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Il controllo e la valutazione della sicurezza dei ponti esistenti – seconda parte

I concetti alla base della valutazione delle opere d’arte esistenti, ponti e viadotti, vengono illustrati evidenziando i presupposti e l’importanza di una Normativa agile e prestazionale

sfondo bon

  For English version: https://www.stradeeautostrade.it/en/infrastructures-road-network/the-control-and-the-assessment-of-the-safety-of-existing-bridges-part-2/

La prima parte dell’articolo, proposta su “S&A” n° 142 Luglio/Agosto 2020, è online su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-controllo-e-la-valutazione-della-sicurezza-dei-ponti-esistenti-prima-parte/.

L’analogia con la medicina

Una analogia utile per impostare la valutazione di opere esistenti si ottiene dalla medicina, considerando il percorso clinico di Figura 1. Si parte nella fase analitica (I) dalla documentazione del ponte, dalle ispezioni e dalle indagini in sito e in laboratorio.

In questa fase, i dati e le informazioni possono essere paradossalmente troppi: strumenti come gli algoritmi basati sull’intelligenza artificiale, la gestione di big data o strumenti di rappresentazione come il BIM possono essere di aiuto, ma non sono risolventi.

Infatti, solo nella fase (II) di elaborazione logica e ancor più nella fase (III) diagnostica di sintesi, si arriva a definire compiutamente lo stato dell’opera: qui è essenziale una comprensione del comportamento strutturale che può soppesare quelle che sono indicate genericamente come anomalie.

La valutazione di un’opera d’arte è, infatti, un processo olistico che tiene conto di come questa può entrare in crisi come illustrato nel modello di Reason di Figura 2 sottostante.

Si può ritenere che quando debolezze e mancanze presenti in misura maggiore o minore in tutti i passi illustrati risultano allineate, allora si ha la possibilità di una crisi strutturale.

collasso strutturale
1. L’analogia con la medicina per la valutazione di un ponte esistente

Particolare attenzione deve essere dedicata a ricostruire il clima di progetto, ovvero l’insieme di conoscenze all’epoca di progetto dell’opera: in questo senso, le lezioni del passato studiate con i metodi dell’ingegneria forense sono insostituibili.

Inoltre, aspetti sistemici come:

  • il riverbero dello stato di degrado di una singola parte strutturale (vincolo, singolo elemento, ecc.) sul possibile funzionamento e cambiamento dello schema statico complessivo dell’opera;
  • l’influenza sul cambio delle modalità di collasso (ad esempio, da meccanismo di rottura flessionale o per taglio, ovvero da duttile a fragile, ecc.);
  • l’individuazione dello scenario di contingenza che può realisticamente avverarsi nel futuro prossimo per l’opera in esame;
  • l’influenza sulla compatibilità dei materiali, nel rispetto del principio di precauzione;
  • la robustezza strutturale risultano punti complessi che solo un ragionamento basato su una solida cultura scientifica e tecnica, oltre a una profonda esperienza e un chiaro senso pratico, può affrontare [1 e 2].

Del resto, anche l’esame ispettivo su una struttura non può che considerare l’osservazione di Henri Bergson secondo cui l’occhio vede solo ciò che la mente è preparata a comprendere [3].

opere d’arte
2. Il modello di Reason che ordina le fasi con cui si arriva a valutare la possibile crisi di un sistema

Sicurezza formale e sicurezza sostanziale

Per una consapevole valutazione della sicurezza di una struttura, vale la pena soffermarsi su quelli che sono gli assunti impliciti alla base delle Norme per le costruzioni, come per l’Eurocodice 0:

  • la scelta del sistema strutturale e la progettazione della struttura è effettuata da Personale adeguatamente qualificato ed esperto;
  • l’esecuzione è eseguita da Personale con le competenze e l’esperienza appropriate;
  • viene fornita un’adeguata supervisione e controllo di qualità durante l’esecuzione dei lavori, vale a dire in uffici di progettazione, fabbriche, impianti e in loco;
  • i materiali e prodotti da costruzione sono utilizzati come specificato nella EN 1990 o nella EN 1991 a EN 1999 o nelle pertinenti Norme di esecuzione o materiale di riferimento o specifiche del prodotto;
  • la struttura sarà adeguatamente mantenuta;
  • la struttura verrà utilizzata in conformità con le ipotesi di progettazione.

Inoltre, con riferimento alla misura della probabilità di collasso espressa dall’indice di affidabilità b, la frequenza effettiva di fallimento dipende in modo significativo dall’errore umano, che non è considerato nella definizione dei coefficienti parziali di sicurezza: non fornisce, dunque, un’indicazione della frequenza effettiva di cedimento strutturale.

Appare evidente che la formulazione della sicurezza con queste assunzioni è da intendersi come formale, essendo invece necessario per la sicurezza sostanziale di un’opera considerare proprio gli aspetti sopra omessi. In particolare, l’errore umano risulta essere largamente il maggior responsabile delle crisi strutturali, come evidenziato in Figura 3.

Ponti
3. Le cause di collasso strutturale in funzione dell’evoluzione delle conoscenze e delle Normative: l’errore umano risulta prevalente

Si devono comprendere anche quelli che Pugsley già nel 1973 aveva indicato essere le maggiori cause di collassi strutturali:

  1. mancanza di esperienza dei gruppi responsabili della progettazione e della costruzione;
  2. clima finanziario;
  3. clima industriale;
  4. clima politico.

Frequentemente, confondendo sicurezza sostanziale con formale, si introducono nuove stratificazioni normative: questo incremento quantitativo del corpus normativo, invece, risulta non solo inefficiente ma anche peggiorativo a causa della sua non ergonomia.

Sul pericolo della proliferazione delle Normative, Pozzati affermava quasi 40 anni fa: “Ma un numero di regole eccessivo comporta vari degli inconvenienti dianzi citati e in particolare:

  • l’impoverimento dell’autonomia e della creatività, in quanto l’opera del Progettista è irretita dalle Norme;
  • la difficoltà di discernere ciò che veramente conta;
  • la sensazione di avere, al riparo delle Norme, responsabilità assai alleviate;
  • la difficoltà non infrequente di rendersi conto dei ragionamenti che giustificano certe regole, rischiando di considerare queste alla stregua di algoritmi, ossia di schemi operativi che – una volta appresi – il pensiero non è più chiamato a giustificare”.

Conclusioni

La Circolare 19/07/1967 n° 6736/61A1 oltre mezzo secolo fa presentava, in un testo agile di poche pagine con un’ottica prestazionale, tutti i concetti necessari alla valutazione di opere d’arte, proponendo di organizzare nel modo più efficiente il necessario controllo periodico – inteso nel senso più completo – delle condizioni statiche delle opere stesse.

Ariccia
4. Il crollo del ponte di Ariccia vicino a Roma

Indicava, infatti, come la permanente vigilanza sullo stato di consistenza e sulla statica delle opere d’arte e dei manufatti stradali consentirebbe di prevenire danni o dissesti mediante la tempestiva adozione di provvedimenti adeguati, consentendo di scoprire in tempo segni premonitori di eventuali cedimenti, lesioni, crolli incipienti, permettendo mediante pronti interventi, provvedimenti limitativi e cautelativi, di scongiurare eventi drammatici e vere e proprie catastrofi.

Dopo il crollo del ponte di Ariccia, era già stato scritto tutto.

Bibliografia

[1]. F. Bontempi – “I concetti elementari alla base della robustezza strutturale di ponti e viadotti – prima parte”, “Strade & Autostrade” n° 138 November/December 2019 and https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/i-concetti-elementari-alla-base-della-robustezza-strutturale-di-ponti-e-viadotti-prima-parte/.

[2]. F. Bontempi – “I concetti elementari alla base della robustezza strutturale di ponti e viadotti – seconda parte”, “Strade & Autostrade” n° 139 January/February 2020 and https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/i-concetti-elementari-alla-base-della-robustezza-strutturale-di-ponti-e-viadotti-seconda-parte/.

[3]. F. Bontempi, C. Crosti – “Tutta colpa di un fazzoletto?”, “Strade & Autostrade” n° 119 September/October 2016 and https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/tutta-colpa-di-un-fazzoletto/.

La prima parte dell’articolo è online su https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-controllo-e-la-valutazione-della-sicurezza-dei-ponti-esistenti-prima-parte/.

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