Valutazione della sicurezza statica di due ponti in calcestruzzo armato

Per due ponti in cemento armato, risalenti agli anni ’60, sono state svolte indagini e sondaggi al fine di conoscerne geometria, disposizione delle armature, copriferri e caratteristiche di resistenza dei materiali. Sulla base della normativa vigente sono state eseguite tutte le verifiche necessarie alla valutazione di sicurezza, considerando il degrado dei materiali. 

La valutazione della sicurezza statica di due ponti esistenti in calcestruzzo armato, risalenti agli anni '60

Di seguito si descrive la valutazione della sicurezza statica di due ponti esistenti, presumibilmente costruiti tra il 1963 e il 1967, situati nel nord Italia.

Le fasi per la valutazione della sicurezza delle infrastrutture

In generale, la valutazione della sicurezza statica si è esplicata nei seguenti quattro passaggi:

1. Analisi storico-critica, ricerca di dati e di informazioni documentali di archivio utili all’espletamento dell’incarico.
2. Definizione del piano delle indagini strutturali e dei sopralluoghi conoscitivi sullo stato di fatto dell’infrastruttura stradale.
3. Elaborazioni numeriche, analisi strutturale statica e dinamica, redazione della valutazione della sicurezza e verifiche strutturali secondo D.M. 17.01.2018 “Aggiornamento delle Nuove norme tecniche per le costruzioni”.
4. Verifica della capacità portante degli elementi strutturali e determinazione dei massimi carichi stradali ammessi al transito.

L’articolo approfondisce con particolare attenzione i punti 3) e 4) legati agli aspetti di modellazione e calcolo strutturale, sviluppati con il software Dolmen. Si riportano tuttavia alcune informazioni di base relative anche ai primi due punti.

Analisi storiche e indagini strutturali delle infrastrutture

La ricerca ha permesso di ritrovare solo due disegni d’insieme dei ponti, che si sono rivelati aderenti a quanto costruito, per quel che riguarda le misure di carpenteria. Invece non è stato possibile trovare dei disegni di armatura, dei certificati di prova sui materiali impiegati e dei certificati relativi alle prove di carico o al collaudo. Un computo metrico ritrovato è stato usato per capire il tipo di materiali previsto, ma non è stato considerato del tutto attendibile senza l’ausilio di prove sui materiali.

 

Vista l’assenza totale dei disegni di armatura si è eseguita una “Indagine diagnostica-conoscitiva” mediante prove distruttive e non distruttive sulle strutture in cemento armato. In particolare è stato fatto un prelievo di carote di calcestruzzo su pile, pulvini, spalle e impalcato, con successiva determinazione della massa volumica e della resistenza a compressione. Per quanto riguarda la valutazione delle armature si è poi proceduto con l’asportazione, la misura del copriferro, il rilievo visivo e fotografico, l’estrazione di spezzoni con successiva misura della resistenza a trazione, della tensione di snervamento e dell'allungamento a rottura. Sono stati, inoltre, eseguiti dei saggi con demolizione per verifica del numero, del diametro, del copriferro e della disposizione delle armature su pile, pulvini, spalle e impalcato.

Per verificare le dimensioni di impalcato e fondazioni sono stati eseguiti dei rilievi geometrici e restituzione fotografica dell’impalcato tipo e, mediante scavo con piccolo escavatore, di un plinto di fondazione.

Particolarmente importante risultava poi la conoscenza dello stato di degrado delle armature (sezione residua dopo aver effettuato una pulizia di massima delle armature corrose) che è avvenuta tramite analisi visiva delle zone degradate (con restituzione fotografica) e misurazione con calibro di precisione del diametro effettivo.

Infine sono state svolte delle analisi sclerometriche, con esecuzione di almeno 9 battute per ciascun punto di misura e valutazione della resistenza meccanica equivalente, e misure della velocità di propagazione degli ultrasuoni con elaborazione dei dati SONREB, su pile, pulvini, spalle e impalcato.

A monte delle verifiche strutturali, l’esito delle prove e delle analisi ha evidenziato:

• una buona qualità del calcestruzzo impiegato,
• una resistenza dei ferri di armatura in linea con i materiali utilizzati negli anni ’60,
• una corrosione con riduzione della sezione delle armature metalliche, soprattutto all’intradosso dei pulvini e lungo le facce delle pile, per carbonatazione del calcestruzzo.

Analisi della geometria e dei materiali

Per la determinazione delle azioni è stato necessario studiare il modello complessivo dei ponti, in modo da cogliere gli aspetti salienti del comportamento, sia in fase statica che5 in fase sismica.

I due ponti sono interamente realizzati in calcestruzzo armato ordinario gettato in opera e sono costituiti rispettivamente da 7 e da 3 campate di luce pari a 27.00 m circa, per una lunghezza complessiva tra le spalle pari a 189 m e a 81 m. Lo schema di ogni campata è costituito da un impalcato a travi semplicemente appoggiate. La carreggiata ha una larghezza costante pari a 7.50 m; ai suoi lati sono posti due marciapiedi di larghezza pari a 1.00 m; la larghezza totale del manufatto risulta quindi pari a 9.50 m.

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