PROGETTO DI PONTI E VIADOTTI - SPERIMENTAZIONE DI STRUTTURE DA PONTE

Ingegneria Strutturale

· SPERIMENTAZIONE DI STRUTTURE DA PONTE

· INTRODUZIONE

· SPERIMENTAZIONE IN FASE PROGETTUALE

· SPERIMENTAZIONE IN FASE COSTRUTTIVA

INTRODUZIONE

Per SPERIMENTAZIONE STRUTTURALE s’intende l’attività di indagini sperimentali, eseguita mediante l’utilizzo di strumentazione di misura, finalizzata alla valutazione delle effettive condizioni strutturali (staticità, resistenza, deformazione, corrosione, degrado, ecc) nelle diverse fasi della vita di una struttura da ponte: impostazione del progetto di fattibilità e di massima, progettazione esecutiva, costruzione, collaudo, esercizio, eventuale recupero. La strumentazione attualmente impiegata nelle tecniche sperimentali consente di stimare valori di grandezze fisiche (forze, spostamenti, temperature) con elevata attendibilità, grazie all’utilizzo di avanzate tecnologie di misura e sofisticati modelli analitici di interpretazione dei dati.

La sperimentazione, complementare alla fase strettamente progettuale, intesa come processo di analisi, dimensionamento e verifica per la definizione esecutiva dei componenti strutturali, assume un’importanza particolare per la sua efficacia di intervenire nelle suddette fasi. Per questo motivo è necessario distinguere il suo utilizzo (sperimentazione, collaudo, controllo strutturale) a seconda della fase interessata nella realizzazione del ponte, e quindi della specifica condizione strutturale che si vuole analizzare:

- la sperimentazione (in fase progettuale e costruttiva)

- il collaudo (a fine costruzione)

- il controllo strutturale (in fase di esercizio)

SPERIMENTAZIONE IN FASE PROGETTUALE

La progettazione strutturale di un ponte necessita nella sua fase iniziale della conoscenza di molte informazioni che i progettisti devono possedere, o come dati iniziali di progetto (lunghezza del ponte, profondità massima della valle da attraversare, destinazione d’uso: autostradale o ferroviario, velocità massima più probabile del vento, intensità massima del sisma con dato periodo di ritorno per quel sito, ecc.), o come dati che scaturiscono dalla progettazione stessa (schema statico, tipologia dell’impalcato, sezione delle pile, tecniche di varo, dispositivi di vincolo, ecc.). E’ proprio durante questa fase progettuale che le indagini sperimentali costituiscono un importante sussidio, in quanto consentono di valutare l’utilizzo o meno di soluzioni strutturali, la fattibilità di tecniche costruttive o il comportamento in esercizio di materiali innovativi, altrimenti non facilmente valutabili sul piano teorico o tecnico. Esse, infatti, hanno come obiettivo quello di orientare in modo efficace i progettisti in merito agli aspetti importanti ai fini delle scelte progettuali definitive. A tal fine esse vengono condotte in laboratori altamente specializzati o in campi di prova, attrezzati con strumentazione idonea ai specifici obiettivi. Normalmente le indagini interessano la sperimentazione su componenti strutturali singoli o sistemi prefabbricati (travi, impalcato o porzioni di esso, vincoli speciali, ecc.) e riguardano fondamentalmente prove:

- di resistenza meccanica

- a sollecitazioni dinamiche

- di deformabilità

Nel caso di ponti di elevato impegno strutturale, oltre alle prove citate, vengono realizzate sperimentazioni su modelli in scala dell’intera struttura, al fine di valutarne il comportamento globale in particolari situazioni di sollecitazione. E questo il caso dei ponti sospesi di grande luce soggetti all’azione del vento. Essi infatti possono essere soggetti a fenomeni di instabilità aeroelastica (interazione vento-struttura), come ad esempio il flutter per l’impalcato o il vortex shedding per la torri a sezione tozza. In questi casi si rende necessario il ricorso ad indagini sperimentali condotte in laboratori particolari (gallerie del vento) per evidenziare il comportamento globale della struttura, al fine di ottimizzarne la risposta in termini di resistenza e deformazioni accettabili.

SPERIMENTAZIONE IN FASE COSTRUTTIVA

Durante la fase di esecuzione di un ponte, è talvolta necessario ricorrere alla sperimentazione strutturale quando è richiesto in cantiere un rilievo dettagliato di particolari misure al fine di procedere in modo corretto con la costruzione. Il ricorso all’attività sperimentale in questa fase diviene di fatto obbligatorio quando la complessità strutturale dell’opera, ovvero i previsti procedimenti costruttivi, sono tali da richiedere un rilevamento continuo dei parametri strutturali di maggior interesse (deformazioni, rotazioni, tensione nei cavi, ecc.) e la loro evoluzione, in modo da poter procedere correttamente secondo il piano di costruzione previsto, e nel contempo garantire la sicurezza al personale che vi opera. Si tratta pertanto di un’attività finalizzata principalmente alla valutazione della corretta esecuzione della struttura, o parti di essa, ed alla verifica in corso d’opera del rispetto delle prescrizioni di progetto.