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“garantire la sicurezza e l’efficienza del patrimonio infrastrutturale”

Verifica di vulnerabilità sismica di ponti ferroviari

Località

Emilia Romagna

Periodo di esecuzione

agosto 2020 – marzo 2021

Importo del servizio

124.000 Euro

Cliente

Ferrovie Emilia Romagna s.r.l.

Oggetto dell’incarico

Verifica sessennale comprensiva di assessment statico e sismico di 20 ponti esistenti posti sulle linee Reggio E.- Ciano d’Enza, Reggio E.- Guastalla, Sassuolo -Reggio E. e Bologna- Portomaggiore.

Il servizio ha compreso: visite ispettive con redazione di schede ispettive secondo sistema Domus, prove di carico con materiale rotabile, piano delle indagini, verifica mediante modelli fem delle opere soggette ai carichi di categoria, verifiche sismiche dinamiche. Si sono studiati: ponti ad arco in muratura, ponti ad arco in cemento armato e ponti in acciaio a struttura reticolare realizzati tra gli anni ’20 e gli anni ’90.

Descrizione

Ogni verifica di vulnerabilità sul campo richiede un’attenta attività preliminare:

  •  I rilievi vengono effettuati con l’obiettivo di confermare – o rilevare ex novo – le geometrie a livello “macro” (prospetti, sezioni e piante) di ciascuna opera. Alcune tecniche di rilievo, come la ricostruzione aerofotogrammetrica, permettono di vedere fin da subito lo stato di degrado e i difetti che i ponti presentano e di arrivare ai sopralluoghi con una maggiore preparazione in merito.
  • Le indagini geosismiche permettono di caratterizzare il comportamento in termini di risposta sismica del sottosuolo per determinare l’accelerazione attesa e valutare eventuali effetti di amplificazione dovuti alla rigidezza e composizione dei terreni. Il georadar consente invece di rilevare ciò che delle sottostrutture non è visionabile dall’esterno. Inoltre, sono previste indagini per analizzare i materiali strutturali, verificare gli spessori delle lamiere piuttosto che la sezione residua delle armature, lo stato di corrosione dei metalli ed in generale le caratteristiche meccaniche dei materiali da costruzione in termini di resistenza e rigidezza.
  • Le prove statiche e dinamiche di carico, che nel caso dei ponti ferroviari implicano l’uso dei locomotori, sono utili a determinare le frequenze di vibrazione dell’impalcato e il suo reale comportamento sotto carico.  Si tratta di prove che presuppongono una vera e propria progettazione, volta a determinare dove debbano essere posizionati esattamente locomotori e sensoristica, e che permettono di valutare la sollecitazione reale a cui ogni elemento è sottoposto.
  • A partire dalle informazioni che derivano dalle prove di carico viene quindi tarato il modello di calcolo, grazie al quale è possibile realizzare ulteriori simulazioni e verifiche e avviare la vera e propria verifica di vulnerabilità.

Le verifiche di vulnerabilità prevedono l’implementazione sul modello di parametri fisici oggettivi (geometria, masse, rigidezze, materiali e carichi) ma anche prestazionali, che vengono in parte definiti con la committenza e che includono i parametri dell’opera, i coefficienti di sicurezza sulle azioni, il coefficiente PSI2 – che determina la massa dovuta ai carichi variabili da considerare durante l’azione sismica – e il coefficiente di sicurezza sui materiali.

Le verifiche di vulnerabilità statica, nel caso dei ponti, comprendono anche il coefficiente di amplificazione dinamica, che varia in funzione della velocità dei mezzi che attraversano il ponte, della lunghezza dell’impalcato e della prima frequenza flessionale dell’impalcato. Spesso vengono richieste ulteriori indagini con l’obiettivo di stabilire a quale velocità massima i convogli possano percorrere in sicurezza le opere al centro delle verifiche.

Indagini visivo-ispettive

Le attività di verifica della vulnerabilità vengono integrate con le indagini visive e ispettive condotte secondo il sistema mutuato DOMUS di RFI, che permette di esprimere un giudizio sullo stato di conservazione delle opere secondo una metodologia codificata. Tale metodo prende in considerazione l’anagrafica del manufatto con catalogazione per tipologia, la definizione degli elementi strutturali fondamentali in base alla tipologia del ponte, il catalogo dei difetti di ogni specifico materiale e l’algoritmo di valutazione dello stato delle opere, che consente di calcolare l’indice di difettosità dell’infrastruttura stessa.

Questo metodo categorizza i difetti dandone definizione e modalità ispettiva, ovvero indicazioni condivise su come cercare ogni difetto durante l’ispezione, come valutarlo e con quali strumenti, riportando parallelamente anche un coefficiente di importanza del difetto su una scala da 1 a 4. Per ogni difetto se ne valuta anche l’intensità e l’estensione tramite l’uso di appositi coefficienti (K2 e K3).
Seguendo il metodo DOMUS, è possibile elaborare apposite schede di valutazione nelle quali riportare ulteriori informazioni utili alle attività ispettive. Al termine delle indagini si redige il verbale delle verifiche e delle prove sui ponti che, a partire dalla suddivisione dell’opera in sottogruppi, spiega i singoli difetti rilevati e il relativo giudizio da parte di coloro che hanno effettuato la valutazione.

Infine, è prevista la compilazione di una scheda di sintesi secondo il modello della Protezione Civile che include un’anagrafica più dettagliata e richiede la verifica dell’area territoriale in cui il ponte è inserito, con la possibilità di indicare la presenza di eventuali zone soggette a frane o alluvioni e la ricostruzione degli eventi più drammatici che il ponte può aver subito (es. crolli, incendi, eventi bellici, riparazioni, etc.).

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