Una maglia reticolare di controvento inferiore, avente larghezza 5,00 m e passo longitudinale pari a quello dei diaframmi, rappresenta il completamento dell’ideale profilo chiuso della sezione trasversale d’impalcato.
L’impalcato è caratterizzato da una larghezza di 21,45 m, che si mantiene costante per l’intera lunghezza del viadotto, su cui trovano alloggiamento una carreggiata a tre corsie di marcia (oltre a corsia di emergenza e banchina) ed un marciapiede sul lato della corsia lenta. La soletta in calcestruzzo armato ordinario ha spessore costante di 20 cm ed è stata gettata su lastre metalliche tralicciate e saldate alle piattabande superiori delle travi. Il sistema di connessione tra la soletta e le travi è realizzato mediante pioli connettori di tipo Nelson.
Il viadotto VI004 P16-P19: le prove dirette di carico
Le prove dirette di carico del viadotto sono state condotte il 27 Marzo 2015. Più in dettaglio:
- la prima prova diretta di carico ha impegnato le due campate maggiori P17-PFS e PFD-P18 in modo da determinare su entrambe una sollecitazione flessionale positiva dell’ordine del massimo valore di progetto;
- la seconda configurazione di carico (32 automezzi pesanti disposti su tre file) ha impegnato le campate PFS-PFD e PFD-P18 in modo da sollecitare la struttura a massimo momento negativo in corrispondenza dell’appoggio PFD;
- la terza prova di carico (26 automezzi pesanti disposti su tre file) ha impegnato le campate P16-P17 e P17-PFS in modo da determinare nella zona in appoggio su pila P17 una sollecitazione flessionale negativa prossima al massimo valore di progetto;
- l’ultima configurazione di carico (15 automezzi pesanti disposti su tre file) ha, infine, impegnato la campata PFS-PFD, centrata sulla pila metallica a cavalletto.
Durante l’intera sessione di collaudo, l’evoluzione nel tempo degli spostamenti è avvenuta in modo regolare e ha seguito progressivamente e proporzionalmente le successive fasi di carico e scarico a ritroso.
Per quanto riguarda i valori estremali di spostamenti e residui osservati durante le misure, si può osservare che:
- il massimo spostamento, misurato nella mezzeria della campata P17-PFS durante la prima configurazione di carico, è stato pari a −149,8 mm (ovvero inferiore ad 1/700 della luce della medesima campata);
- gli spostamenti residui misurati nelle mezzerie delle campate direttamente caricate sono stati generalmente inferiori al 10%;
- gli spostamenti massimi osservati in corrispondenza degli appoggi sono stati estremamente contenuti e accompagnati da residui allo scarico pressoché nulli o trascurabili.
Il viadotto VI004 P16-P19: indagini dinamiche
Le indagini dinamiche, finalizzate alla determinazione sperimentale delle caratteristiche dinamiche modali (frequenze naturali, smorzamenti e deformate modali), sono state condotte in accordo sia con le raccomandazioni UNI sia con le più recenti istruzioni internazionali emesse nel 2009 dal Laboratoire Central des Ponts et Chaussèss.
La risposta dinamica del ponte è stata registrata, per ogni configurazione di misura, per una durata di 6 ore con passo temporale Δt = 0,005 s (frequenza di campionamento pari a 200 Hz). Durante le prime 3 ore d’acquisizione, la risposta della struttura è stata registrata – per ciascuna configurazione di misura – in condizioni puramente ambientali, ovvero con eccitazione prevalentemente costituita dai microtremori indotti dalle attività di cantiere e dall’esercizio delle linee ferroviarie sottostanti alla campata PFD-P18 del viadotto. Nelle 3 ore successive, anche al fine di simulare il normale esercizio viario, l’eccitazione era costituita anche dal transito ripetuto di uno o più automezzi pesanti.
L’esame di alcuni rilievievidenzia che i micro-tremori indotti dall’esercizio ferroviario provocano sull’impalcato del viadotto accelerazioni tutt’altro che trascurabili, dell’ordine di 2-3 cm/s2; l’effetto dei microtremori è, inoltre, evidente anche quando un automezzo pesante transita sull’impalcato. Tale circostanza conferma che l’impiego dell’eccitazione ambientale risulta la metodologia sperimentale più adatta per la caratterizzazione dinamica del via dotto in esame, avente frequenzafondamentale attesa inferiore ad 1 Hz e già esposto a livelli non trascurabili di eccitazione ambientale.
L’identificazione dei parametri modali dell’opera è stata effettuata con riferimento a finestre temporali di 3.600 s in quanto tale durata soddisfa le raccomandazioni della letteratura scientifica e tecnica per l’applicabilità e l’accuratezza delle tecniche numeriche di analisi modale in condizioni operative.
In base al complesso dei risultati in esse presentati è possibile osservare quanto segue:
- degli otto modi principali illustrati, due sono di prevalente flessione nel piano orizzontale (L), tre sono di prevalente flessione nel piano verticale (B) e tre sono di natura torsionale (T);
- il modo fondamentale è di flessione laterale (combinata a torsione) e ha frequenza propria pari a 0,879 Hz;
- il primo modo di dominante flessione verticale ha frequenza naturale di 0,884 Hz, assai prossima a quella del modo fondamentale;
- le deformate modali dei primi due modi, aventi frequenze ravvicinate di 0,879 Hz e 0,884 Hz, presentano forma completamente differente e caratterizzata dalla simultanea presenza di atti di moto (componenti di spostamento modale) verticali e trasversali;
- il primo modo di prevalente torsione ha frequenza di circa 1,74 Hz;
- i modi di prevalente flessione sia laterale che verticale identificati hanno forma regolare e del tutto conforme al complesso schema statico del ponte in esame;
- i modi torsionali identificati sono anch’essi piuttosto regolari e conformi alle attese, sebbene la forma di alcuni risenta della complessa architettura strutturale dell’opera (schema statico, sezione trasversale d’impalcato aperta, tracciato curvilineo, pendenza trasversale).