L’attraversamento urbano AV a Bologna si sviluppa in corrispondenza del corridoio già utilizzato in superficie dalla linea ferroviaria convenzionale Milano-Bologna-Firenze.
E' lungo complessivamente 18 km di cui oltre 10 km in sotterranea ed è collegato alle linee esistenti per Verona e Venezia attraverso due interconnessioni.
Partendo da sud, il tratto di attraversamento urbano AV ha inizio nel quartiere Savena-San Ruffillo, in corrispondenza del ponte sul fiume Savena, come prosecuzione della linea AV in arrivo da Firenze. Dopo circa 100 m percorsi in superficie, l’AV si immette in sotterranea per oltre 10 km e si sviluppa con i suoi due binari in due gallerie parallele che - seguendo approssimativamente il percorso della linea ferroviaria esistente Bologna-Firenze posta in superficie - passano in corrispondenza delle vie Corelli, degli Orti, Emilia Levante, Fossolo, Rimesse, Massarenti, Libia e Stalingrado e dei binari del “ Fascio Salesiani” (zona di manutenzione dei treni a est della stazione esistente) .
Nei pressi di quest’area un “camerone” sotterraneo di 150 x 22 metri e profondo 26 m, realizzato insieme all’AV, ospiterà il parcheggio multipiano al servizio della nuova stazione.
Sempre in sotterranea, dopo circa 120 m dal camerone, il tratto di attraversamento urbano AV giunge alla nuova stazione AV a 23 m di profondità (piano dei binari). Oltrepassata la stazione passa in una galleria a doppio binario sotto il futuro asse viario Nord – Sud, il torrente Navile e via Zanardi. Ancora in sotterranea, in corrispondenza del Deposito Locomotive, ha inizio l’interconnessione per Venezia lunga 5,7 km di cui 1,2 km in galleria a singolo binario.
In corrispondenza della futura fermata del Servizio Ferroviario Metropolitano "Prati di Caprara", il tratto di attraversamento urbano AV emerge in superficie dove resta per oltre 7 km; supera il fiume Reno utilizzando per il binario pari il ponte storico, su cui passano anche la linea convenzionale per Milano e il binario pari della linea per Verona, per il binario dispari un nuovo ponte. Un altro nuovo ponte – realizzato sempre nell’ambito dei lavori per l’AV - ospita invece la Porrettana per Pistoia.
In corrispondenza dei ponti Reno, il tratto urbano AV si collega alla linea storica con l’interconnessione per Verona, quindi prosegue in superficie e transita sotto le sopraelevazioni della tangenziale, della statale per Crevalcore e dell’autostrada A14 Bologna-Ancona, oltrepassa in viadotto la linea ferroviaria "di Cintura" e il torrente Lavino e infine termina nel comune di Anzola nell’Emilia, dove si allaccia alla linea AV Bologna-Milano
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