Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a...
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Prof. Ing. Alessandro Rasulo
Seminari di rendicontazione attività svolta per
Sperimentazione di nuove metodologie di ispezione ed analisi delle criticità di 3 opere d'arte
viadotto a più luci Valchetta II al Km
11+405 della SR 2bis “Cassia
Veientana”
ponte in cemento armato al km
72+116 della SR 6 "Casilina"
ponte in muratura al km 35+510
della SR 627 “della Vandra”
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Criteri generali per la valutazione della sicurezza dei ponti esistenti
Obiettivo dell’analisi è sempre la determinazione dellivello di rischio associato alle diverse condizioni in cui
si può trovare la struttura
𝑆 ≤ 𝑅Tipologie di Azione
• Carichi (traffico ordinario, carichi eccezionali …)
• Tempo (perdita di performance)
• Sisma
Attesa di Performance (Stati limite)• perdita di operatività• danneggiamento severo• collasso
Incertezza
𝑅
𝑆
𝑆 > 𝑅
𝑆 < 𝑅
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Fase 2: Scelta dei ponti che necessitano di interventi con maggioreurgenza, poiché soggetti ad un rischio più elevato o perché la lorofunzione è più importante.
Cosa fare quando si considera l’intero corpodi opere d’arte di una infrastruttura?
Fase 1: Indagine preliminare sul patrimonio di strutture esistenti evalutazione del grado di priorità, in funzione del livello di rischioassociato a ciascuna struttura.
Fase 3: Analisi strutturale di dettaglio delle opere individuate apriorità più elevata.
Fase 4: Programmazione degli interventi in considerazione deivincoli di pianificazione economica.
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Cosa fare quando si considera l’intero corpodi opere d’arte di una infrastruttura?
L’approccio più rigoroso prevede l’esecuzione di un’analisi costi-benefici …
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Cosa fare quando si considera l’intero corpodi opere d’arte di una infrastruttura?
… considerando anche lo schema a rete dell’infrastruttura …
Ponte 1Ponte 2 Ponte 3
A B
A B
Ponte 1
Ponte 2
Ponte 3
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Nella pratica si dà una stima del rischio relativo di un ponterispetto agli altri sulla base dei seguenti fattori:
1) Pericolosità delle sollecitazioni2) Vulnerabilità della struttura3) Importanza della struttura
Cosa fare quando si considera l’intero corpodi opere d’arte di una infrastruttura?
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I problemi della sicurezza a fronte dei carichi da traffico sono legatiai sovrapporsi dei seguenti due fenomeni: la crescente richiesta di trasporti eccezionali sottopone i ponti
esistenti a carichi sensibilmente superiori a quelli previsti dalprogetto e dalle Normative;
il degrado strutturale provoca il decadimento della resistenza econseguentemente la riduzione della capacità portantedell’opera.
CARICHI ECCEZIONALI
𝑅, 𝑆
𝑡𝑒𝑚𝑝𝑜
𝑅(𝑡)
𝑆(𝑡)
𝑚𝑎𝑟𝑔𝑖𝑛𝑒 𝑑𝑖 𝑠𝑖𝑐𝑢𝑟𝑒𝑧𝑧𝑎
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CARICHI ECCEZIONALI
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CARICHI ECCEZIONALI
Per quanto riguarda i carichi eccezionali, occorre precisare chegeneralmente sono di entità notevolmente superiore a quelliprevisti dalle Norme vigenti, e sono anche di natura diversa inquanto gravano su un numero di assi notevolmente superiorerispetto a quello previsto dalle Normative.
Le combinazioni di carichi per asse, la distanza tra asse ed asse el’entità totale del carico eccezionale sono molto varie e copronomolteplici casistiche, non tutte riconducibili, in termini di azionigenerate sul ponte, a quelle previste dai testi normativi.
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In tutta Italia il patrimonio dei ponti esistenti è caratterizzato daopere che possono risalire anche all’inizio del secolo scorso e daun numero significativo di opere progettate e realizzate nelsecondo Dopoguerra. Questi ponti, anche se in buono stato diconservazione, sono stati progettati per carichi minori di quelliprevisti dalla vigente Normativa (e magari in assenza completa diconsiderazioni circa l’azione sismica).
CARICHI ECCEZIONALI E NON SOLO (AZIONE SISMICA)
RD 542/1909 NTC-2008 Legge 1684/1962
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I ponti esistenti, nonostante la loro limitata capacità portante,hanno svolto la loro funzione egregiamente, sopportando in molticasi carichi maggiori di quelli di progetto.Ciò è dovuto alle precauzioni assunte in fase di progettazione(margini di sicurezza) e alla buona qualità realizzativa.
VETUSTA’ E MANUTENZIONE
Questi ponti però possono divenire critici per danneggiamentoprogressivo se: vengono sottoposti a carichi eccezionali frequenti e/o di entità
eccessiva. viene trascurata la manutenzione ordinaria e/o straordinaria.
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Per fornire indicazioni utili sulla sicurezza risulta essenzialericonoscere le vulnerabilità di alcune tipologie costruttive e glielementi maggiormente a rischio.
TIPOLOGIE VULNERABILI
Esempio: gli impalcati con mensole tipo Gerber: concentrazione di tensioni elevate in cui l’abituale teoria
tecnica della trave non è applicabile (rischio di erroriprogettuali e/o esecutivi);
la trasmissione dei carichi è affidata al corretto funzionamentodel meccanismo tirante (barre di acciaio) / puntone(calcestruzzo) con funzionamento di tipo fragile (pocopreavviso prima del collasso);
rischio di ammaloramento a causa delle infiltrazioni nel giuntodell’acqua meteorica.
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MONITORAGGIO (ISPEZIONI VISIVE)
Forniscono l’80% delle informazioni rilevanti con20% dei costi totali di ispezione!
• Analisi delle fessurazioni • Analisi delle deformazioni• Analisi dei difetti • Identificazione dei degradi
PRO: CONTRO:
• Costi• Immediatezza
• Necessarie ma non sufficienti
• Non sempre realizzabili
COMPILAZIONE SCHEDE DI VALUTAZIONE ISPETTIVA
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L’approccio di verifica si basa sull’assunzione che il ponte esistentesia stato progettato e realizzato in accordo con le prescrizioni delleNorme vigenti al tempo della realizzazione.In base alla portata e al tipo di carichi previsti dalle Norme vigentiall’atto della costruzione è possibile valutare la massima capacitàportante.
CARICHI VERTICALI
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Normale n. 8 del 15/09/1933: per i ponti che dovevano reggere i carichi militari si indicava lo schema II di carico, corrispondente al peso dell’obice 305/17 di 92 tonnellate comprensivo del carrello e della motrice.
Normale n. 6018 del 09/06/1945: dopo la guerra è stato abolito lo schema di carico militare; si prevedeva lo schema di carichi civili consistente in una colonna indefinita di autocarri da 12 ton, con assi da 8 ton e 4 ton alternati ed equidistanti di 3 metri; si prevedeva inoltre il transito di un rullo compressore da 18 ton
CARICHI VERTICALI
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Circolare n. 384 del 14/02/1962: “Norme relative ai carichi per il calcolo dei ponti stradali”
CARICHI VERTICALI
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Decreto Ministeriale n. 308 del 02/08/1980: “Criteri generali e prescrizioni
tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo di ponti stradali”. Si perde il
riferimento ai carichi “reali”. A differenza delle norme precedenti non è riportata la
schematizzazione di veicoli, ma solo indicazioni su carichi ripartiti equivalenti da
applicare
CARICHI VERTICALI
q1A) Colonna di carichi tipo A, rappresenta un carico ripartito disposto, ai fini dei calcoli
delle strutture principali, lungo l’asse di una corsia di ingombro. L’intensità q1A del carico,
in t/m, si esprime in funzione della lunghezza L di calcolo, in m, nel modo seguente:
q1A = 2,89 + 52 / L per L < 40 m;
q1A= 4,35 - L / 250 per 40 < L < 400 m;
q1A = 2,75 per L > 400 m.
q1B) Colonna di carichi tipo B, rappresenta un carico ripartito disposto, ai fini dei calcoli
delle strutture principali, lungo l’asse di una corsia di ingombro. L’intensità q1B del carico ripartito, in t/m, si esprime in funzione della lunghezza L di calcolo, nel modo seguente:q1B = 0,40 + 27 / L per L < 15 m;q1B = 2,23 – L / 500 per 15 < L < 400 m;q1B = 1,43 per L > 400 m.La lunghezza L che compare nelle espressioni di q1A e q1B è la lunghezza delle stese di carico che si prendono in esame, caso per caso, per le verifiche.
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Decreto Ministeriale 04/05/1990 “Aggiornamento delle norme tecniche per la
progettazione, l’esecuzione e il collaudo dei ponti stradali” ha introdotto il carico
principale da 60 tonnellate.
CARICHI VERTICALI
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ANALISI STRUTTURALE
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ANALISI STRUTTURALE
Disegni di Carpenteria Originali
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ANALISI STRUTTURALE
Rilievo(dei dettagli costruttivi)
Prove(sui materiali)
Verifiche
limitate
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 20% delle pile (ma non
meno di 2 pile)
1 provino di cls. e 1 campione di armatura per almeno il 20% delle pile (ma non meno di 2 pile)
Verifiche
estese
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 40% delle pile (ma non
meno di 3 pile)
1 provino di cls. e 1 campione di armatura per almeno il 40% delle pile (ma non meno di 3 pile)
Verifiche
esaustive
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 60% delle pile (ma non
meno di 4 pile)
1 provino di cls. e 1 campione di armatura per almeno il 60% delle pile (ma non meno di 4 pile)
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ANALISI STRUTTURALE
Progetto simulato “Serve, in mancanza dei disegni costruttivioriginali, a definire la quantità e la disposizione dell’armatura intutti gli elementi con funzione strutturale o le caratteristiche deicollegamenti. Deve essere eseguito sulla base delle normetecniche in vigore e della pratica costruttiva caratteristica all’epocadella costruzione.”
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Prof. Ing. Alessandro Rasulo
Seminari di rendicontazione attività svolta per
Viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana”
viadotto a più luci Valchetta II al Km
11+405 della SR 2bis “Cassia
Veientana”
ponte in cemento armato al km
72+116 della SR 6 "Casilina"
ponte in muratura al km 35+510
della SR 627 “della Vandra”
Sperimentazione di nuove metodologie di ispezione ed analisi delle criticità di 3 opere d'arte
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Giu
nto
1
Giu
nto
2
Giu
nto
3
Giu
nto
4
GEOMETRIA DEL VIADOTTO
4 GIUNTI
13 CAMPATE5 metri
20 metri12 PILE
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1‰ 2‰ 3‰ 4‰
CONFIGURAZIONI
ARMATURE LONGITUDINALI
IPOTESI SU
PROPRIETÀ DEI MATERIALI E QUANTITATIVI DI ARMATURA
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ANALISI NON LINEARE
LEGAME DI MANDER
CALCESTRUZZO CONFINATO
CALCESTRUZZO NON CONFINATO
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ANALISI NELLE 2 DIREZIONI
TRASVERSALE
LONGITUDINALE
PILE CON SCHEMA A MENSOLA
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0
5000
10000
15000
20000
25000
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009 0,01
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse forte - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006 0,007 0,008 0,009
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse forte - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
ANALISI TRASVERSALE
Curvatura ultima decrescente con l’aumento della percentuale geometrica di armatura
Curvatura di snervamento pressoché simile
Legami bilinearizzati
Momento di snervamento crescente
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0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
V [
kN]
δ[m]
V-δ Asse forte - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
V [
kN]
m
V-m Asse forte - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
1000
2000
3000
4000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
V [
kN]
δ[m]
V-δ Asse forte - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
V [
kN]
m
V-m Asse forte - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
FORZA - DUTTILITÀ
ANALISI TRASVERSALE
FORZA - SPOSTAMENTO
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0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse debole - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse debole - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
ANALISI LONGITUDINALE
Curvatura ultima decrescente con l’aumento della percentuale geometrica di armatura
Curvatura di snervamento pressoché simile
Legami bilinearizzati
Momento di snervamento crescente
Il momento resistente in questa direzione è più piccolo di un ordine di grandezza
![Page 31: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/31.jpg)
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
V [
kN]
δ[m]
V-δ Asse debole - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
V [
kN]
m
V-m Asse forte - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
50
100
150
200
250
300
350
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
V [
kN]
δ[m]
V-δ Asse debole - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
0
50
100
150
200
250
300
350
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
V [
kN]
m
V-m Asse debole - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰
FORZA - DUTTILITÀ
ANALISI TRASVERSALE
FORZA - SPOSTAMENTO
![Page 32: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/32.jpg)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse forte 1‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 2‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 3‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 4‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
VERIFICA ROTTURA A TAGLIO – ASSE FORTE
La rottura a taglio non precede mai quella a flessione
![Page 33: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/33.jpg)
VERIFICA ROTTURA A TAGLIO – ASSE FORTE
La rottura a taglio non precede mai quella a flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse forte 1‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 2‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 3‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
V [
kN]
m
V-m Asse forte 4‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
![Page 34: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/34.jpg)
VERIFICA ROTTURA A TAGLIO – ASSE DEBOLE
La rottura a taglio non precede mai quella a flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse debole 1‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse debole 2‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse debole 3‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
Duttilità
V-m Asse debole 4‰ - pila 5 m
Taglio Flessione
![Page 35: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/35.jpg)
VERIFICA ROTTURA A TAGLIO – ASSE DEBOLE
La rottura a taglio non precede mai quella a flessione
0
500
1000
1500
2000
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
m
V-m Asse debole 1‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
m
V-m Asse debole 2‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
m
V-m Asse debole 3‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
0
500
1000
1500
2000
2500
0 2 4 6 8 10
Forz
a [k
N]
m
V-m Asse debole 4‰ - pila 20 m
Taglio Flessione
![Page 36: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/36.jpg)
ANALISI SISMICA
INQUADRAMENTO GEOLOGICO DELL’OPERA
![Page 37: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/37.jpg)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
S e[g
]
T [sec]
Spettro elastico orizzontale
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
S e[m
/s²]
SDe [m]
Spettro Accelerazione - Spostamento
ANALISI SISMICA
PARAMETRI SISMICISTATO LIMITE DI SALAVAGUARDIA
DELLA VITA (SLV)
VITA NOMINALE 50 ANNI
CLASSE D’USO III
(secondo ASTRAL: Classe d’Uso II)
SUOLO TIPO C
TERRENO PIANEGGIANTE (T1)
![Page 38: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/38.jpg)
CALCOLO DEGLI SPOSTAMENTI
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
S e[m
/s²]
SDe [m]
Accelerazione - Spostamento - Asse Forte
Spettro
1‰
2‰
3‰
4‰
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12
S e[m
/s²]
SDe [m]
Accelerazione - Spostamento - Asse Debole
PILA 5 METRI
SOVRAPPOSIZIONE DIAGRAMMA PER RICAVARE SPOSTAMENTI
CAMPO PLASTICO
![Page 39: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/39.jpg)
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,00 0,05 0,10 0,15
S e[m
/s²]
SDe [m]
9 centimetri di spostamento in
entrambe le direzioni
CAMPO ELASTICO
CALCOLO DEGLI SPOSTAMENTI
PILA 20 METRI
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
S e[m
/s²]
SDe [m]
Spettro Accelerazione - Spostamento
Spettro
1‰
2‰
3‰
4‰
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10
S e[m
/s²]
SDe [m]
Spettro Accelerazione - Spostamento
![Page 40: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/40.jpg)
MODELLAZIONE AL SAP2000
I giunti trasmettono taglio e sforzo normale
Pile incastrate alla base
![Page 41: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/41.jpg)
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01M
[kN
m]
F[m-1]
M-F Asse forte - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰ Momento max
MODELLAZIONE AL SAP2000
Inviluppo delle sollecitazioni in direzione trasversale
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 0,002 0,004 0,006 0,008 0,01
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse forte - pila 20 m
1‰
2‰
3‰
4‰
Momento P5 e P8
Momento P6 e P7
Non tutte le configurazioni ipotizzate sono in grado
di resistere alle sollecitazioni indotte dal sisma
Nelle pile di altezza 20 metri
![Page 42: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/42.jpg)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse debole - pila 20 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰ Momento max
MODELLAZIONE AL SAP2000
Inviluppo delle sollecitazioni in direzione longitudinale
Tutte le configurazioni ipotizzate sono in
grado di resistere alle sollecitazioni
indotte dal sisma
Nelle pile di altezza 20 metri
Le pile da 5 metri risultano scariche in
questa direzione
![Page 43: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/43.jpg)
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035
M [
kNm
]
F[m-1]
M-F Asse debole - pila 5 m
1‰ 2‰ 3‰ 4‰ Momento max
MODELLAZIONE AL SAP2000
Bloccando lo scorrimento in testa alle
pile da 5 metri si generano sollecitazioni
inadeguate
![Page 44: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/44.jpg)
Prof. Ing. Alessandro Rasulo
Seminari di rendicontazione attività svolta per
Ponte in cemento armato al km 72+116 della SR 6 “Casilina”
viadotto a più luci Valchetta II al Km
11+405 della SR 2bis “Cassia
Veientana”
ponte in cemento armato al km
72+116 della SR 6 "Casilina"
ponte in muratura al km 35+510
della SR 627 “della Vandra”
Sperimentazione di nuove metodologie di ispezione ed analisi delle criticità di 3 opere d'arte
![Page 45: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/45.jpg)
Evoluzione temporale delle principali normative
sulla classificazione degli acciai di armatura
![Page 46: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/46.jpg)
Parametri statistici principali degli acciai
da armatura usati nel periodo 1950-1972
![Page 47: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/47.jpg)
Analisi strutturali
-500
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Tagl
io [
kN]
z [m]
Tagliotrave 1
Max
Min
-200-100
0100200300400500600700800900
10001100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Mo
men
to [
kNm
]
z [m]
Momentotrave 1
Max
Min
![Page 48: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/48.jpg)
Ipotesi 1: Sezione rettangolare con solo armatura inferiore
h= 100 cm
b= 35 cm
As= 6 Ø 30 (42.39 cm2)
c = 4 cm
yn = 35 cm
MRd= 1002 kN m
Ipotesi 2: Sezione rettangolare con doppia armatura (superiormente solo reggi-staffe)
h= 100 cm
b= 35 cm
A’s= 2 Ø 30 (14.13 cm2)
As= 6 Ø 30 (42.39 cm2)
c = 4 cm
yn = 19 cm
MRd= 1062 kN m
Ipotesi 3: Sezione rettangolare con doppia armatura simmetrica
h= 100 cm
b= 35 cm
A’s= 6 Ø 30 (42.39 cm2)
As= 6 Ø 30 (42.39 cm2)
c = 4 cm
yn = 6 cm
MRd= 1096 kN m
Verifiche
Base [cm] 35 ---
Altezza [cm] 100 280
Copriferro [cm] 4 ---
diametro ferri lon. [mm] 30 15
Carico assiale [kN] 0 1.00
diametro staffe [mm] 10 20
numero bracci 2 157
3.31 cotgθ VRcd [kN] 611.99
0.29 rad VRsd [kN] 532.16
16.8 ° VRd [kN] ERRORE
2.5 cotgθ VRcd [kN] 761.70
0.38 rad VRsd [kN] 462.64
21.8 ° VRd [kN] 462.64
θ ammesso
Dati sezione e materiale
fyk [N/mm2]
fyd [N/mm2]
fck [N/mm2]
fcd[N/mm2]
αc
Armatura trasversale
passo [cm]
Area staffe [mm2]
Verifica a Taglio
θ per VRsd =VRsd
![Page 49: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/49.jpg)
Prof. Ing. Alessandro Rasulo
Seminari di rendicontazione attività svolta per
Ponte in muratura al km 35+510 della SR 627 “della Vandra”
viadotto a più luci Valchetta II al Km
11+405 della SR 2bis “Cassia
Veientana”
ponte in cemento armato al km
72+116 della SR 6 "Casilina"
ponte in muratura al km 35+510
della SR 627 “della Vandra”
Sperimentazione di nuove metodologie di ispezione ed analisi delle criticità di 3 opere d'arte
![Page 50: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/50.jpg)
Pavimentazione
Parapetto
Arco
SpalleRinfianco
Riempimento
Secondo tali formule lo spessore dell’arco in chiave può essere calcolato come:
- formula di Lesguiller: 𝑠 = 0.1 + 0.2 𝑙 = 0.1 + 0.2 10 = 0.732 m
- formula di Sejourné : 𝑠 = (0.15 + 0.15 𝑙)4
3 1 −
𝑓
𝑙+
𝑓2
𝑙2 =
= 0.15 + 0.15 10 1.33(1 − 0.5 + 0.25 ) = 0.624 m
- formula di Leveillé: 𝑠 =1+0.1𝑙
3=
1+0.1∙10
3= 0.667 m
![Page 51: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/51.jpg)
Caratterizzazione Murature
![Page 52: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/52.jpg)
Analisi dei meccanismi di collasso e delle sollecitazioni
![Page 53: Sperimentazione di nuove metodologie di... · analisi delle criticità di 3 opere d'arte viadotto a più luci Valchetta II al Km 11+405 della SR 2bis “Cassia Veientana” ponte](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022012314/5c69300f09d3f290788cabda/html5/thumbnails/53.jpg)
CONCLUSIONI
Possibilità di integrazione di un BDM (es: Samoa, Autostrade spa)pensato per la programmazione, tramite sistemi esperti, dellamanutenzione (essenzialmente ordinaria) con modelli di calcolostrutturale semplificato tipo quelli applicati.