Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
oggetto n. C10016
C10016
Pambio Noranco, 18 agosto 2010
rif. ing. Cristina Zanini
Effetti sul patrimonio stradale svizzero
dell’eventuale apertura a mezzi pesanti di 60
tonnellate
Committente: Coalizione NoMegatrucks.ch
c/o Iniziativa delle Alpi, Route de la Fonderie 8c, 1700 Friburgo
Borlini & Zanini SA
Relazione tecnica
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Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
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SOMMARIO
1. DESCRIZIONE DEL MANDATO............................................................... 4 2. DOCUMENTAZIONE DISPONIBILE ........................................................ 5 3. NORMATIVE SVIZZERE .......................................................................... 6 4. CARATTERISTICHE DEI MEZZI PESANTI ............................................. 7 4.1 Mezzi pesanti attualmente ammessi sulle strade svizzere .................. 7 4.2 Mezzi pesanti Megatruck di 60 tonnellate ........................................... 10 5. CARATTERISTICHE DELLA RETE STRADALE SVIZZERA ................ 12 5.1 Patrimonio stradale svizzero................................................................ 12 5.2 Stato di conservazione del patrimonio stradale svizzero .................. 13 5.3 Costi di costruzione e manutenzione della rete autostradale ........... 14 6. INFLUSSO DEI MEZZI PESANTI SUL PATRIMONIO STRADALE....... 15 7. PAVIMENTAZIONE ................................................................................ 16 8. PONTI ..................................................................................................... 18 8.1 Carichi previsti dalle normative strutturali SIA Swisscodes ............. 18 8.2 Tipologie di ponti .................................................................................. 21 8.3 Stato dei manufatti della rete autostradale ......................................... 22 8.4 Considerazioni in relazione all’aumento di carico da 40 t a 60 t ....... 24 8.5 Effetti di fatica sui ponti........................................................................ 27 9. EFFETTI DINAMICI SU GIUNTI O SIMILI .............................................. 27 10. URTI ........................................................................................................ 27 11. CONSIDERAZIONI IN RELAZIONE ALLA GEOMETRIA ...................... 29 11.1 Geometria delle curve e larghezza delle carreggiate ...................... 29 11.2 Geometria rotatorie e accessi stradali.............................................. 32 Borlini & Zanini SA
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Geometria aree di sosta e posteggi .................................................. 32 12. CONSIDERAZIONI FINANZIARIE GLOBALI......................................... 33 13. ULTERIORI TEMATICHE DA APPROFONDIRE ................................... 34 14. VALUTAZIONI ESEGUITE DALLA COMMISSIONE EUROPEA........... 35 15. CONCLUSIONI ....................................................................................... 38 16. LETTERATURA ...................................................................................... 40 17. ALLEGATI .............................................................................................. 41 Borlini & Zanini SA
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1. Descrizione del mandato
La presente consulenza raccoglie le informazioni essenziali sulle possibili
ripercussioni sul patrimonio stradale svizzero dell’apertura al transito con mezzi
di 60 t (Gigaliner, Megatruck).
L’incarico ci è stato conferito dalla coalizione Nomegatruck.ch tramite il comitato
operativo dell’iniziativa delle Alpi di Friborgo.
È stata richiesta una valutazione sui diversi tipi di manufatto (ponti, gallerie,
ecc.) in relazione alla loro portata e alla loro geometria.
La presente perizia si concentra pertanto prevalentemente sulle tematiche
d’ingegneria strutturale, trattando gli aspetti legati alla costruzione e alla
conservazione del patrimonio stradale.
Al momento a livello svizzero non esistono ancora ricerche specifiche sugli
effetti dell’aumento di limite di portata da 40 t a 60 t sulle nostre strade
realizzate da enti qualificati quali uffici federali, istituti universitari o laboratori.
Esistono però diversi studi che si riferiscono all’aumento di portata avvenuto
negli anni ’90 da 28 t a 40 t, e studi sugli influssi dell’adeguamento delle
normative svizzere a quelle europee avvenuto negli scorsi decenni.
La presente perizia perciò raccoglie le informazioni essenziali sul tema,
basandosi prevalentemente su dati scientifici neutri pubblicati finora in Svizzera
e all’estero, trascurando la numerosa documentazione reperibile su internet di
studi da parte di enti fautori e contrari a tale misura.
Abbiamo cercato nel limite del possibile di esprimere i concetti tecnici in forma
comprensibile ad un pubblico di non specialisti.
Segnaliamo da ultimo che l’apertura del transito sulle strade svizzere ai mezzi
pesanti da 60 t avrebbe ripercussioni importanti non solo sui manufatti stradali
ma anche sul rischio di incidenti e incendio, come pure sulla conduzione del
traffico.
Queste tematiche specialistiche esulano dalle nostre competenze e come
convenuto non vengono trattate.
Poiché tali problematiche sono altrettanto importanti rispetto a quelle qui
esposte, consigliamo alla committenza di sollecitare gli enti pubblici ad
intraprendere studi approfonditi su questi argomenti in collaborazione con enti
competenti.
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2. Documentazione disponibile
Per l’allestimento della presente perizia abbiamo visionato e raccolto numerosa
documentazione, disponibile in larga parte da Internet, non sempre con
garanzia di affidabilità.
Abbiamo constatato che il tema è molto discusso e analizzato nell’Europa Nordoccidentale, per contro si trova poca documentazione in relazione ai paesi del
sud Europa.
A livello svizzero abbiamo raccolto diverse informazioni da parte degli uffici
federali preposti. Ne risulta che la Confederazione non si è ancora attivata
ufficialmente per allestire specifici studi in relazione a questo tema1.
A livello accademico (Politecnici federali) per contro esistono diversi studi sugli
effetti dei carichi del traffico pesante sui manufatti stradali. Tali studi sono stati
allestiti negli anni ’90. Infatti nel 1999 sulle strade svizzere vi è stato un
importante adeguamento alle disposizioni dell’Unione europea che ha
comportato l’innalzamento dei carichi ammissibili dei mezzi pesanti da 28 a 4044 tonnellate. In tali documenti puntualmente vengono fornite anche alcune
indicazioni in merito ad un possibile innalzamento dei carichi a 60 tonnellate.
Particolarmente significative sono le seguenti pubblicazioni elaborate dal
Politecnico federale di Losanna, che sono state utilizzate ampiamente nella
presente perizia:
(1.)
Berücksichtigung von dynamischen Verkehrslasten beim
Tragsicherkeitsnachweis von Strassenbrücken, H. Ludescher / E.
Brühwiler, Thèse n. 2894/2003 EPFL Politecnico federale Losanna
(In particolare Kap. 10 Verkehrslasten auf Strassenbrücken)
(2.)
Überprüfung bestehender Strassenbrücken mit aktualisierten
Strassenlasten, documentazione USTRA 2006 n. 806.328 Ricerca
ICOM EPFL T. Meystre, M. Hirt
Ulteriore letteratura consultata è raccolta nel capitolo 16.
1
Dibattito 16.6.2010 Consiglio degli Stati:
http://www.parlament.ch/D/Suche/Seiten/geschaefte.aspx?gesch_id=20103342, Debatte vom 16.06.2010
im Ständerat zu Gigalinern. Überweisung der Motion KVF-SR 10.3342. Keine Folge für die
Standesinitiativen Luzern, Neuchâtel und Genf:
http://www.parlament.ch/ab/frameset/d/s/4814/330666/d_s_4814_330666_330933.htm
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3. Normative svizzere
Per la progettazione dei manufatti stradali in Svizzera vengono considerate
diverse normative.
Per quanto concerne i limiti di portata ammissibili e il comportamento strutturale
(sollecitazioni e deformazioni) vengono correntemente applicate le normative
strutturali emesse dalla SIA Società svizzera degli ingegneri e architetti.
Esse sono ulteriormente completate da disposizioni particolari emesse dagli enti
che si occupano della costruzione e gestione delle strade a livello federale
(Ufficio federale delle Strade USTRA), cantonale e comunale.
Nelle normative emesse dall’Unione dei professioni svizzeri della strada VSS
sono invece standardizzate tutte le disposizioni che concernono la geometria
delle strade (larghezza, altezza, conformazione curve, incroci, posteggi, ecc.),
come pure la conformazione delle pavimentazioni stradali (rivestimenti,
sottofondi, ecc.)
Nei singoli capitoli successivi entreremo nel dettaglio di alcuni contenuti
significativi di tali norme.
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4. Caratteristiche dei mezzi pesanti
4.1
Mezzi pesanti attualmente ammessi sulle strade svizzere
Attualmente sulle strade svizzere sono ammessi diversi tipi di mezzi pesanti
con lunghezze variabili fino ad un peso massimo di 40 t.
Le seguenti geometrie sono considerate per la progettazione delle strade
svizzere secondo le norme VSS.
I mezzi pesanti determinanti per la geometria sono naturalmente quelli più
lunghi, articolati o con rimorchio, che raggiungono al massimo 18 m di
lunghezza.
Fig. 1 Estratto VSS SN640 052 (13.)
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I diversi tipi di mezzi pesanti ammessi sono classificati in diverse categorie.
Si tratta di mezzi che raggiungono al massimo 40 tonnellate di peso, distribuiti
su 5 – 6 assi di ruote.
Fig. 2 Estratto pg. 10 (2.)
A titolo informativo riportiamo la distribuzione di tali categorie nel transito sulla
trasversale nord sud a Göschenen, dove si nota una forte percentuale di traffico
pesante, con prevalenza di mezzi pesanti lunghi (mezzi articolati e mezzi con
rimorchio).
Fig. 3 Estratto pg. 11 (2.)
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Per il dimensionamento dei manufatti stradali, i mezzi pesanti più incisivi sono
quelli più corti con maggior carico puntuale sulle ruote e con maggior rischio di
sovraccarico.
Fig. 4 Estratto pg. 15 (2.)
Su gran parte delle autostrade svizzere sono possibili anche transiti
eccezionali2.
Si tratta di trasporti saltuari, soggetti ad autorizzazioni speciali, regolamentati in
modo rigido da parte di Confederazione e Cantoni.
Fig. 5 Estratto pg. 15 (2.)
2
Cfr. fig. 10 e allegato 4
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4.2
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Mezzi pesanti Megatruck di 60 tonnellate
Con l’aumento della portata a 60 tonnellate sulle strade svizzere, possono
essere ammesse nuove categorie di veicoli.
Principalmente dovranno essere ammessi i mezzi pesanti definiti Megatruck o
Gigaliner che raggiungono 60 tonnellate distribuite su 7 - 8 assi, con lunghezza
fino a 25.25 m, come indicato nel rapporto (6.) elaborato dalla commissione
europea per l’energia e i trasporti.
Fig. 6 categorie mezzi pesanti secondo EU estratto pg. 12 (6.)
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Fig. 7 esempi Megatruck
Con l’aumento di portata anche ulteriori mezzi pesanti potrebbero essere
ammessi sulle strade svizzere come ad esempio grossi mezzi di cantiere e
autogru.
Fig. 8 mezzi pesanti di cantiere estratto pg. 192 (1.)
A titolo comparativo indichiamo anche il peso di locomotive e carri armato. Le
dimensioni e i carichi raggiunti dai Megatrucks raggiungono livelli quali
equivalenti.
Fig. 9 estratto pg. 191 (1.)
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5. Caratteristiche della rete stradale svizzera
5.1
Patrimonio stradale svizzero
La rete autostradale svizzera, di diretta competenza della Confederazione
(tramite l’Ufficio federale delle strade USTRA), è costituita da 1766 km, ed è
quasi interamente completata (93.3% dei 1892.5 km pianificati).
Fig. 10 rete svizzera delle strade sui quali sono ammessi i trasporti eccezionali
La rete autostradale nazionale è solo il 2% dell’intero patrimonio stradale
svizzero. Oltre alle strade nazionali, vi è infatti una fitta rete di strade cantonali
(18136 km) e comunali (51446 km)3.
Della rete autostradale, ca. il 11% pari a 200 km sono costituiti da gallerie4 .
Per quanto concerne altri manufatti come ponti, muri di sostegno, ecc. non sono
reperibili dati pubblici.
L’Ufficio federale delle strade USTRA gestisce la banca dati KUBA specifica per
i manufatti. Non ci è stato possibile avere accesso a tali informazioni5, e
nemmeno tramite i cantoni sono disponibili statistiche facilmente consultabili.
Pertanto dovrebbe essere intrapreso uno studio statistico di raccolta delle
diverse banche dati esistenti, per quantificare quanti e quali manufatti sono
ricorrenti nella rete viaria svizzera e individuare le problematiche più frequenti
emerse in occasione dei risanamenti già eseguiti.
3
Cfr. (7.) Mobilità e trasporti Prontuario statistico 2009 UST
Cfr. (5.) Strade e traffico 2009 USTRA
5
KUBA Kunstunstbautendatenbank / Banque de données pour les ouvrages d’art
4
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A titolo informativo riportiamo i dati relativi all’autostrada A2 in Ticino ripresi da
pubblicazioni apparse al momento del suo completamento negli anni Ottanta6.
Lungo i 143 km costruiti in Ticino, vi sono numerosi manufatti e gallerie. Ad
esempio in Leventina e al Ceneri il tracciato su viadotti è ca. un terzo del
tracciato complessivo. In Leventina inoltre è molto elevata la percentuale di
gallerie (ca. 37% nel tratto del Piottino).
Complessivamente è possibile indicare che nei tratti di autostrada che
attraversano le Alpi la percentuale di manufatti stradali è molto alta, ipotizzabile
in ca. 20% per i viadotti e ca. 20% per le gallerie.
A questi manufatti si aggiungono opere secondarie come muri di sostegno,
cavalcavia, sottopassi, ecc. .
La percentuale di ponti e gallerie è molto alta anche lungo le strade principali
dei cantoni di montagna (Grigioni, Ticino, Uri, Vallese, ecc.), sicuramente molto
maggiore rispetto ai cantoni di pianura.
5.2
Stato di conservazione del patrimonio stradale svizzero
Purtroppo non è stato possibile ricevere molte indicazioni in merito allo stato di
conservazione e alle necessità di intervento sul patrimonio stradale esistente.
In base alle indicazioni ricevute dall’USTRA risulta che in genere per le
autostrade si prevedono lavori di manutenzione in media ogni 15 anni, in tale
occasione si procede se necessario a rinforzi e adattamenti.
A livello cantonale abbiamo ricevuto alcune osservazioni puntuali che indicano
che i rinforzi e adattamenti vengono eseguiti in base allo stato generale dei
manufatti come pure all’importanza del tracciato stradale. Ad esempio il
Cantone Grigioni ha segnalato che gran parte delle proprie strade sono state
realizzate all’inizio dello scorso secolo e che non sono conformi alle disposizioni
di trasporto odierne. Tale riflessione riteniamo possa essere estesa anche al
patrimonio stradale di altri cantoni.
Pertanto possiamo concludere che verosimilmente gran parte dei manufatti
autostradali nazionali sono idonei al transito dei mezzi pesanti oggi ammessi di
40 tonnellate, mentre per quanto concerne i manufatti cantonali è probabile che
siano stati adeguati soltanto i manufatti principali.
Ad esempio per il Cantone Ticino diverse strade cantonali hanno limitazioni di
carico e geometria, che già oggi limitano il traffico pesante7.
6
7
Cfr. (16.) e (17.)
http://www.ti.ch/dt/dc/asco/usip/temi/Traf_pes/Traf_pes_vis_res/traf_pes_vis_res.htm
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5.3
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Costi di costruzione e manutenzione della rete autostradale
La rete autostradale svizzera è stata realizzata in gran parte negli anni ’60-’80
del secolo scorso, più precisamente dal 1958 al 1986.
A livello svizzero i costi di costruzione complessivi hanno raggiunto ca. 20
miliardi di franchi (senza rincaro), pari a un costo di 11.5 milioni al km.
In base ai dati relativi al solo tratto autostradale ticinese risulta un costo
complessivo di ca. 5000 milioni (senza rincaro) pari a ca. 35 milioni al km, la
forte presenza di viadotti e gallerie è chiaramente evidente dai costi indicati.
Se si considera cha approssimativamente il costo della costruzione negli ultimi
50 anni è raddoppiato, il valore a nuovo odierno medio della rete autostradale è
stimabile a ca. 50 milioni al km.
Tale dato è confermato anche sulla base dei dati dei recenti grandi cantieri:
•
rifacimento integrale tangenziale A1 Berna
ca. 40 milioni di fr. al km
•
rifacimento integrale tangenziale A2 Lucerna
ca. 80 milioni di fr. al km
•
rinnovo pavimentazioni A1 Morges Ecublens
ca. 18 milioni di fr. al km
•
rinnovo pavimentazioni A1 Ohringen
ca. 20 milioni di fr. al km
•
nuova circonvallazione A13 Roveredo
ca. 70 milioni di fr. al km
Il valore a nuovo della rete autostradale svizzera è pertanto stimabile a ca. 88
miliardi di franchi.
Per una corretta manutenzione dei manufatti in genere si considerano le
seguenti durate di servizio: manufatti e ponti ca. 80 anni, pavimentazioni e
soprastruttura ca. 30 anni. I costi da riservare alla manutenzione annua per
conservare il patrimonio stradale in modo ottimale sono pertanto pari al 3.5%
per le opere di soprastruttura e pavimentazione e 1.25% per i manufatti. Se si
considera ca. il 50% come sole strade (20 milioni annui al km) e il 50% come
manufatti (70 milioni annui) , risulta un importo di manutenzione annuo ottimale
pari a ca. 1400 milioni annui.
In base alle indicazioni dell’USTRA vengono dedicati nel 2009 ca. 1200 milioni
di franchi per interventi di manutenzione corrente e straordinaria.
I costi di manutenzione sono notevolmente cresciuti negli anni8, e sicuramente
sono destinati a crescere nei prossimi anni. Sono infatti trascorsi più di 30 anni
dalla costruzione e le pavimentazioni hanno raggiunto la loro durata di servizio
massima.
L’aumento dei carichi da 28 t a 40 t avvenuto negli anni ’90 ha ulteriormente
inciso sull’accelerazione del degrado.
Tali riflessioni valgono in analogia per le strade principali di competenza
cantonale.
8
In base a (5.) periodo 1985-2000 ca. 350 milioni all’anno, dal 2001 al 2008 valori crescenti da
580 a 800 milioni di fr.
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6. Influsso dei mezzi pesanti sul patrimonio stradale
Alcuni esperti indicano genericamente che un mezzo pesante carico crea danni
corrispondenti a ca. 10’000 autoveicoli leggeri 9, e che i danni sono direttamente
correlati con il carico puntuale per asse: i mezzi pesanti di 2-3 assi fortemente
caricati creano più danni di mezzi pesanti con 4-5 assi.
Se si considera che lungo l’asse di transito nord sud la percentuale di mezzi
pesanti è pari al 29% (cfr. fig. 3) è possibile dedurre che già oggi la tematica
della manutenzione lungo i tratti percorsi da mezzi pesanti è molto importante.
Per quanto concerne la progettazione di strade e manufatti, i mezzi pesanti
influiscono sui seguenti aspetti che tratteremo in dettaglio nei capitoli seguenti,
per quanto concerne l’apertura al transito di mezzi pesanti da 60 t:
Aspetti strutturali:
•
capacità portante e usura della pavimentazione
•
capacità portante su ponti
•
effetti di fatica su ponti
•
effetti dinamici su giunti o simili
•
urti su costruzioni laterali e su barriere gardrail
Aspetti geometrici:
•
geometria delle curve
•
geometria di rotatorie e incroci
•
geometria rampe di accesso, di accelerazione e decelerazione
9
Mail da Tiefbauamt GR)
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7. Pavimentazione
La parte superiore di tutte le strade è costituita da pavimentazione bituminosa e
sottofondo in ghiaia-sabbia (soprastruttura stradale), essa è la parte
direttamente sollecitata dai mezzi pesanti.
Essa è eseguita per tutte le strade con spessore più o meno importante a
dipendenza del tipo di carico e di esposizione agli agenti atmosferici.
In base alle normative VSS 640 320 e 320b, lo spessore della pavimentazione
e della sottostruttura stradale deve essere dimensionato in base alla categoria
di traffico e alle sollecitazioni termiche e di gelo.
La categoria di traffico viene stabilita considerando la mole di traffico pesante e
leggero previsto durante la durata di servizio di 20 anni. Nel calcolo viene
considerato il numero complessivo di mezzi pesanti che percorreranno la
pavimentazione, considerando con specifici coefficienti la tipologia di mezzo.
Fig. 11 fattori di equivalenza per calcolo del traffico ponderato, estratto (19.)
Fig. 12 fattori di equivalenza per tipo di mezzo pesante, estratto (19.)
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Il dimensionamento della pavimentazione è pertanto fortemente influenzato dal
tipo di mezzo e dal carico puntuale per asse.
Se eseguiamo un’estrapolazione ai coefficienti indicati, risulta che gli influssi
sulla pavimentazione di mezzi pesanti di maggiori dimensioni e con maggior
carico complessivo crea maggiore sollecitazione alla pavimentazione stradale.
Ciò è anche confermato dallo studio allestito a livello europeo (cfr. fig. 6).
La normativa vigente del VSS dovrebbe essere completata anche per i nuovi
mezzi, sulla base di ricerche più dettagliate.
Fig. 13 valori strutturali necessari in base al traffico equivalente, estratto (20.)
Con l’eventuale apertura al transito di mezzi più pesanti sono perciò da
attendersi maggiori danni (ormaie, fessure, deformazioni, ecc.) e usura delle
pavimentazioni stradali generalizzati a tutte le strade (compresi manufatti come
ponti e gallerie) che richiederà frequenti interventi di manutenzione.
Ciò creerà costi supplementari importanti, come pure difficoltà al traffico sempre
più frequenti per i cantieri di rinnovo stradale.
Il tema è particolarmente significativo non solo per la rete delle strade nazionali,
ma anche per la molto più vasta rete delle strade principali di competenza
cantonale e comunale.
Considerando la rete nazionale di 1766 km e cantonale di 18136 km con un
costo al m2 di ca. 500.- fr. per sostituzione e rifacimento della soprastruttura, è
desumibile che tali rifacimenti potrebbero comportare costi supplementari di ca.
600 milioni annui sull’arco di 15 anni per la sola rete nazionale.
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L’entità di questi interventi sarà sensibilmente più importante a livello cantonale
e comunale.
In conclusione, viste le importanti ripercussioni finanziarie, riteniamo che la
problematica del dimensionamento della pavimentazione debba essere chiarita
in base a studi scientifici.
8. Ponti
In questo capitolo vengono inserite diverse nozioni tecniche di statica. I carichi
vengono indicati in kN, poiché ripresi dalle diverse documentazioni tecniche
disponibili. Per chiarezza indichiamo che 10 kN corrispondono a 1 t (400 kN
equivale a 40 t, 600 kN equivale a 60 t).
Vengono distinti carichi puntuali in kN, concentrati in corrispondenza di una
ruota, e carichi ripartiti in kN/m, corrispondenti a carico distribuito sulla
lunghezza.
8.1
Carichi previsti dalle normative strutturali SIA Swisscodes
Il dimensionamento dei ponti e di tutti i manufatti stradali in Svizzera avviene
secondo le indicazioni delle normative emesse dalla Società Svizzera degli
Ingegneri e Architetti SIA, che sono aggiornate regolarmente.
Il marcato aumento dei carichi utili sui ponti e manufatti stradali con
l’innalzamento del limite di peso dei mezzi pesanti da 28 a 40 tonnellate negli
anni ‘80-‘90 ha reso necessario l’adeguamento delle normative strutturali.
Nel 2003 è entrata in vigore la nuova norma SIA Swisscode 261 “Azioni sulle
strutture portanti”.
I carichi dei veicoli vengono simulati con forze statiche espresse in kN e kN/m,
nelle quali si è tenuto in parte in considerazione degli effetti dinamici, dovuti alla
meccanica dei veicoli, alle irregolarità della pavimentazione e alla disposizione
non uniforme delle masse caricate sui mezzi.
La norma prevede dei modelli di carico semplificati per simulare sulle strutture
le diverse azioni possibili dai mezzi di traffico pesanti.
Fig. 14 modelli di carico secondo norme SIA (evoluzione dal 1956 in avanti), pg. 188 (1.)
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Tali modelli sono molto semplificati e scelti dalla parte sicura per permettere di
coprire le diverse disposizioni di carico dei mezzi pesanti e i relativi influssi
dinamici.
Fig. 15 confronto fra mezzo pesante reale e modello di carico secondo norma SIA 261 con fattore di carico γQ=1.5 pg.
190 (1.)
Fig. 16 carichi dovuti a situazioni reali (mezzo singolo, colonna di mezzi pesanti su una corsia pg. 203 (1.)
Da questi esempi deduciamo che nella revisione della norma SIA 261 nel 2003
al momento in cui è stato permesso il transito a mezzi pesanti di 40 t, i carichi di
dimensionamento sono stati aumentati in modo considerevole.
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Oltre a ciò la norma prevede disposizioni dettagliate per ulteriori azioni derivanti
dai mezzi pesanti:
•
carichi orizzontali longitudinali di frenata e di accelerazione
Carichi orizzontali longitudinali che sollecitano le pile e le spalle. Essi sono
proporzionali ai carichi verticali indicati in precedenza. In caso di manufatti
importanti è possibile raggiungere valori fino a 900 kN (90 t) di carico di
frenata. Essi sono particolarmente importanti per i manufatti in pendenza.
•
forze centrifughe su manufatti in curva
Forze agenti contemporaneamente alle forze di accelerazione o frenata,
sempre proporzionali ai carichi verticali. Ad esempio nel caso di curve con
raggio inferiore di 200 m esse sono pari al 20% del carico concentrato e
decisamente non trascurabili nel dimensionamento. Con l’aumento del
numero di assi nei mezzi pesanti di 60 t, queste forze aumentano in modo
cospicuo.
•
carichi per trasporti eccezionali
Sulle strade svizzere più importanti, sono già ora possibili trasporti
eccezionali fino a 60 tonnellate. Essi richiedono un permesso speciale. In
base alla norma SIA 261/1 sono definiti i modelli di carico corrispondenti.
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8.2
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Tipologie di ponti
La Svizzera è rinomata per la costruzione di ponti, e vi è una forte tradizione
nell’ingegneria civile in particolare nella tecnica del calcestruzzo precompresso,
con getto in opera10. Tale tradizione porta ad avere concorsi di progettazione
per le opere più importanti e a scegliere di realizzare manufatti molo
diversificati, non standardizzati.
Lungo le nostre autostrade sono quindi presenti manufatti arditi quali il
Felsenaubrücke a Berna o il viadotto della Biaschina in Leventina, di notevole
altezza e lunghezza.
Fig. 17 Viadotto strallato Sunniberg, circonvallazione Klosters, ing. Menn
Accanto a manufatti importanti come quelli appena citati esistono moltissimi
manufatti in calcestruzzo armato con tipologie e geometria molto eterogenei: in
curva, ponti gemelli a cassone, ponti a sezione aperta, ponti a piastra, a trave
continua o semplice, con precompressione interna o esterna. Essi sono stati
progettati per integrare in modo ottimale il tracciato stradale nella difficile
topografia del territorio.
In altri paesi con topografia più favorevole, la presenza di manufatti è meno
importante e limitata a poche tipologie strutturali (strutture a travi in acciaio,
elementi prefabbricati di calcestruzzo standardizzati).
Ciò non permette di fare conclusioni generali sulla loro capacità portante in
relazione ad eventuali modifiche di carico.
L’USTRA e i cantoni di regola affidano tali analisi in modo mirato a uffici
d’ingegneria esterni.
A livello complessivo, è stata eseguita un’analisi su diversi tipi di ponti nel 2006
da parte del politecnico di Losanna (cfr. (2.) ), dalla quale risulta che il
comportamento strutturale varia in base al sistema statico e al tipo di sezione
trasversale.
10
Ingegneri come Maillard e Menn sono noti in tutto il mondo per le loro costruzioni, presenti nel
patrimonio stradale svizzero.
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Relazione tecnica
18 agosto 2010
pg. 21
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
Nello studio del Politecnico di Losanna (cfr. (2.) ) vengono suddivisi i manufatti
caratteristici nelle seguenti categorie:
• ponti a cassone
• ponti a sezione aperta con due travi
• ponti a sezione aperta con più di due travi
• ponti a piastra
Le analisi sono state eseguite con simulazioni realistiche del traffico pesante,
considerando la reale tipologia dei carichi dovuti ai mezzi pesanti e
considerando l’intensità di traffico. Tali valori sono stati confrontati con quelli
risultati dall’analisi strutturale in base alla norma SIA 261 (2003).
In base alle analisi eseguite emergono le seguenti considerazioni generali:
• vista l’alta percentuale di peso proprio dei ponti di calcestruzzo, questi
manufatti sono meno influenzati dalla variazione dei carichi del traffico,
rispetto ai ponti in acciaio, che sono poco frequenti in Svizzera
• i ponti più lunghi sono influenzati maggiormente dai carichi del traffico
ripartiti
• i carichi del traffico puntuali sono invece determinanti per il
dimensionamento dei ponti corti e dei singoli elementi strutturali quali
mensole e piattabanda
• le sollecitazioni di taglio e torsione su manufatti di piccole dimensioni sono
sensibilmente maggiorate
• in generale i carichi previsti dalla norma SIA sono a favore di sicurezza e
pertanto per la valutazione strutturale delle costruzioni esistenti è possibile
applicare dei fattori di riduzione sui carichi prescritti dalle norme. Le riduzioni
variano a dipendenza del tipo di manufatto. Considerando che la norma SIA
261 prescrive un valore costante α = 0.9, si constata in media una possibile
riduzione dei coefficienti di ca. 20% per i carichi concentrati e 40% per i
carichi ripartiti.
Fig. 18 fattori di riduzione a dipendenza del tipo di manufatto e di carico pg. 35 (2.).
8.3
Stato dei manufatti della rete autostradale
I manufatti realizzati dopo il 2003 sono adeguati alle nuove disposizioni.
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Relazione tecnica
18 agosto 2010
pg. 22
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
I manufatti realizzati precedentemente al 2003 devono invece essere verificati
per quanto concerne la capacità portante e la funzionalità. Questi ultimi
costituiscono la quasi totalità del patrimonio stradale svizzero.
L’ufficio federale delle strade USTRA ha già pertanto analizzato la problematica
relativa alla necessità di rinforzo dei manufatti esistenti, commissionando diversi
studi alle scuole politecniche federali, che forniscono le seguenti indicazioni
principali:
•
•
•
su manufatti di piccola entità è più marcato l’influsso dei carichi puntuali e
pertanto in generale non sono necessari interventi di rinforzo
su manufatti di grandi dimensioni, ad esempio ponti di luce superiore a 20
m, a dipendenza dei tipo di costruzione i carichi complessivi sono più alti e
possono comportare la necessità di rinforzo
su manufatti in curva le nuove disposizioni sulle forze centrifughe devono
essere pure attentamente valutate, a causa delle forti sollecitazioni a taglio
trasversale e torsione
L’USTRA e i cantoni di regola affidano le analisi di dettaglio per i singoli
manufatti a uffici d’ingegneria privati o a esperti dei politecnici federali.
Borlini & Zanini SA
Relazione tecnica
18 agosto 2010
pg. 23
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
8.4
C10016
Considerazioni in relazione all’aumento di carico da 40 t a 60 t
Secondo le pubblicazioni principali consultate risulta che i modelli di carico
semplificati previsti dalle norme SIA vigenti sono conservativi e in parte non
corrispondenti alle situazioni di carico effettive.
Fig. 19 sinistra: caso di carico determinante per la struttura portante primaria, destra: mezzo compatto pesante molto
impattante a causa anche dell’effetto dinamico degli ammortizzatori rigidi, pg. 138 (1.)
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18 agosto 2010
pg. 24
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
Fig. 20 modelli di carico per mezzi estremamente pesanti, estratto pg. 159 (1.)
Dalla letteratura risultano come maggiormente impattanti sulle strutture i mezzi
pesanti di piccole dimensioni e con forti carichi assiali.
Nel caso dei mezzi pesanti di 60 t, l’aumento complessivo di peso viene
realizzato con mezzi più lunghi con un maggiore numero di assi.
Pertanto il carico puntuale per asse non viene aumentato in modo importante e
nemmeno il carico ripartito complessivo, come indicato di seguito.
Per i due mezzi indicati nella figura precedente risulta
a) 400 kN / 7.5 m = 53 kN/m
b) 600 kN / 14 m = 43 kN/m il carico distribuito è inferiore
Pertanto risulta il seguente confronto con la norma SIA 261 (cfr. fig. 15), non
considerando il fattore di sicurezza sul carico γQ=1.5:
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pg. 25
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
a) 24.3 x 7.5 + 2 x 270 kN = 722 kN (72 t)
b) 24.3 x 14 + 2 x 270 kN = 880 kN (88 t)
C10016
+80% rispetto a 400 kN
+46% rispetto a 600 kN
Come indicato nella figura precedente, esiste una discrepanza importante fra
modelli di carico semplificati delle normative e la reale disposizione dei carichi
dei mezzi pesanti. Questa discrepanza è però ininfluente per la valutazione di
ponti con luci grandi. Nel caso di elementi di luce ridotta come ponti corti,
piattabande o mensole invece andrebbero considerati modelli più realistici,
poiché la norma attuale risulta assai conservativa.
Tali aspetti sono illustrati in modo esaustivo nella tesi del Politecnico federale di
Losanna (cfr. (1.) ), dalla quale sono desumibili le seguenti ulteriori informazioni
in relazione alla conformazione effettiva dei carichi dei camion:
• i carichi concentrati per asse (2 ruote per asse) non aumentano
sensibilmente nel caso di mezzi pesanti lunghi di 60 tonnellate, poiché essi
hanno un numero maggiore di assi.
• Le forze dinamiche sui manufatti dipendono in modo importante dalla
conformazione della carreggiata (irregolarità pavimentazione, pendenze,
ecc.) e dal tipo di meccanica scelto nella costruzione dei camion (sistema di
ammortizzamento delle ruote, accoppiamento meccanico dei assi), come
pure dalla distribuzione più o meno uniforme dei carichi sui mezzi pesanti
• I fattori dinamici considerati nelle norme SIA vigenti sono conservativi
• I modelli di carico della norma SIA non corrispondono alla reale disposizione
dei carichi dei mezzi pesanti e perciò si dovrebbero intraprendere degli studi
specifici in merito a tale tema.
• Ulteriori aspetti quali il comportamento in caso di incidenti, il frequente
sovraccarico dei mezzi pesanti, le forze centrifugali in corrispondenza delle
curve devono essere approfonditi con ulteriori ricerche.
Si può in prima ipotesi concludere che la ripresa delle forze statiche e la
capacità portante dei ponti in caso di aumento di carico da 40 t a 60 t non crea
scompensi importanti, solo se il carico viene distribuito su una maggiore
lunghezza e se il carico puntuale delle ruote non viene maggiorato.
Nel caso di un’apertura a tali mezzi si impone però una revisione dei modelli di
carico della norma SIA 261, come pure l’analisi dettagliata dei fattori di carico in
funzione dell’intensità del traffico.
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pg. 26
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
8.5
C10016
Effetti di fatica sui ponti
In tutti i materiali la resistenza viene ridotta nel tempo a causa del fenomeno di
fatica. La fatica si manifesta quando un manufatto viene sollecitato con molti
cicli di carico e scarico.
Si tratta di un fenomeno ben conosciuto nelle costruzioni metalliche, ma al
momento meno approfondito nelle strutture di calcestruzzo.
Vista la notevole percentuale di carico dovuto al peso proprio dei manufatti in
calcestruzzo in genere questa tematica è normalmente di secondaria
importanza.
Con l’aumento di carico a 60 t, se non interviene un aumento del numero di
tonnellate trasportate e se contemporaneamente non aumenta il carico per
asse, le sollecitazioni a fatica non subiscono aumenti rilevanti.
Nel caso invece di un aumento dei carichi trasportati rispetto alla situazione
odierna, anche tale aspetto deve essere ulteriormente esaminato.
9. Effetti dinamici su giunti o simili
I mezzi pesanti di 60 t hanno un maggior numero di assi che agiscono in modo
sincronizzato. Tale fenomeno influenza il comportamento dinamico e amplifica
le sollecitazioni in corrispondenza di punti particolari quali i giunti di transizione
fra manufatti e strada.
In caso di apertura a mezzi di 60 t sono pertanto da prevedere danneggiamenti
importanti in questi elementi particolarmente delicati.
Valgono le medesime considerazioni indicate nel capitolo pavimentazione.
10.
Urti
Sui manufatti laterali e sugli elementi di transizione quali guardrail, supporti
segnaletica, pareti foniche la norma SIA 261 indica le forze longitudinali e
trasversali da considerare per il dimensionamento: sulle strade fuori abitato in
longitudinale 1500 kN e trasversale 600 kN, sulle strade negli abitati dove i
veicoli circolano più lentamente le forze sono ridotte del 50%.
Si tratta di forze molto grandi e dipendenti dai corpi impattanti, stabilite in modo
proporzionale alla massa impattante, alla sua geometria e alla sua velocità.
Nel caso di aumento delle dimensioni e del carico dei mezzi pesanti, questi
carichi già molto alti aumentano considerevolmente e avranno ripercussioni
importanti su molti manufatti laterali (barriere di sicurezza, barriere foniche,
spalle e pilastri di cavalcavia, edifici posti a lato della carreggiata).
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pg. 27
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
Sarebbero necessariamente da prevedere quindi importanti rinforzi nelle
barriere di ritenuta (guardrail) come pure rinforzi per le strutture laterali alla
carreggiata come colonne di ponti, barriere foniche, ecc.
Vista l’importanza in termini di sicurezza e la frequenza di questi manufatti,
presenti lungo tutta la rete autostradale, sarebbero pertanto da prevedere
interventi di rinforzo molto estesi.
Con un costo al ml di ca. 1000.- fr. al ml (interventi sui due lati e nello
spartitraffico) per la sola rete autostradale è ipotizzabile un costo di almeno 120
milioni annui per un arco di tempo di 15 anni.
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pg. 28
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
11.
C10016
Considerazioni in relazione alla geometria
Le considerazioni geometriche sono ben più importanti rispetto alle
considerazioni di sicurezza strutturale appena esposte.
Infatti l’aumento di lunghezza fino a 25 m (rispetto al massimo attuale di 18 m) e
la geometria dei mezzi pesanti Megatruck crea ripercussioni importanti sulla
geometria stradale.
11.1 Geometria delle curve e larghezza delle carreggiate
Lungo le strade nazionali e principali, i raggi di curvatura vengono stabiliti in
base alla velocità di progetto (Ausbaugeschwindigkeit).
Lungo strade con velocità massima di 80 km/orari sono possibili curve con
raggio di 200 m, lungo le strade di collegamento industriali si prevede una
velocità di progetto di 40 km/ora con raggio minimo di 50 m.
Lungo le strade nazionali non vi sono di regola problemi, visto che i raggi di
curvatura in genere sono molto ampi.
Lungo le strade cantonali, gli imbocchi e gli incroci per contro esistono reali
problemi di geometria nel caso in cui dovesse essere ammesso il transito a
mezzi molto lunghi.
Già oggi si notano mezzi pesanti in difficoltà laddove essi accedono
erroneamente su strade non predisposte per il loro transito, specialmente in
contesto urbano.
In corrispondenza di curve strette devono essere predisposti adattamenti sulla
larghezza delle carreggiate in funzione dei mezzi che vi transitano. Per stabilire
queste geometrie è determinante la lunghezza del mezzo pesante e le
geometrie di manovra. A livello svizzero le norme VSS indicano con
monogrammi le possibili geometrie considerando i mezzi standardizzati indicati
nella fig. 1.
È chiaramente desumibile che in caso di apertura a mezzi pesanti
sensibilmente più lunghi sono da prevedere difficoltà di accesso laddove i raggi
di curvatura sono più ridotti e cioè nelle rampe di entrata e uscita, negli incroci e
lungo le strade principali.
Sono pertanto da prevedere allargamenti generalizzati delle carreggiate in
corrispondenza delle curve.
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pg. 29
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
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Fig. 21 estratto VSS 640 198a calcolo spazio necessario per manovre in curva (14.)
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Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
Fig. 22 estratto VSS 640 271a abaco per allargamenti della carreggiata per curva con raggio in asse di 10 m (15.)
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pg. 31
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
11.2 Geometria rotatorie e accessi stradali
Le rotatorie stradali esistenti in genere in Svizzera attualmente non sono
pianificate per permettere il transito di mezzi più lunghi di 18 m.
Valgono le medesime considerazioni indicate nel pto. 11.1
11.3 Geometria aree di sosta e posteggi
Oltre alle strade, sono interessati dai cambiamenti di geometria tutte le
infrastrutture legate alle strade nazionali, come le aree di sosta, le stazioni di
servizio, i posteggi, le rampe di entrata e uscita.
Inoltre anche tutte le infrastrutture doganali e di trasbordo devono essere
adeguate in base alle nuove geometrie.
Senza un approfondimento progettuale dettagliato non è possibile quantificare
l’entità di tali interventi.
Sicuramente essi sono da considerare come sensibilmente importanti e
equiparabili ai costi indicati nei paragrafi precedenti.
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Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
12.
C10016
Considerazioni finanziarie globali
Nel caso di apertura a mezzi pesanti di 60 t, per i soli interventi sulle
pavimentazioni e sulle barriere elastiche sono da prevedere almeno 720 milioni
annui sull’arco di 15 anni, da aggiungere agli interventi di manutenzione già
previsti di ca. 1200 milioni annui.
Vanno ulteriormente aggiunti i costi per le ricerche necessarie e per l’esame e il
rinforzo dei singoli manufatti, come pure quelli per gli adattamenti della
segnaletica.
Anche per l’adattamento delle geometrie stradali sono necessari numerosi
ulteriori investimenti, purtroppo non semplicemente quantificabili.
A nostro parere è ipotizzabile la necessità di almeno raddoppiare gli importi di
manutenzione attualmente riservati alla rete stradale nazionale.
Se la circolazione dei mezzi di 60 t non viene limitata alle sole strade nazionali,
sono inoltre da prevedere a livello cantonale e comunali ulteriori costi di entità
ancora più importante.
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pg. 33
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
13.
C10016
Ulteriori tematiche da approfondire
Il presente rapporto non esamina dettagliatamente i seguenti aspetti che a
nostro parere sono ancora più rilevanti rispetto alle problematiche d’ingegneria
civile classiche descritte in precedenza:
•
•
•
•
•
•
•
Incidenti (in particolare in galleria): rilevamento, sistema di soccorso,
accesso a mezzi di soccorso
Incendi (in particolare in galleria): a causa del maggior carico per mezzo
pesante il rischio è sensibilmente aumentato
Convivenza con autoveicoli leggeri (possibilità di sorpasso, ecc.)
Gestione in caso di cantieri
Segnaletica speciale (semafori, segnaletica orizzontale e verticale
Adattamenti alle stazioni di sosta (posteggi, rampe di entrata e uscita)
Influenza sulla creazione di ingorghi e colonne, in particolare in prossimità
delle zone urbane laddove già oggi esiste un forte transito di mezzi pesanti e
leggeri
Riteniamo che la risoluzione di tali tematiche possa comportare ulteriori costi
importanti. Consigliamo pertanto di richiedere alle autorità, non solo federali ma
anche cantonali, di intraprendere studi dettagliati anche su queste tematiche.
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pg. 34
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
14.
C10016
Valutazioni della commissione europea
Riportiamo le conclusioni fatte a livello europeo.
Esse non si addentrano molto nelle possibili ripercussioni sui manufatti stradali.
Viene semplicemente evidenziato che i manufatti e la pavimentazione devono
essere oggetto di importanti interventi.
Quale possibilità per ridurre le problematiche vengono proposte le seguenti
misure:
•
Obbligare i trasportatori di calibrare i carichi sui mezzi
•
Inserire mezzi di pesatura sui mezzi pesanti
•
Prevedere una distanza minima di circolazione
•
Vietare il sorpasso
•
Limitare l’autorizzazione solo su strade specifiche
Riteniamo che, le condizioni stradali della rete svizzera (attraversamento delle
Alpi con difficoltà tecniche, numero elevato di ponti e gallerie, urbanizzazione
molto elevata) siano difficilmente comparabili con quelle della maggior parte dei
paesi europei.
In base alle considerazioni indicate nella presente perizia riteniamo che le
misure proposte nello studio della commissione EU non permettano di evitare
interventi importanti sul nostro patrimonio stradale (urti, problemi geometrici,
ecc.) e che pertanto resta valevole l’invito a intraprendere studi dettagliati
relazionati alla nostra realtà.
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Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
Borlini & Zanini SA
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C10016
Fig. 23 conclusioni secondo studio EU (6.)
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Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
15.
C10016
Conclusioni
Nei precedenti capitoli abbiamo illustrato dettagliatamente le possibili
ripercussioni dell’apertura al transito di mezzi di 60 t sulle strade svizzere.
Tali indicazioni risultano dalla documentazione scientifica esistente al momento
in Svizzera. Le conclusioni del presente rapporto e in particolare le stime
finanziare elaborate devono essere oggetto di approfondimento da parte degli
enti preposti.
In base alle considerazioni indicate sopra, si possono trarre le seguenti
conclusioni
1. L’aumento dei carichi da 40 a 60 tonnellate provoca maggiori sollecitazioni
nelle pavimentazioni e nella soprastruttura stradale, sono pertanto da
prevedere rinforzi con importanti ripercussioni negative a livello finanziario e
nella gestione dei necessari cantieri.
2. L’aumento dei carichi dei mezzi pesanti richiede il rinforzo dei manufatti
secondari quali giunti di dilatazione, guardrail, pareti foniche, segnaletica,
maggiormente interessati dagli effetti dinamici e dalle forze d’urto. Essendo
questi elementi molto ricorrenti, le ripercussioni finanziarie sono quindi molto
importanti
3. L’aumento dei carichi da 40 a 60 tonnellate non provoca un aumento dei
carichi puntuali importante e neppure un aumento dei carichi distribuiti
complessivi sulle strade svizzere. Già oggi sono possibili trasporti
eccezionali fino a 60 tonnellate sulle principali strade nazionali di
attraversamento. La sicurezza strutturale dei manufatti più importanti della
rete nazionale non è influenzata in modo importante.
4. Va intrapresa un’attenta analisi della rete di strade principali cantonali e
comunali. In particolare per quanto concerne la possibilità di transito in
curva. Un approfondimento particolare è pure da dedicare al comportamento
in curva sui manufatti a causa dell’aumento delle forze centrifughe. Tale
aspetto in un paese con strade tortuose come il nostro non è secondario e
necessita di ricerche ulteriori.
5. Le tematiche collaterali quali le dimensioni, le possibilità di manovra e di
posteggio, l’influenza nel traffico (difficoltà di sorpasso, incidenti, incendi)
sono sensibilmente più importanti rispetto alla sicurezza strutturale dei
manufatti.
6. I costi prevedibili per adeguare le strade al transito di mezzi di 60 t sono alti
e vanno ad aggiungersi ai già elevati costi di manutenzione corrente e
straordinaria in corso sulla rete nazionale. Sono infatti da prevedere:
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18 agosto 2010
pg. 38
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
• ricerche accademiche per i diversi aspetti toccati dalla presente perizia
(modellizzazione carichi, sollecitazioni pavimentazioni, valutazione urti,
considerazioni geometriche, ecc.), come pure per gli aspetti segnalati al
pto. 13
• perizie puntuali su ogni manufatto per definire la necessità o meno di
rinforzi strutturali
• rinforzi generalizzati su elementi secondari quali guardrail, barriere
foniche, segnaletica
• adeguamenti geometrici per curve, incroci, rotonde, posteggi, rampe di
accelerazione e decelerazione
A titolo puramente indicativo è da prevedere almeno 1-1.5 miliardi di fr.
supplementari all’anno per una durata di ca. 15 anni.
Speriamo con la presente perizia di avere fornito una visione d’insieme degli
aspetti d’ingegneria civile legati all’eventuale aumento di carico sulle strade
svizzere.
Riteniamo indispensabile che le autorità intraprendano al più presto studi
scientifici e dettagliati sugli effetti di tale misura sulle strade svizzere.
Siamo volentieri a disposizione per maggiori informazioni e per ulteriori
approfondimenti.
Pambio Noranco, 18 agosto 2010
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Cristina Zanini Barzaghi
Ing. civile dipl. ETH SIA OTIA
Borlini & Zanini SA
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18 agosto 2010
pg. 39
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
16.
(1.)
(2.)
(3.)
(4.)
(5.)
(6.)
(7.)
(8.)
(9.)
(10.)
(11.)
(12.)
(13.)
(14.)
(15.)
(16.)
(17.)
(18.)
(19.)
(20.)
C10016
Letteratura
Berücksichtigung von dynamischen Verkehrslasten beim
Tragsicherkeitsnachweis von Strassenbrücken, H. Ludescher / E.
Brühwiler, Thèse n. 2894/2003 EPFL Politecnico federale Losanna
Überprüfung bestehender Strassenbrücken mit aktualisierten
Strassenlasten, documentazione USTRA 2006 n. 806.328 Ricerca ICOM
EPFL T. Meystre, M. Hirt
BFU Positionspapier Gigaliner Auswirkungen der Anhebung der
Gewichtslimite für Lastwagen von 40 auf 60 Tonnen, UPI Ufficio
prevenzione infortuni Berna 2010
Überwachung und Unterhalt der Kunstbauten der Nationalstrassen,
direttiva USTRA 2005 n. 308.314
Strade e traffico 2009 - Cifre e Fatti : Pubblicazione annuale dell’Ufficio
federale delle strade USTRA
Final Report Effects of adapting the rules on weights and dimensions of
heavy commercial vehicles as established within Directive 96/53/EC,
European Commission 6.11.2008 TREN/G3/318/2007
Mobilità e trasporti, prontuario statistico 2009, UST Neuchatel 838-090005
Dynamic amplification of traffic loads on road bridges, H. Ludescher,
Structural Engineering International, maggio 2009 SEI 19/2
Norma SIA 261 Azioni sulle strutture portanti 2003
Norma SIA 261/1 Azioni sulle strutture portanti, disposizioni
complementari 2003
Norma SIA 160 Azioni sulle strutture portanti 1989
Documentazione SIA D0181 Grundlagen der Projektierung von
Tragwerken, Einwirkungen auf Tragwerke, Einführung in die Normen SIA
260 und 261, 2003 ISBN 3-908483-38-7
Norma VSS 640 052 Wendeanlagen (Piazze di giro)
Norma VSS 640 198a Kurven – Wendeplatten (curve e tornanti)
Norma VSS 640 271a Kontrolle der Befahrbarkeit (verifica della viabilità)
L’autostrada: la N2 e N13 in Ticino, 1986 libro edito dal Consiglio di Stato
del Cantone Ticino; Casagrande Bellinzona
La N2 alla Biaschina, opere principali, 1982, opuscolo edito dal
Dipartimento delle pubbliche costruzioni, ufficio delle strade nazionali
Stahlbetonbrücken, prof. Ch. Menn, Springer Verlag, 1986
Norma VSS 640 320a Dimensionierung (dimensionamento)
Norma VSS 640 324b 052 Dimensionierung Strassenaufbau
(dimensionamento soprastruttura)
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18 agosto 2010
pg. 40
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
17.
C10016
Allegati
Sono allegati alla presente perizia alcuni documenti significativi estratti dalla
letteratura menzionata in precedenza.
Allegato 1
estratti da (1.) “Berücksichtigung von dynamischen
Verkehrslasten beim Tragsicherkeitsnachweis von
Strassenbrücken”, H. Ludescher / E. Brühwiler, Thèse n.
2894/2003 EPFL Politecnico federale Losanna
Allegato 2
estratti da (2.) “Überprüfung bestehender Strassenbrücken mit
aktualisierten Strassenlasten”, documentazione USTRA 2006 n.
806.328 Ricerca ICOM EPFL T. Meystre, M. Hirt
Allegato 3
estratti da (13.)-(15.) norme VSS: geometria automezzi, curve e
tornanti
Allegato 4
carta Svizzera e Ticino con accessibilità strade ai mezzi pesanti
Allegato 5
estratti da (5.) Strade e traffico 2009 - Cifre e Fatti :
Pubblicazione annuale dell’Ufficio federale delle strade USTRA
Allegato 6
estratti da (6.) “Final Report Effects of adapting the rules on
weights and dimensions of heavy commercial vehicles as
established within Directive 96/53/EC“, European Commission
6.11.2008 TREN/G3/318/2007
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18 agosto 2010
pg. 41
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
18.
C10016
Schlussfolgerungen
In diesen Bericht wird detailliert erläutert, welche Auswirkungen die Öffnung des
schweizerischen Strassennetzes für den Schwerverkehr von 60 t haben wird.
Die Angaben wurden aus der zur Zeit verfügbaren Fachliteratur der Schweiz
abgeleitet. Die Schlussfolgerungen dieses Berichts, und besonders die
Kostenschätzungen, müssen von den zuständigen Behörden vertieft und
nachgewiesen werden.
Es werden folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
1. Die Lasterhöhung von 40 t auf 60 t bewirkt grössere Beanspruchungen der
Beläge und des Strassenunterbaus. Es sind deshalb Verstärkungen nötig,
mit negativen Auswirkungen auf Kosten und auf Baustellenmanagement.
2. Die Lasterhöhung bewirkt grössere dynamische Anprallkräfte auf
Nebenbauteile wie Dilatationsfugen, elastische Abschrankungen,
Lärmschutzwände und Signalmasten. Weil diese Elemente sehr häufig sind,
so ergeben die Kosten für deren Ersatz ebenfalls grosse negative
Auswirkungen.
3. Die Lasterhöhung von 40 t auf 60 t bewirkt keine wesentliche Zunahme der
Punktlasten pro Achse und auch keine Erhöhung der verteilten Last. Schon
heute sind auf die schweizerischen Strassen aussergewöhnliche Transporte
von 60 t auf den Nationalstrassennetz mit einen speziellen Bewilligung
erlaubt. Die Tragsicherheit der wichtigsten Brückenbauten wird deshalb
kaum beeinflusst.
4. Eine detaillierte Analyse des Kantons- und Gemeindestrassenbestandes
muss vorgenommen werden, vertiefend vor allem in Bezug auf die
geometrischen Möglichkeiten bei Kurvenfahrten; bei gekrümmten
Tragwerken sind die Auswirkungen wegen der Erhöhung der
Zentrifugalkräfte beachtlich. In unseren hügeligen und bergigen
Landschaften ist dieser Aspekt nicht sekundär, und es sind deshalb
zusätzliche Forschungen nötig.
5. Die Auswirkungen von Nebenthemen wie Geometrie (Dimensionen),
Manöver- und Parkiermöglichkeiten, Verkehrsfluss (Überholung, Unfälle,
Brand, usw.) sind massgebender als das Thema der Tragfähigkeit der
Bauwerke.
6. Die voraussichtlichen Kosten, um das Strassennetz anzupassen, werden
sehr hoch sein, zusätzlich zu den schon wesentlichen heutigen
Unterhaltungskosten. Es sind deshalb vorzusehen:
Borlini & Zanini SA
Relazione tecnica
18 agosto 2010
pg. 42
Mezzi pesanti di 60 t sulle strade svizzere
C10016
• Fachliche Forschung an akademischen Institutionen oder dgl. für die
zahlreiche Themen, die man in diesen Bericht erläutert hat (Modellierung
der Lasten, Beanspruchung auf Beläge, Anprallsimulationen,
geometrische Beurteilungen), wie auch für Brand- und Unfallrisiko,
Verkehrsmanagement, usw. (siehe Kapitel 13)
• Punktuelle Nachweise bei jedem Bauwerk, um die Notwendigkeit von
Verstärkungen zu definieren
• Generelle Verstärkung von Sekundärelementen wie elastischen
Abschrankungen, Lärmschutzwänden oder Signalisierungen
• Allgemeine geometrische Anpassungen bei Kurven, Kreuzungen,
Kreiseln, Parkanlagen, Ein- und Ausfahrrampen
Es wird grob mit einem Betrag von 1 bis 1,5 Milliarden Franken pro Jahr
während 15 Jahren gerechnet, der zu den schon vorgesehenen ordentlichen
Unterhaltskosten hinzugezählt werden muss.
Borlini & Zanini SA
Relazione tecnica
18 agosto 2010
pg. 43