerniera,

lato Mandas, costituita da una piastra in acciaio sormontata da una superficie curva munita di

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opportuni dispositivi che impedicono la traslazione della trave; e carrello, lato Arbatax,

costituito da sei rulli che poggiano su delle piastre e permettono la traslazione della trave).

Tali pile sono realizzate in muratura di pietra e precisamente in pietra calcarea, hanno la

forma di tronco di piramide. c) Le Fondazioni sono realizzate con varie pezzature di pietrame legate molto probabilmente

con calce idraulica che indurisce in presenza d’acqua. Gli elementi strutturali del viadotto in corrispondenza delle arcate in pietra sono:

1) La sovrastruttura che comprende:

a) Il piano ferroviario costituito da due rotaie del tipo Vignole, che sono delle travi in acciaio,

caratterizzate dal possedere una suola inferiore e una parte superiore a forma di fungo e da

un gambo che è l‘elemento verticale che collega il fungo alla suola. La suola poggia sulla

traversa in legno, attraverso delle piastre in acciaio rettangolari a cuneo dette di fondo. La

piastra è ancorata alla traversa mediante caviglia a vite la cui testa abbraccia la suola della

rotaia direttamente (sistema ad attacchi diretti). Il collegamento tra le rotaie avviene tramite

delle ganasce munite di chiavarda e rondella. Il giunto fra due rotaie può essere del tipo

sospeso quando le parti terminali di due campate successive sono sospese tra due traverse;

non sospeso quando le parti sopraccitate sono appoggiate su di una traversa. L’acciaio delle

rotaie è normalmente al manganese (carbonio dal 3 al 6 per mille, manganese dal 5 al 13 per

mille, con tracce di silicio, zolfo e fosforo). Le rotaie hanno lunghezza massima di 12 m e non

vengono posate sulle traverse con l’asse di simmetria verticale, ma inclinato di 1/20 verso

l’interno, così come è inclinato il cerchione del treno verso l’interno. Le traverse in legno di

rovere hanno dimensioni (185x18x13) mm, e vengono trattate con soluzioni chimiche per

aumentarne la durata (possono durare più di 15 anni). Lo scartamento del binario (la

distanza tra le facce interne dei funghi delle rotaie) è pari a 950 mm (ridotto), mentre il più

utilizzato in Italia è quello ordinario pari a 1.435 m. L’insieme formato dalle rotaie e dal

materiale minuto di attacco ai sostegni e di collegamento prende il nome di armamento.

b) La massicciata realizzata con pietrisco che deve presentare un ottimo coefficiente di

qualità Deval compreso tra 10 e 12 ed un elevato attrito interno = 45°e pezzatura regolare.

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Le dimensioni richieste vanno da 30 a 60 mm. La massicciata ha la funzione di ripartire i

carichi sulla piattaforma e di far passare le acque , essa viene stesa in due strati: sul primo

posto direttamente sulla piattaforma, si sistemano i sostegni o traverse, il secondo si pone fra

i sostegni ed eventualmente anche sopra in modo da coprirli parzialmente. Lo spessore della

massicciata è variabile da un minimo di 30 cm ad un massimo di 50cm. La massicciata viene

periodicamente risanata, cioè liberata mediante vagliatura dai detriti, molto dannosi

soprattutto se argillosi, e ricostituita.

c) Il riempimento che ha la funzione di realizzare il piano orizzontale di appoggio della

massicciata ferroviaria ed è stato realizzato con ciottolame, sabbia o altro materiale non

spingente.

d) La cappa che è uno strato impermeabile disposto a protezione della volta e del rinfianco

dalle acque che possono infiltrarsi attraverso la massicciata. Essa è costituita da uno strato

di malta di calce idraulica, e da un manto di asfalto. In corrispondenza dei punti bassi della

cappa e collegato con l‘esterno, si trova un tubo di scarico dell’acqua proveniente dalla

massicciata.

e) I rinfianchi sono delle masse pesanti poste sopra la volta nelle parti laterali, realizzate in

muratura di pietra; la loro funzione è quella di contrastare lo sfiancamento della volta verso

l’esterno in corrispondenza delle sue zone terminali.

f) Le volte o archi, ognuna delle quali è delimitata da due superfici curve dette di intradosso

quella inferiore, e di estradosso quella superiore. Le volte sono simmetriche rispetto al

proprio centro e trattasi di archi a tutto sesto. La freccia f dell’arco è la distanza fra il punto di

mezzeria della linea d’intradosso e il piano orizzontale d’imposta. La sezione di mezzeria

dell’arco viene detta chiave, mentre le sezioni estreme si chiamano sezioni d’imposta. Il

rapporto tra la freccia e la luce dell’arco si chiama ribassamento dell’arco.

g) I muri di testa o andatori che sono dei muri di sostegno realizzati ai lati dell’arco, in

corrispondenza delle armille o conci, con il compito di contenere i rinfianchi, la cappa, il

riempimento, e la massicciata ferroviaria; il paramento esterno è verticale, mentre quello

interno è a gradoni. Terminano superiormente, a livello del piano ferroviario con una fascia di

coronamento in pietra sporgente all’esterno.

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h) I muri di accompagnamento o più precisamente muri di risvolto perché costituiscono il

prolungamento dei muri andatori e consentono il raccordo fra le spalle del manufatto e il

rilevato della strada ferrata che termina con la forma di un quarto di cono, costituito da terra

di riporto utile a proteggere l’opera e a garantirne la stabilità.

i) Opere di difesa quali parapetti o barriere di sicurezza che proteggono gli operatori dalla

caduta dall’alto durante i lavori di manutenzione del viadotto ed impediscono la fuoriuscita

dalla strada ferrata dei convogli ferroviari qualora si verifichino incidenti, guasti o malori del

conducente. Hanno un’altezza dal piano dell’impalcato pari a 100 cm, e sono costituiti da due

traversi in acciaio collegati a dei montanti in acciaio alti 145 cm e posti ad interasse pari a

300 cm incastrati nell‘impalcato. 2) La sottostruttura che comprende tutte quelle parti destinate a ricevere e a trasferire al

terreno i carichi trasmessi dalla sovrastruttura e precisamente:

a) Altre due pile che sono realizzate in pietra calcarea. Hanno la forma di tronco di piramide

con sezione trapezia.

b) Due spalle che rappresentano i sostegni alle estremità delle volte laterali, ognuna delle

quali poggia su di una spalla e su di una pila. Quindi da un lato forniscono l’appoggio alla

volta, ed assolvono alle funzioni proprie delle pile, mentre dall’altro contengono il terreno

costituente il rilevato, svolgendo il compito di muri di sostegno. Ogni spalla è realizzata in

muratura di pietra calcarea.

c) Fondazioni che sono realizzate con varie pezzature di pietrame legate molto

probabilmente con malta di calce idraulica che indurisce in presenza d’acqua. Sistema costruttivo delle volte

Per la costruzione delle volte si sono utilizzate delle impalcature provvisorie in legno dette

centine, che hanno sostenuto il peso della muratura impiegata per la loro realizzazione sino

a quando la volta è diventata autoportante. Caratteristica essenziale delle centine deve

essere la loro quasi totale indeformabilità sotto il peso della volta, in quanto una loro

eventuale deformazione può determinare una anche lieve modifica della geometria dell’arco

e quindi un’alterazione del suo comportamento statico. L’impalcatura di sostegno è costituita

da una superficie continua detta manto o tamburo che riproduce la forma della superficie di

intradosso della volta ed è realizzata con tavole accostate disposte secondo le direttrici della

volta stessa.

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Il manto viene fissato alla centinatura per mezzo di tavole, dette sagome, che riproducono la

superficie di intradosso; la centinatura è costituita da più centine, disposte ad interassi che

possono variare tra 1.40 m e 2.00 m. Le centine sono state appoggiate alle estremità sulle pile

o su mensole che sporgono dalle spalle o dalle pile. Nel caso specifico sono state utilizzate

delle centine a sbalzo cioè solo appoggiate alle estremità. La costruzione delle volte

avviene partendo dall’imposta e procedendo in modo simmetrico verso la chiave; si è

utilizzata una muratura in pietra da taglio, che è stata lavorata in modo da ottenere elementi,

detti conci, a forma di cuneo, che sono stati fra loro collegati con malta, ottenendo così dei

giunti radiali di connessione a spessore costante.

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