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Nuove Norme per la sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti

In dirittura d’arrivo la revisione della Norma UNI 10985 “Vibrazioni su ponti e viadotti”

Il monitoraggio di un ponte

Nuove norme – Il Comitato Tecnico UNI/CT 021 – Ingegneria Strutturale ha recentemente approvato, per gli aspetti di competenza, il testo revisionato della Norma UNI 10985 “Vibrazioni su ponti e viadotti – Linee guida per l’esecuzione di prove e rilievi dinamici”.

Il testo, curato dal gruppo di lavoro “Monitoraggio delle Strutture”, passa ora al vaglio degli esperti della Commissione “Acustica e Vibrazioni” per la necessaria revisione tecnica e per l’approvazione finale.

La Norma, originariamente emanata nel 2002, è stata sottoposta a revisione sia per adeguarla agli sviluppi scientifici e tecnici che si sono prodotti sull’argomento nel corso degli anni, sia per renderla coerente con i principi espressi nel rapporto tecnico UNI/TR 11634:2016 Linee Guida per il monitoraggio strutturale.

La conoscenza della risposta dinamica e dell’eventuale variazione nel tempo dei parametri rappresentativi della risposta stessa costituisce infatti una componente importante, per quanto non esaustiva, del processo di monitoraggio delle condizioni di integrità di una struttura e in particolare di un ponte.

Rilievi su un ponte
1. Rilievi su un ponte

Oltre alla sempre più frequente applicazione dei sistemi di monitoraggio su ponti esistenti – tra l’altro raccomandata dalle Linee Guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti di cui al D.M. 578 del 17.12.2020 -, la disponibilità di tecnologie innovative nel campo dei sensori dinamici e dell’acquisizione dei dati nonché di metodi per l’analisi e l’interpretazione dei risultati delle misure di maggiore efficienza rispetto al passato contribuiscono alla diffusione dei rilievi e delle misure dinamiche sui ponti nelle diverse fasi della loro vita, dalla costruzione al collaudo e al controllo delle condizioni di esercizio.

Tuttavia, la pianificazione e l’esecuzione di prove e rilievi dinamici richiedono competenze e Normative di riferimento adeguate.

Il nuovo testo della Norma si presenta quindi notevolmente ampliato rispetto al precedente e include, inoltre, nuovi capitoli dedicati all’interpretazione e alla valutazione dei risultati delle misure, alla modellazione dei ponti in funzione della progettazione e dell’interpretazione delle prove dinamiche, anche integrando contenuti delle ISO 18649:2004 allo scopo di fornire una guida sintetica ma il più possibile completa per i Tecnici coinvolti nell’esecuzione di prove e rilievi dinamici sui ponti.

Nel testo, sono inoltre stati ampliati i riferimenti alla misura e al monitoraggio delle vibrazioni causate dal vento, dal sisma e da altri fenomeni ambientali. La casistica delle applicazioni delle misure dinamiche è stata estesa ed è stato ampliato l’insieme delle appendici. Il testo della Norma è infine corredato da una bibliografia aggiornata.

Per quanto riguarda contenuti specifici, oltre a tener conto degli aggiornamenti tecnologici anche a riguardo delle tipologie dei ponti e delle Normative più recenti correlate al tema, le nuove Norme in particolare riservano un maggiore spazio ai metodi basati sulla misura delle vibrazioni ambientali o dovute al traffico e sull’applicazione alle serie temporali delle registrazioni di algoritmi di identificazione OMA (Operational Modal Analysis).

Prove su un ponte
2. Prove su un ponte

A prescindere infatti dall’esecuzione di misure e rilievi dinamici per scopi di controllo durante la costruzione, in fase di collaudo e durante la vita operativa dei ponti ove la scelta dei metodi di eccitazione è più ampia, quando il rilievo delle vibrazioni è parte di un sistema di monitoraggio permanente l’applicazione delle tecniche OMA è di fatto uno standard.

L’analisi dei dati e le metodologie di identificazione strutturale formano l’oggetto di un apposito capitolo delle nuove Norme in cui vengono richiamati i principi fondamentali e i processi nel dominio del tempo, nel dominio della frequenza e nel dominio combinato tempo-frequenza.

La trattazione è mantenuta a un livello concettuale di base, richiamando – ove opportuno – pubblicazioni recenti di ampia diffusione. Gli argomenti sono poi ripresi a livello operativo in una specifica appendice, con riferimento alle diverse modalità di eccitazione utilizzate nelle prove.

Un ulteriore capitolo è dedicato alla valutazione dei dati risultanti dalle campagne di misura e di monitoraggio. In tale capitolo, dopo una classificazione dei criteri di valutazione, sono fornite indicazioni per la valutazione dei dati durante la costruzione, della sicurezza strutturale e delle condizioni in esercizio, con riferimenti alle metodologie di identificazione del danno, incluso il danneggiamento a fatica, e alle Normative applicabili alle vibrazioni in condizioni di esercizio dei ponti stradali, ferroviari e delle passerelle pedonali.

Nuove Norme per la sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti
3. L’importanza del monitoraggio strutturale

L’ultimo capitolo, dedicato alla presentazione dei risultati di singole campagne di misura, pone in evidenza l’importanza della progettazione della prova, con l’individuazione degli obiettivi, dei punti di misura, delle metodologie di indagine, della validazione dei risultati e della loro interpretazione.

Mentre tali fasi sono affidate dal Gestore del ponte a Tecnici di comprovata esperienza, l’installazione della strumentazione e l’esecuzione delle misure sono compito di laboratori di indagine e Tecnici qualificati ai sensi delle vigenti Normative. Ad essi compete la redazione del Rapporto di Prova, i cui contenuti minimi sono descritti nel testo del capitolo.

Per i rilievi dinamici facenti parte di processi di monitoraggio permanente, si rimanda al Rapporto Tecnico UNI/TR 11634:2016.

Come spunto per una diffusione sempre più capillare e profonda del know how riguardante le misure di vibrazione, viene fatto riferimento alla UNI 11568:2015 Vibrazioni – Strumentazione e analisi per la misura delle vibrazioni – Strumentazione di misura, sia per una omogeneità tecnica nell’ambito strettamente coperto dalla Norma UNI 10985, sia per fornire ai Tecnici un ventaglio di opportunità “scientifiche” che permettano la migliore descrizione metrologica possibile per le strutture in esame.

Nuove Norme per la sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti
4. Risposta sismica

Le nuove norme sono corredate da una serie di appendici fra cui, oltre a quella già citata, alcune dedicate alle caratteristiche delle vibrodine e dei sensori; infine, quella dedicata ai casi d’uso. Quest’ultima costituisce un utile riferimento per la progettazione e l’esecuzione di prove e rilievi dinamici in funzione dei casi d’uso.

In particolare, i casi considerati comprendono la misura dello spettro, l’identificazione delle frequenze naturali e della risposta in frequenza, l’estrazione dei parametri modali, l’identificazione dei parametri di modello e la misura della risposta sismica; per ciascun caso sono forniti i criteri da adottare per la progettazione della prova, le condizioni di fattibilità della prova stessa, le caratteristiche minime del sistema di misura, le modalità di acquisizione delle registrazioni e di rappresentazione dei risultati.

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