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Verifiche, monitoraggio e manutenzione dei viadotti autostradali

Dall’Ufficio Ispettivo Territoriale della Direzione Generale per la Vigilanza sulle Concessionarie Autostradali

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In un articolo proposto su “Strade & Autostrade” n° 138 Novembre/Dicembre 2019 a pag. 48 con https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/un-metodo-grafico-per-la-valutazione-della-precompressione-residua/ abbiamo trattato gli esiti delle visite ispettive straordinarie per la sicurezza dei viadotti e l’analisi dello stato manutentivo.

Sul successivo n° 139 Gennaio/Febbraio 2020, rispettivamente a pag. 84 con https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/le-verifiche-di-sicurezza-slu-e-di-funzionalita-sle/ e a pag. 86 con https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/la-verifica-temporanea-delle-strutture-esistenti/, abbiamo approfondito i criteri per effettuare verifiche temporanee di sicurezza delle strutture illustrando l’importanza della scelta delle eventuali misure di mitigazione del danno da applicare, in termini di limitazioni, all’uso dell’opera ovvero di restrizioni al traffico, in relazione alle conseguenze che queste producono sulla circolazione stradale.

Si vedano infine, in conclusione, gli articoli proposti sul fascicolo n° 140 Marzo/Aprile 2020 rispettivamente a pag. 40 con https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/la-verifica-delle-strutture-esistenti-gli-aspetti-principali/ e a pag. 44 con https://www.stradeeautostrade.it/ponti-e-viadotti/il-monitoraggio-attivo-come-valore-aggiunto-nella-sorveglianza-dei-ponti-e-delle-opere-darte/ nei quali abbiamo trattato l’importanza della fase conoscitiva, e quindi, delle ispezioni delle strutture esistenti e dei controlli nel tempo che sulle stesse vanno effettuate e dei sistemi di monitoraggio basati su un approccio innovativo, denominato “Monitoraggio Attivo”.

Visite straordinarie per la sicurezza dei viadotti

Il crollo del viadotto Polcevera di Genova, avvenuto il 14 Agosto 2018, ha confermato la necessità di riesaminare le priorità programmatiche delle infrastrutture e in particolare, per le opere esistenti, di procedere a verifiche di dettaglio definendo, altresì, adeguati criteri di monitoraggio manutentivo.

Conseguentemente, il Ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti ha incaricato l’Ufficio Ispettivo Territoriale di Roma di eseguire, sulla rete di propria competenza, verifiche straordinarie finalizzate ad accertare lo stato conservativo dei viadotti e le relative condizioni di sicurezza.

  • viadotto Palazzo
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    Il viadotto Polcevera, il cui crollo è avvenuto il 14 Agosto 2018
  • Viadotto Polcevera
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    Il viadotto Mignone sulla A12 Tarquinia-Civitavecchia
  • Ammaloramenti
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    Gravi ammaloramenti sul viadotto Palazzo, nel comune di Bugnara, sulla A24 Roma-Teramo
  • Ponti
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    La prova a collasso del viadotto abbandonato Alveo Vecchio sulla A16 Napoli-Canosa
  • viadotto Colle Castino
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    Il viadotto Colle Castino sulla A24 Roma-Teramo (photo credit: http://www.ingcarloaureliostrassil.it)

L’incarico, a differenza di quanto normalmente espletato nell’ordinaria attività di vigilanza autostradale, prevedeva che l’accertamento non fosse demandato alle Società Concessionarie nell’ambito della esclusiva responsabilità di cui all’art. 14 del Codice della Strada, ma si espletasse individuando criteri di verifica disposti direttamente dall’Ufficio del Ministero.

Tale modo di procedere è stato pertanto inquadrato nell’ambito di una attività straordinaria che integrava quella ordinaria nella quale fino ad allora a eseguire autonomamente le verifiche erano state le Società Concessionarie.

Per ottemperare al mandato ricevuto, UIT Roma ha eseguito, dal mese di Settembre 2018 al mese di Luglio 2019, circa 180 sopralluoghi, verificando lo stato di altrettanti viadotti rientranti nella rete autostradale di propria competenza, che si estende per circa 2.000 km del Centro-Sud della Nazione.

Le Società Concessionarie e le Autostrade interessate dai sopralluoghi e verifiche sono le seguenti:

  • Autostrade per l’Italia DT5-DT6-DT7-DT8: A1 Chiusi-Napoli, A12 Roma-Civitavecchia, A14 Riccione-Bari-Taranto, A16 Napoli-Canosa e A30 Caserta-Salerno;
  • Strada dei Parchi: A24 Roma-Teramo, A25 Torano-Pescara;
  • Società Autostrade Meridionali: A3 Napoli-Pompei-Salerno;
  • Tangenziale di Napoli: A56 Tangenziale di Napoli;
  • Società Autostrada Tirrenica: A12 Livorno-San Pietro in Palazzi e A12 Tarquinia-Civitavecchia.

Gli esiti dei sopralluoghi sono stati riportati in specifici verbali: quelli in contraddittorio sottoscritti dai Rappresentanti del MIT e delle Società Concessionarie e quelli eseguiti autonomamente solo dai Rappresentanti del MIT.

Nella maggior parte dei casi, i viadotti ispezionati appartenevano alla famiglia delle opere ammalorate, individuate come tali dalle stesse Società Concessionarie, e hanno interessato anche le superfici interne degli impalcati a cassone.

I sopralluoghi hanno sostanzialmente confermato un grado di ammaloramento, in alcuni casi molto avanzato, tale da rendere necessarie, a giudizio di UIT Roma, le verifiche di sicurezza prescritte dal capitolo 8 delle NTC 2018.

UIT Roma ha accertato anche le condizioni di transitabilità provvisoria dei viadotti, in accordo alle prescrizioni normative, disponendo in alcuni casi la totale interdizione al traffico e in altri casi restrizioni all’uso, compatibili con le ridotte capacità prestazionali dei viadotti.

Si è provveduto a verificare tutte le relazioni, i calcoli e le ipotesi di caratterizzazione assunte dalle Società Concessionarie, rilevando il ripetersi di anomalie che condizionavano in maniera considerevole i risultati delle verifiche medesime.

In particolare, le Società Concessionarie inizialmente intendevano applicare alle strutture non i carichi previsti dalle NTC 2018, ma quelli derivanti dalla Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici del 1962 ovvero quelli di progetto: ebbene, tale criterio è stato rigettato.

Inoltre, la caratterizzazione dei materiali e delle sezioni geometriche, oltreché dello stato della precompressione, quasi sempre non consentiva di raggiungere il prescritto livello di conoscenza LC3 a cui poteva essere associato un fattore di confidenza FC = 1,0.

A tal proposito, infatti, spesso le Società si limitavano a replicare nelle verifiche le ipotesi progettuali. Non di rado, infine, le verifiche erano state proposte allo Scrivente per famiglia tipologica di opera (impalcati a cassone, a travi, ecc.) e non per singolo viadotto. Ne derivava una mediazione dello stato dell’arte che, ovviamente, non poteva essere condivisa.

L’esperienza maturata nel settore, pertanto, ha reso necessaria l’elaborazione del presente documento, che non vuole sostituire o anticipare le specifiche disposizioni normative o eventuali circolari di futura emanazione da parte del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

Al contrario, il documento intende fornire alcune indicazioni preliminari utili a prevenire anomalie di calcolo che potrebbero rendere poco esaustive e coerenti con la realtà le verifiche agli SLE e SLU, e contiene opportuni suggerimenti per la definizione di adeguati programmi di manutenzione e monitoraggio strutturale.

Questa attività si incardina nelle funzioni d’Istituto della Direzione Generale per la Vigilanza sulle Concessionarie autostradali prescritte dal D.M. 346/2014 che, nello specifico, prevede la definizione delle linee di indirizzo, il coordinamento e l’adozione dei provvedimenti ritenuti necessari ai fini della sicurezza stradale, oltreché il monitoraggio delle autostrade.

A tal fine, UIT Roma si è avvalso anche del supporto di diverse Istituzioni Universitarie, tra cui la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Roma La Sapienza, del Politecnico di Torino, dell’Università di Trento e di alcuni Professionisti esterni che collaborano con l’Università Federico II di Napoli, a cui è rivolto un vivo ringraziamento per la collaborazione manifestata.

Sono state eseguite diverse prove di carico e sono in corso ulteriori attività scientifiche che, tuttavia, non saranno completate prima di 12 mesi.

Tra le prove di carico più significative si cita la prova a collasso del viadotto abbandonato Alveo Vecchio al km 122+700 dell’Autostrada A16 Napoli-Canosa, la prova sul viadotto Colle Castino dell’Autostrada A24 Roma-Teramo e la prova di carico eseguita sul viadotto Coltano dell’Autostrada A12 Livorno-San Pietro in Palazzi.

Il presente documento, pertanto, vuole rappresentare una prima sintesi degli accertamenti eseguiti e fornire, come detto, le prime indicazioni utili per le verifiche e il monitoraggio manutentivo delle opere d’arte esistenti, nelle more che sia completato l’ulteriore approfondimento scientifico commissionato alle Università, attraverso le Società Concessionarie. 

L’analisi dello stato manutentivo

Le verifiche di sicurezza e funzionalità, prescritte dal capitolo 8 delle NTC2018, devono necessariamente rappresentare il momento di sintesi finale di una attenta analisi e di un costante monitoraggio dello stato manutentivo.

Dette verifiche si rendono, infatti, necessarie qualora il degrado riscontrato, o più semplicemente il mutare delle condizioni d’uso delle opere, interagisca con le reali capacità statiche delle strutture e la loro funzionalità.

In conformità alle indicazioni contenute nella Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici n° 6736-61-A1 del 19/07/1967 e s.m.i., le ispezioni sulle strutture devono essere eseguite con cadenza periodica almeno trimestrale, e devono consentire di individuare i difetti manutentivi, preliminarmente catalogati. I risultati di tali ispezioni sono riportati nelle specifiche schede di cui ogni Società dovrà dotarsi.

A riguardo, il citato D.M. 346/2014 ha individuato negli Uffici Ispettivi Territoriali della DGVCA, e quindi anche in UIT Roma, gli Organi competenti per l’approvazione dei programmi e dei criteri di manutenzione elaborati dalle Società Concessionarie.

L’esame dei piani manutentivi delle Concessionarie da parte del Concedente era già previsto dalle convenzioni vigenti anche prima del D.M. 346 citato. Tuttavia, solo a seguito dell’emanazione di detto Decreto questa funzione di responsabilità è stata trasferita agli Uffici Ispettivi. Il recente parere CT-40046/2018 prot. 176891 del 28/03/2019 dell’Avvocatura Generale dello Stato ha confermato tale orientamento giuridico.

Ciò premesso, si pone il problema di definire una procedura decisionale, basata su analisi multicriteria, che consenta di sviluppare un adeguato piano di monitoraggio e controllo delle opere, individuando altresì una scala di priorità degli interventi manutentivi da eseguire.

A riguardo UIT Roma ha istituito un tavolo tecnico con le Società Concessionarie rientranti nelle proprie competenze territoriali, il cui obiettivo è quello di individuare un parametro che sinteticamente rappresenti la vulnerabilità manutentiva, attraverso un “fattore di rischio” della singola opera d’arte. Al tavolo tecnico partecipa anche una Istituzione Universitaria a cui è stato commissionato specificatamente l’approfondimento scientifico.

Tale fattore sarà correlato con diversi indici, ognuno dei quali rappresenta un rischio specifico che può incidere sulla sicurezza globale, oltreché sulla durabilità dell’opera d’arte.

A titolo esemplificativo ma non esaustivo si possono indicare i seguenti indici:

  • indice di criticità manutentiva: determinato a seguito delle ispezioni periodiche, rappresenta il degrado presente nel ponte/viadotto;
  • indice di invecchiamento: tiene conto dell’età del ponte e della sua vita utile;
  • indice di vulnerabilità di precompressione: stimato a seguito delle effettive cadute di precompressione a tempo infinito e dei difetti nei cavi di precompressione;
  • indice di pericolosità sismica: corrispondente alle coordinate geografiche dell’opera (accelerazione al suolo sul bedrock) e alla sua vulnerabilità sismica (confronto capacità/domanda);
  • indice di pericolosità idrogeologica;
  • indice di esposizione al traffico: tiene conto del TGM della tratta autostradale;
  • indice di esposizione: in ragione della pericolosità verso o dall’ambiente esterno (presenza di infrastrutture o insediamenti sensibili sottostanti o adiacenti).

L’obiettivo del tavolo tecnico istituito da UIT Roma è, pertanto, quello di individuare la procedura multicriteria che consenta di definire, per ogni ponte/viadotto, un indice di rischio, qualitativamente rappresentato dalla formula:

Rischio = Vulnerabilità x Pericolosità x Esposizione

Quanto sopra al fine di poter mappare tutte le opere presenti e associare ad ognuna di esse una priorità di intervento. Tale procedimento deve, tuttavia, essere integrato con le verifiche di sicurezza e funzionalità che, inevitabilmente, renderanno prioritari i relativi interventi di adeguamento nel caso di pregiudizio statico o funzionale.

La necessità di procedere alle verifiche di sicurezza in parola deve risultare dalle schede di rilievo delle visite periodiche (indice di criticità manutentiva) che, pertanto, non si devono limitare a rappresentare una indagine meramente visiva dell’opera. Al contrario, dette schede devono evidenziare – attraverso indagini indirette – anche eventuali criticità strutturali non sempre visionabili.

Ci si riferisce in particolare ai difetti dei cavi di precompressione e alla determinazione della precompressione residua, che non può essere ipotizzata coincidente con la previsione progettuale. Spesso, infatti, le cadute di tensione a tempo infinito sono sensibilmente diverse da quelle ipotizzate nel progetto originario, raggiungendo valori sensibilmente superiori al 30%.

Un tale “difetto” raramente è visibile e deve quindi essere adeguatamente ispezionato e verificato con prove specifiche. Si ricorda che il valore della precompressione residua e della relativa armatura ha una rilevanza sia nelle verifiche a taglio agli SLU (controtaglio) sia nelle verifiche a flessione agli SLU (dove i cavi intervengono con la loro resistenza analogamente all’armatura ordinaria) sia nelle verifiche agli SLE per la presenza di detensionamento o fessurazione nelle combinazioni di carico rara e frequente.

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