Monitoraggio e valutazione dello stato di operatività del ponte 5 Archi sulla S.S. 121 Catanese

Memoria tratta dagli atti del XVI Convegno ANIDIS, L'Aquila, 2015
 
ABSTRACT
Il Ponte Cinque Archi, sito al km 125+000 della S.S. 121 Catanese attraversa il fiume Salso con una struttura costituita da cinque archi in mattoni pieni che poggiano su quattro pile intermedie in muratura, costituite da conci squadrati di calcarenite, e su due spalle rispettivamente lato Santa Caterina Villarmosa (CL) e lato Villarosa (EN).
Le fondazioni sono interessate da fenomeni di scalzamento al piede, che hanno indotto l?ANAS dapprima a chiudere il ponte e successivamente a predisporre opportune indagini e ad installare un sistema di monitoraggio, che ne hanno consentito la riapertura al transito.
È stato implementato un sistema di monitoraggio in tempo reale che permette di controllare possibili anomalie del comportamento strutturale del ponte. A tal fine sono stati installati quattro inclinometri biassiali sulle pile, tre accelerometri triassiali in chiave all?arco della campata centrale e nelle due campate di estremità ed un accelerometro di riferimento. Sono stati definiti tre livelli di attenzione, corrispondenti allo SLO (operatività), allo SLD (danno) ed allo SLV (salvaguardia della vita). Parallelamente si è condotta un’analisi numerica attraverso la modellazione della struttura agli elementi finiti, utilizzando la caratterizzazione dei materiali determinata dalle prove di laboratorio e in situ.
 
 
Vista del viadotto
 
INTRODUZIONE
I recenti crolli di ponti e viadotti verificatisi in Sicilia negli ultimi anni hanno posto in risalto il problema di monitorare le strutture più vulnerabili, in attesa che si possa procedere ad interventi di consolidamento o di demolizione e ricostruzione. Tale situazione è connessa alla vetustà di gran parte delle opere d'arte, realizzate negli anni 60 e 70, che presentano una vita di quasi 50 anni. Nelle situazioni più gravi si è disposta la chiusura al traffico della strada.
La presente memoria riporta l?attività di studio e di monitoraggio espletata nel 2015 sul Ponte Cinque Archi, sito al km 125+000 della S.S. 121 Catanese, per il quale l?ANAS aveva disposto la chiusura, il cui transito è ripreso grazie all?installazione del sistema di monitoraggio descritto di seguito.
In presenza di danneggiamenti evidenti è possibile procedere ad una riduzione della larghezza della carreggiata, limitando i carichi mobili e la loro eccentricità.
 
Prospetto del viadotto
 
IL MONITORAGGIO DEI PONTI
Negli ultimi anni si sono notevolmente sviluppate le procedure di monitoraggio permanente dei ponti (Structural Health Monitoring of Bridges) attestate da una vasta produzione scientifica e da associazioni e congressi nazionali e internazionali, tra i quali occupano un posto di rilevo l'AIPnD (Associazione Italiana per le Prove non Distruttive) e l'IABMAS (International Association on Bridge Maintenance, Safety and Management).
Il monitoraggio è stato applicato sia in nuove costruzioni di particolare impegno statico, quali i ponti sospesi o strallati, sia a ponti e viadotti in presenza di difetti dovuti a fenomeni di fatica, di corrosione e/o di danneggiamento causato da frane, da urti o da eventi sismici severi.
Le prime applicazioni riguardarono i ponti Golden Gate e Bay Bridge a San Francisco, in relazione alla elevata sismicità dei siti.
Recentemente gli USA (ANSS, 2005), il Canada, la Cina il Giappone e l'Europa hanno varato un programma di monitoraggio dei propri ponti sia di nuova costruzione che esistenti.
Ulteriori studi sono stati sviluppati in laboratorio su modelli in scala (Ko and Ni 2005).
In entrambi i casi un congruo numero di sensori, posizionati in punti strategici della struttura, acquisiscono in continuo misure di spostamenti, velocità, accelerazioni, deformazioni, temperatura e velocità del vento, raccolti da una centrale di acquisizione e trasmessi ad una stazione di controllo.
Il superamento di prefissate soglie di allerta determina l’applicazione di misure preventive (early warning), consistenti nella riduzione del traffico veicolari sino alla chiusura del ponte. 
 
ALL'INTERNO L'ARTICOLO INTEGRALE CHE DESCRIVE
  • ANALISI STRUTTURALE
  • IL TIPO DI SISTEMA DI MONITORAGGIO

Posizione dei sensori per il monitoraggio

Architettura del sistema di monitoraggio