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Barriere di sicurezza stradali in calcestruzzo armato ad alti profili innovativi

Tecniche di monitoraggio e controllo degli ancoraggi delle barriere New Jersey in calcestruzzo per la sicurezza di un ponte stradale

Al Webinar del 23 Settembre 2021, tra le varie Aziende intervenute ABESCA (Associazione Barriere Elementi Sicurezza Cemento Armato), realtà conosciuta a livello internazionale per la sua attività di divulgazione all’utilizzo delle barriere di sicurezza stradali in calcestruzzo armato ad alti profili innovativi, ha presentato la sua esperienza per il monitoraggio e il controllo degli ancoraggi delle barriere New Jersey in calcestruzzo per la sicurezza del ponte stradale.

Per quanto riguarda le barriere di sicurezza stradale da installare sui cordoli dei ponti, ABESCA ha nella sua gamma di prodotti la barriera in calcestruzzo modello ABESCA NJBP testata secondo la Normativa europea EN1317-1/2 e in possesso di certificazione di conformità CE (www.abesca.com).

barriere di sicurezza
1. La barriera bordo ponte ABESCA NJBP

Il dispositivo in calcestruzzo, che ha ottenuto durante i crash test una larghezza di lavoro normalizzata W5, è costituito da moduli in calcestruzzo armato di lunghezza 6,00 m e altezza 1,00 m, sui quali viene installato un mancorrente in acciaio di altezza 0,60 m, per una altezza complessiva da terra di 1,60 m.

La barriera può essere utilizzata come protezione da bordo ponte (o bordo viadotto), come bordo di muro di sostegno e come protezione di bordo curva (o anche rettilineo) nel caso di carreggiate separate e a quote sfalsate. La barriera è ancorata al cordolo in calcestruzzo del ponte mediante degli ancoraggi chimici realizzati con barre filettate in acciaio.

Gli ancoraggi vengono alloggiati in particolari vani o “tasche” realizzate al piede del manufatto in calcestruzzo.

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2. La camera di espansione realizzata nel cordolo del ponte

In passato, l’ancoraggio delle barriere in calcestruzzo al cordolo del ponte veniva realizzato tramite l’utilizzo di tasselli in acciaio. Tali tasselli, assieme ai collegamenti orizzontali tra i moduli di New Jersey e all’attrito tra quest’ultimo e il supporto, contribuivano a dissipare l’energia d’urto e a contenere lo spostamento.

I tasselli venivano inseriti nel cordolo del ponte dove, direttamente al suo interno, veniva realizzata una camera inferiore di espansione che permetteva il movimento di traslazione laterale della barriera in caso di urto da parte di un veicolo.

Tale sistema ha però mostrato nel tempo un difetto nel favorire l’accumulo di agenti corrosivi (acque meteoriche, sali) che possono agire sul degrado della barra ancorante.

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3. La soluzione del dispositivo ABESCA NJBP, con camera di espansione nel manufatto

La soluzione innovativa adottata dalla barriera da ponte ABESCA NJBP prevede la realizzazione della camera di espansione direttamente nella parte inferiore del manufatto in calcestruzzo, riducendo in questo modo gli effetti degli agenti corrosivi sull’ancorante e quindi garantendo la sua corretta funzionalità e quella del dispositivo di sicurezza nel tempo. L’ancoraggio al cordolo sottostante viene realizzato mediante ancoranti chimici inghisati nel calcestruzzo.

La soluzione adottata da ABESCA, oltre a ridurre notevolmente i tempi e costi di installazione del dispositivo, diminuisce in maniera considerevole anche i costi di manutenzione, poiché l’ancoraggio non necessita di interventi nel tempo, se non il monitoraggio controllo della corretta coppia di serraggio del sistema ancorante.

L’ancoraggio della barriera
4. L’ancoraggio della barriera da bordo ponte ABESCA NJBP

Le problematiche manutentive dei sistemi di ancoraggio barriere da bordo ponte

Le problematiche manutentive che possono emergere nella vita della barriera da ponte con specifico riferimento al sistema di ancoraggio sono riconducibili a:

  • perdita del serraggio del collegamento;
  • corrosione delle barre metalliche di ancoraggio;
  • la perdita di integrità della struttura in calcestruzzo a cui la barriera è ancorata;
  • degrado della prestazione dell’ancorante chimico rispetto a quella richiesta dalla barriera.
La corrosione del tassello
5. Un esempio di corrosione del tassello di ancoraggio

La perdita della coppia originaria di serraggio può avvenire per slittamento delle parti giuntate per vibrazioni indotte dalle strutture o carico termico ciclico. La verifica del mantenimento della coppia di serraggio dei collegamenti bullonati comporta un controllo strumentale da parte degli operatori della manutenzione dell’infrastruttura effettuata mediante chiave dinamometrica.

Per quanto riguarda la corrosione delle barre metalliche di ancoraggio e dei dispositivi di sicurezza al cordolo del ponte, l’innesco di tali fenomeni è riconducibile, per esempio, allo spargimento di sale sulle strade, durante il periodo invernale.

L’accertamento della presenza di fratture o di danneggiamenti della filettatura come per la presenza di fenomeni corrosivi si basa principalmente su controlli visivi. In questi casi l’intervento manutentivo programmato prevede la sostituzione dei componenti danneggiati.

Il degrado dell’infrastruttura
6. Il degrado dell’infrastruttura

Particolare importanza per la tenuta degli ancoraggi delle barriere da ponte riveste l’integrità della struttura in calcestruzzo a cui il dispositivo di sicurezza passiva è collegato.

Lo stato dei cordoli e delle strutture in calcestruzzo a cui la barriera è ancorata è una verifica essenziale da effettuare per garantire il funzionamento del dispositivo stesso e la sicurezza degli utenti della infrastruttura viaria.

La presenza di fessurazioni o lesioni nella struttura può compromettere il funzionamento a trazione e taglio dei tirafondi di ancoraggio, non garantendo il corretto funzionamento della barriera in caso di urto da parte di un veicolo.

I controlli da effettuare per individuare possibili problematiche sono controlli di tipo visivo.

Il degrado dell’ancorante chimico
7. Il degrado della prestazione dell’ancorante chimico

Le problematiche che possono emergere in esercizio per mancata tenuta dell’ancorante chimico sono riconducibili a procedure non corrette adottate in fase di posa o al degrado della prestazione in fase di esercizio.

I controlli da effettuare in opera per assicurare il corretto comportamento dell’ancorante chimico sono prove di pull out di tipo confinato, con le quali si può giungere all’innesco del meccanismo di sfilamento per superamento del livello di resistenza dell’ancorante chimico.

Le azioni future da proporre, per garantire un monitoraggio adeguato e costante degli ancoraggi delle barriere di sicurezza da bordo ponte, si basano sull’utilizzo di applicazioni e tecnologie avanzate a servizio del monitoraggio e della diagnostica di degrado dei ponti.

Le prove di pull out confinata
8. Le prove di pull out confinata

Le più recenti tecnologie si basano sull’impiego di sistemi aeromobili a pilotaggio remoto (SAPR), più comunemente noti come droni, strumentazione avanzata e tecnica di Intelligenza Artificiale che consentono l’individuazione dei difetti dell’infrastruttura.

Oltre all’utilizzo di tali tecnologie, un controllo programmato e costante degli ancoraggi e dei collegamenti ai cordoli dell’infrastruttura, uniti all’utilizzo di nuovi sistemi di alert automatico per variazioni di coppie di serraggio del sistema di ancoraggio della barriera da ponte, garantirebbero un monitoraggio costante, il corretto funzionamento delle barriere e la sicurezza degli utenti della strada.

La soluzione adottata da ABESCA per la barriera in calcestruzzo da ponte NJBP, realizzata mediante camera di espansione direttamente nella parte inferiore del manufatto in calcestruzzo, riducendo così gli effetti degli agenti corrosivi sull’ancorante, assicura minori interventi di manutenzione e controllo, garantendo il corretto funzionamento della barriera in calcestruzzo e la sicurezza stradale.

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9. La corretta installazione della barriera NJBP su cordolo in calcestruzzo

L’Associazione ABESCA

L’Associazione ABESCA, fondata nel 2002 da Produttori di elementi prefabbricati in calcestruzzo, ha come scopo prioritario l’innalzamento degli standard della sicurezza passiva degli utenti della strada, mediante l’utilizzo di prodotti altamente tecnologici e affidabili in termini di sicurezza, manutenzione e costi.

Tutte le barriere di sicurezza stradale ABESCA, sia da spartitraffico, bordo laterale, bordo ponte, per punti fissi e gallerie, sono stati messi a punto e testati in laboratori accreditati Accredia (EN ISO/IEC 17025) e certificate CE secondo lo standard europeo EN 1317. Ad oggi le barriere ABESCA sono state installate su oltre 5.000 km di strade in tutto il mondo.

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