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Il ponte di Montereale: riparazione, consolidamento e adeguamento antisismico

Le attività di indagine, di studio delle soluzioni tecniche e di progettazione degli interventi volti alla riparazione e al consolidamento strutturale del ponte di Montereale a Potenza

Il ponte di Montereale: riparazione, consolidamento e adeguamento antisismico

La modellazione strutturale

Per la determinazione delle caratteristiche della sollecitazione e della deformazione nei vari elementi della struttura si è fatto ricorso a un modello elastico-lineare spaziale agli elementi finiti implementato sul software di calcolo Midas Civil e costituito da elementi monodimensionali tipo frame a massa distribuita le cui caratteristiche meccaniche e dimensionali fossero in accordo con le proprietà dei materiali adottati e con la geometria delle sezioni degli elementi stessi. In dettaglio, le nervature di ciascuna campata, sia quelle reticolari longitudinali che le trasversali di irrigidimento, sono state modellate come elementi a sezione mista acciaio-calcestruzzo considerando opportune fasce di soletta collaborante. La modellazione degli elementi strutturali che compongono ogni singola pila (ritti, traverso, pulvino) è stata eseguita considerando la collaborazione fra la parte esistente di nucleo interno in c.a. degli stessi, con ridotte caratteristiche meccaniche (dedotte dai risultati delle indagini diagnostiche), e quella corticale di ripristino composta da betoncino superfluido ad alta resistenza e stabilità volumetrica. Per essere il nuovo impalcato, come sopra descritto, previsto con un sistema misto acciaio-calcestruzzo è stato necessario tener conto, tra l’altro, anche degli effetti dovuti ai fenomeni reologici (creep e ritiro); quest’ultimi sono stati considerati definendo le due funzioni di viscosità e ritiro in modo da rappresentare adeguatamente il comportamento nel tempo della soletta superiore in calcestruzzo. Il modello ingloba anche i cavi monotrefolo viplati necessari alla precompressione della soletta di impalcato disposti nella posizione di progetto.

Inoltre, gli isolatori elastomerici sono stati schematizzati mediante link associando ad essi le caratteristiche proprie del dispositivo adottato. Infine, l’interazione terreno-struttura nel modello globale è stata considerata modellando la nuova zattera di fondazione unitamente alle due batterie di micropali del diametro di 250; questi ultimi sono stati schematizzati per mezzo di elementi finiti ciascuno vincolato con springs dotate di rigidezze verticali e orizzontali variabili con la profondità concordemente con quanto emerso dalle indagini geologico-geotecniche. Per ciò che attiene all’individuazione delle massime sollecitazioni e deformazioni nei vari elementi strutturali, è stata utilizzata la funzione Moving Load del software Midas Civil per individuare le combinazioni di condizioni di carico mobile più gravose, sia in direzione longitudinale che trasversale.

Le fasi costruttive

Il modello, opportunamente calibrato e validato, schematizza anche le fasi costruttive in modo da garantire il completo controllo dell’evoluzione dello stato tenso-deformativo durante la realizzazione della struttura. Al fine di contenere l’entità sia delle sollecitazioni che delle deformazioni dovute ai carichi permanenti si è proceduto alla definizione di una opportuna sequenza di montaggio della struttura metallica del nuovo impalcato così come dell’esecuzione dei getti del calcestruzzo alleggerito della soletta e degli altri carichi fissi.

Analisi, risultati e verifiche

Il calcolo strutturale è stato condotto svolgendo, nel pieno rispetto della Normativa vigente in tema di costruzioni in zona sismica, un’analisi dinamica modale considerando non solo il sisma (attraverso la Response Spectrum Analysis) ma anche l’azione dei carichi di esercizio (carichi mobili, vento, temperatura ecc.), unitamente a combinazioni di condizioni di carico dettate dal particolare utilizzo dell’opera d’arte come area di parcheggio. Le frequenze calcolate evidenziano come i primi modi di vibrare siano puramente traslazionali lungo le due direzioni orizzontali con valore del periodo del primo modo di vibrare pari a 1,753 s. La soluzione progettuale adottata ha permesso di ottenere valori di sollecitazione, derivanti dalle combinazioni di carico, notevolmente ridotti rispetto ad altre soluzioni progettuali, comunque analizzate; in special modo, alla base dei ritti delle pile e sugli elementi di acciaio delle nervature di impalcato detti valori sono risultati ampiamente inferiori a quelli limite.

Vale evidenziare come la progettazione del consolidamento e rinforzo delle pile sia stata condotta in modo tale che sotto l’azione sismica allo SLV non si sviluppino fenomeni dissipativi rilevanti negli stessi elementi, garantendo un comportamento prettamente elastico. Infine, sono stati affrontati due aspetti particolarmente delicati ai fini della sicurezza strutturale.

Conclusioni

La valenza strategica del ponte di Montereale nel sistema viario della città di Potenza e la sua importanza come elemento di vero e proprio arredo urbano hanno reso oltremodo necessario provvedere non solo al mero consolidamento dell’opera d’arte ma soprattutto prevederne l’adeguamento antisismico senza, peraltro, prescindere dal suo valore intrinseco.