Ponte in curva sorretto da gusci anticlastici speculari in cemento armato progettati con l’uso del metodo TNA (Thrust Network Analysis)

Since Maillart’s curved arch bridges in concrete, different typologies of curved bridges in both steel and concrete have been constructed. On the contrary, since Musmeci’s shell supported bridge in Potenza, only one significant shell bridge has been designed. In this paper it is shown how to design a curved footbridge supported by an anticlastic concrete shell by shaping the average surface of the shell by means of an auxiliary three-dimensional network of thrust lines (i.e. applying the Thrust Network Analysis method). The paper shows how Thrust Network Analysis (TNA) was applied for shaping the shell in an unconventional way, through exploiting some peculiar characteristics of anticlastic membranes. FEM analysis was finally carried out, showing how shell form is effective in transferring deck loads to foundations, through exploiting concrete mechanical properties by minimizing tensile stresses.

Dopo il primo ponte in curva in cemento armato realizzato da Robert Maillart, nella seconda metà del novecento, e poi soprattutto in questi ultimi quindici anni, sono stati costruiti numerosi ponti in curva di differenti tipologie, sia in acciaio che in cemento armato. Al contrario, dopo la costruzione da parte di Sergio Musmeci del Ponte sul Basento a Potenza, supportato da un guscio anticlastico in cemento armato uniformemente compresso, solo un altro ponte a guscio significativo è stato invece costruito. In questo articolo si mostra come dar forma a un ponte pedonale in curva supportato da un guscio anticlastico in cemento armato, il cui form-finding viene eseguito per mezzo di un ausiliario reticolo tridimensionale di curve funicolari ottenute usando il metodo della Thrust Network Analysis (TNA). Viene quindi illustrato il modo non convenzionale con il quale è stato applicato il metodo TNA (altrimenti non utilizzabile in questo tipo di problema a causa della forma stessa del guscio cercata), sfruttando alcune proprietà delle membrane anticlastiche. L’analisi col Metodo degli Elementi Finiti (FEM) ha infine mostrato il buon comportamento statico del ponte, evidenziando come la forma del guscio permetta di trasmettere i carichi dell’impalcato verso le fondazioni principalmente tramite sforzi di compressione, e dunque sfruttando al meglio le proprietà del calcestruzzo minimizzando gli sforzi di trazione.