Nell’ambito delle collaborazioni attive tra il Laboratorio Prove Materiali (Settore Vibrazioni e Monitoraggio Dinamico di Strutture) del Politecnico di Milano e il Settore Viabilità e Protezione Civile della Provincia di Lecco, è stata effettuata la caratterizzazione dinamica e il monitoraggio del ponte San Michele di Paderno d’Adda (Figura di copertina e Immagine 1), realizzato nel 1889, oltre a costituire una tappa fondamentale nell’evoluzione storica delle infrastrutture in Italia è inserito tra i Beni tutelati dalla Soprintendenza per i Beni Ambientali e Architettonici della Regione Lombardia sin dal 1980.
L’opera, in carpenteria metallica, è costituita da un’ampia arcata reticolare che supporta una travata reticolare rettilinea a doppio impalcato, ove il livello inferiore è utilizzato per il traffico ferroviario e il livello superiore per il traffico automobilistico.
Nell’ambito dei controlli diagnostici pressoché sistematici condotti dal Settore Viabilità e Protezione Civile della Provincia di Lecco sulle maggiori infrastrutture direttamente gestite dall’Ente, sono state eseguite sull’impalcato stradale del ponte di Paderno d’Adda tre distinte sperimentazioni dinamiche in condizioni operative. In particolare, il monitoraggio dovrebbe perseguire il duplice obiettivo di segnalare in tempo reale possibili evoluzioni o anomalie dello “stato di salute” (Structural Health Monitoring, SHM) del ponte e di raccogliere dati utili a prefigurare i futuri scenari d’utilizzo dell’opera.
La descrizione delle indagini dinamiche in condizioni operative
Le indagini dinamiche in condizioni operative hanno previsto l’uso di accelerometri piezoelettrici WR 731A (Immagine 3), completi di modulo di alimentazione WR P31; le accelerazioni indotte dal normale esercizio sono state registrate con frequenza di campionamento pari a 200 Hz.
Durante la prima sperimentazione di questo ciclo di indagini è stato indagato il comportamento dinamico verticale dell’opera. Successivamente, sono stati utilizzati due soli sensori (evidenziati dal colore rosso nell’immagine 4) disposti in direzione verticale e orizzontale, al fine di controllare l’invarianza delle frequenze naturali dei modi verticali e verificare l’importanza dei modi orizzontali trasversali. Un’ulteriore indagine è stata effettuata con 13 sensori disposti in direzione trasversale per identificare le caratteristiche dei modi di vibrare trasversali.
Conclusioni
L’analisi modale sperimentale ha consentito di individuare otto modi principali (verticali) di vibrare. Inoltre, la disponibilità di registrazioni della risposta ha consentito di evidenziare la varianza temporale delle frequenze dei modi propri verticali dominanti. I risultati ottenuti possono essere così riassunti:
- deboli fluttuazioni nel tempo (non invarianza temporale) delle frequenze naturali dei modi flessionali dominanti per effetto del traffico stradale;
- fattori di smorzamento sensibilmente inferiori all’1%;
- asimmetria delle deformate modali identificate rispetto al piano verticale contenente la mezzeria dell’impalcato.
I risultati precedenti suggeriscono l’opportunità di procedere al monitoraggio permanente del manufatto al fine di segnalare in tempo reale le evoluzioni dello stato di conservazione dell’opera e per fornire indicazioni utili ai fini della progettazione delle opere di restauro.