![\"Il](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/1-il-ponte-sul-brenta.jpg\" "\\"1.")
Negli ultimi anni, in Italia, il settore delle infrastrutture si \u00e8 concentrato sul tema della gestione e manutenzione di ponti e viadotti esistenti.<\/p>\n
La maggior parte delle strutture sono state costruite nel Dopoguerra impiegando le tecniche costruttive in calcestruzzo armato con armatura lenta e pretesa. Dopo i gravi casi legati al collasso di infrastrutture esistenti, nel Maggio 2020 l\u2019Assemblea Generale del CSLLPP ha approvato le Linee Guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza e il monitoraggio dei ponti esistenti [1].<\/p>\n
\u00c8 necessario censire ogni struttura in modo da poterne conoscere tutte le caratteristiche geometriche, morfologiche e strutturali. Per le infrastrutture con grandi danneggiamenti, quindi con classe di attenzione alta, l\u2019attenzione \u00e8 maggiore ed \u00e8 necessario, oltre ai controlli con ispezioni periodiche o straordinarie in situ, attuare preventivamente dei sistemi di sorveglianza e monitoraggio.<\/p>\n In particolare, il monitoraggio strutturale o Structural Health Monitoring (SHM) ha lo scopo di sviluppare sistemi autonomi in grado di monitorare in continuo permettendo di identificare non solo il danneggiamento strutturale, ma anche di capire come i danni si verificano nella struttura (analisi predittive).<\/p>\n Conoscendo appieno tutte le informazioni necessarie per una corretta conoscenza dell\u2019opera, si devono creare degli spazi dedicati dove l\u2019ispettore ha la possibilit\u00e0 di interrogare le singole infrastrutture, il Bridge Management System (BMS).<\/p>\n Esso \u00e8 un sistema di gestione dei manufatti basato su un database interno dove si ha la catalogazione di tutti i documenti riguardanti l\u2019opera, un sistema di procedure per definire i vari interventi di manutenzione o di adeguamento, i modelli di calcolo che permettono di predire le condizioni degli elementi, la stima dei costi e lo stato di sicurezza dell\u2019opera.<\/p>\n <\/p>\n\n \n <\/a>\n <\/a>\n <\/span>\n <\/div>\n Per poter visualizzare e interagire la struttura tridimensionale \u00e8 necessario impiegare dei modelli informativi infraBIM. Per lo sviluppo del caso studio, \u00e8 stato impiegato il software commerciale infraBIM Midas CIM. Esso ha la peculiarit\u00e0 di poter generare geometrie complesse, allineare automaticamente in modo parametrico gli elementi al tracciato del ponte e definire una gerarchia strutturale che permette di contestualizzare ogni porzione dell\u2019infrastruttura.<\/p>\n La decisione di modellare con il software Midas CIM \u00e8 dettata dalla necessit\u00e0 di avere un applicativo incentrato sulla modellazione informativa dedicata ai ponti.<\/p>\n In termini di tempistiche e di facilit\u00e0 d\u2019uso, l\u2019impiego di un software BIM adatto alle strutture con direzione prevalentemente lineare rispetto ad altri applicativi basati su una modellazione per piani, risulta essere estremamente vantaggioso.<\/p>\n Midas CIM, come il software Midas Civil dedicato all\u2019analisi e alla progettazione in campo civile infrastrutturale, \u00e8 un applicativo infraBIM dedicato alla modellazione di ponti e viadotti nuovi ed esistenti.<\/p>\n Esso \u00e8 composto da moduli esterni e interni che trattano la modellazione informativa 3D (Modeler), la redazione di tavole 2D (Drafter), la definizione di fasi costruttive e la creazione di computi metrici 4D (Construction) e, infine, la collaborazione con il software FEM Midas Civil (Analysis).\u00a0<\/strong><\/p>\n Il ponte oggetto dello studio fa parte dell\u2019Autostrada A4 Padova-Venezia, di competenza Concessioni Autostradali Venete SpA. Esso fu realizzato in pi\u00f9 epoche consecutive con processi di demolizione, ricostruzione e adeguamento. Il primo processo di costruzione avvenne tra il 1932 e il 1934: si componeva di un unico impalcato realizzato in carpenteria metallica con schema reticolare continuo.<\/p>\n Negli anni 1961 e 1962 vi fu la demolizione parziale della vecchia struttura con la conservazione delle spalle e delle pile con la realizzazione di due nuovi impalcati in calcestruzzo armato lato Sud e Nord.<\/p>\n Gli elementi poggianti sulle pile comprendono una struttura a cassone, mentre per il restante impalcato si hanno delle travi prefabbricate in calcestruzzo armato a doppio T dotate di soletta di ripartizione e di traversi. Lo schema statico \u00e8 riconducibile al sistema Gerber e tutte le strutture di impalcato sono realizzate con cavi post-tesi ad andamento parabolico.<\/p>\n Le prime manutenzioni avvennero tra il 1979 e il 1980, quando si svolse un\u2019ispezione straordinaria e furono riscontrate delle anomalie legate ai materiali strutturali e agli elementi non strutturali.<\/p>\n Negli anni 1990 e 1991, la carreggiata venne allargata con la realizzazione di una corsia supplementare in carpenteria metallica collegata con la struttura esistente. Lo schema statico della nuova struttura \u00e8 in linea con quello della struttura esistente. Per la realizzazione del nuovo impalcato \u00e8 stato necessario progettare un ampliamento delle spalle e delle pile in modo da poter sorreggere la struttura.\u00a0<\/strong><\/p>\n Data la complessit\u00e0 dell\u2019opera e la pesantezza del modello, \u00e8 stato necessario suddividerla in due sottomodelli differenti, impalcato Nord e Sud, e successivamente unirli in un unico modello globale.<\/p>\n Prima di tutto si \u00e8 svolto uno studio mirato ad apprendere le singole caratteristiche strutturali andando ad analizzare in dettaglio: la documentazione dell\u2019epoca, le indagini fotografiche e le prove in situ. Questo passaggio \u00e8 di estrema importanza perch\u00e9 la struttura ha subito diverse modifiche nel corso degli anni e, in alcuni casi, il progetto risulta diverso rispetto gli elaborati grafici.<\/p>\n Definito il work flow, si \u00e8 passati alla modellazione nel software Midas CIM del primo impalcato lato Nord (Figura 3A) e successivamente lato Sud (Figura 3B).<\/p>\n Per iniziare, sono stati realizzati gli elementi della sottostruttura, come pile e spalle, gli elementi della sovrastruttura e delle entit\u00e0 relative alle indagini in situ e sensori. Terminato il modello, per ogni elemento \u00e8 stata assegnata una gerarchia strutturale con lo scopo di renderlo ottimizzato in fase di esportazione. La trattazione pi\u00f9 approfondita di questo aspetto verr\u00e0 affrontata nei prossimi paragrafi.<\/p>\n <\/p>\n\n \n <\/a>\n <\/a>\n <\/span>\n <\/div>\n All\u2019interno del software Midas CIM, in particolare nel modulo Modeler, gli oggetti creati dalle point libraries hanno lo scopo di indicare degli elementi strutturali che fanno riferimento ad un singolo punto di riferimento, cio\u00e8 quegli elementi aventi caratteristiche senza una dimensione principale di estrusione. Nel caso studio sono stati implementati spalle, pile e dispositivi di appoggio.<\/p>\n Le pile del ponte (Figura 4) sono due e hanno entrambe una sezione simil ovale. Dati gli interventi effettuati negli anni, la base \u00e8 costituta da muratura, per la struttura in cap, e la restante parte in ca, per la struttura in acciaio. Le spalle (Figura 5), rispetto alle pile, hanno una configurazione molto pi\u00f9 articolata. Esse sono composte da una porzione in muratura e calcestruzzo armato.<\/p>\n Tra le pile e l\u2019impalcato, sono stati modellati i dispositivi appoggi (Figure 7A e 7B) e i baggioli. Per entrambi gli elementi sono stati ritrovati, nella documentazione storica, le esatte geometrie e i materiali.<\/p>\n Le curve libraries vengono impiegate per la modellazione di elementi caratterizzati da una dimensione principale, una linea di estrusione, come travi ed impalcati stradali. Nel caso studio, sono stati modellati in particolare: elementi cassone in cap, travi in cap e in acciaio (Figura 6), soletta di collegamento ed elementi non strutturali come il manto stradale e i guardrail.<\/p>\n Data la configurazione a ponte \u201csghembo\u201d, l\u2019impiego del comando skew ha permesso di facilitare la modellazione del tracciato. Nelle strutture in cap, la difficolt\u00e0 maggiore \u00e8 stata il posizionamento degli elementi di irrigidimento tra le travi; essi risultano perpendicolari agli elementi strutturali e non seguono l\u2019inclinazione in pianta. Nella struttura in acciaio, dove si ha un cambio uniforme di sezione, \u00e8 stato necessario modellare singolarmente ogni elemento di controventatura.<\/p>\n All\u2019interno degli stessi \u00e8 stato possibile introdurre degli elementi in dettaglio, tra i quali i bulloni. Gli elementi non strutturali, come guardrail (Figura 8) e manto stradale, sono riferiti alla reale configurazione del ponte.\u00a0<\/em><\/strong><\/p>\n Per la definizione delle campate, le assembly unit permettono di combinare le due precedenti librerie al fine di creare elementi infrastrutturali dotati di una certa ripetitivit\u00e0. Proprio per la possibilit\u00e0 di poter ripetere questi elementi strutturali nel modello, sono state definite per l\u2019impalcato Nord e Sud, delle Assembly Unit riferite agli elementi strutturali e non strutturali.<\/p>\n Per definire la posizione dei template relativi alle singole campate, sono stati creati tutti i tracciati suddividendoli in pi\u00f9 porzioni. All\u2019interno di Midas CIM si pu\u00f2 definire un andamento planimetrico, altimetrico e con inclinazione trasversale variabile; non definite nel caso studio in oggetto avendo una configurazione regolare.\u00a0<\/em><\/strong><\/p>\n <\/p>\n\n \n <\/a>\n <\/a>\n <\/span>\n <\/div>\n Definito il modello finale del ponte, compreso di entit\u00e0 riferite agli strumenti di monitoraggio e indagini in situ, \u00e8 stato necessario creare una gerarchia strutturale. Questo processo \u00e8 estremamente importante per poter gestire il ponte nelle fasi successive di controllo e in fase di esportazione in formato aperto .IFC.<\/p>\n All\u2019interno di esse \u00e8 possibile ritrovare quattro macrocategorie riguardati: sovrastruttura, sottostruttura, sensori e indagini in situ. Inizialmente, \u00e8 stato suddiviso a seconda degli impalcati Nord e Sud.<\/p>\n Nel caso in dettaglio della sovrastruttura, si ha una suddivisione per tipologia strutturale come impalcato in acciaio, calcestruzzo ed elementi non strutturali. Analogo avviene per la sottostruttura. I sensori e le indagini in sito sono suddivisi in base alla tecnologia impiegata e alle tipologie di prove eseguite in situ.<\/p>\n La gerarchia strutturale e la conoscenza finale dell\u2019opera permettono di definire come gli oggetti devono essere modellati. Questo aspetto influenza i BIM users durante il processo di modellazione: infatti, come per i modelli FEM in fase di definizione dell\u2019analisi, i modelli BIM dipendono dal risultato finale a cui si deve giungere.<\/p>\n Un esempio importante \u00e8 definire a priori se il caso studio analizzato risulti essere un\u2019infrastruttura esistente da censire e monitorare o si tratti di nuova costruzione.<\/p>\n <\/p>\n\n \n <\/a>\n <\/a>\n <\/span>\n <\/div>\n Il primo processo di esportazione dal software Midas CIM \u00e8 avvenuto definendo i parametri di esportazione come forme geometriche, tipologia di dato informativo degli elementi e gerarchia strutturale. In fase di definizione dei parametri \u00e8 consigliato impiegare una mesh molto fitta in modo da mantenere il pi\u00f9 possibile fedeli le caratteristiche geometriche.<\/p>\n Definita l\u2019esportazione in formato .IFC sono stati impiegati due differenti visualizzatori opensource, BIMVision e FZKViewer. Questo processo \u00e8 necessario per avere una doppia conferma delle informazioni contenute nel<\/p>\n formato aperto. Esso ha risposto correttamente in termini di qualit\u00e0 grafiche e informative e si hanno delle corrispondenze con le caratteristiche implementate nel modello infraBIM.<\/p>\n Successivamente, \u00e8 stato svolto un processo di verifica modificando le impostazioni di esportazione predefinite nel software e ricercando la soluzione migliore per avere un output ottimizzato.<\/p>\n Nelle piattaforme di gestione \u00e8 necessario avere dei file leggeri ma con tutte le informazioni contenute al suo interno attraverso passaggi iterativi: lo scopo finale \u00e8 quello di avere dei modelli adatti all\u2019impiego prefissato.\u00a0<\/strong><\/p>\n![\"Il](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/2-il-ponte-sul-brenta-con-midas-cim.jpg\" "\\"2.")
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![\"L\u2019impalcato](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/3a-limpalcato-nord.jpg\")
<\/a>\n ![\"L\u2019impalcato](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/3b-limpalcato-sud.jpg\")
<\/a>\n Midas CIM: il software dedicato ai ponti e viadotti<\/h4>\n
![\"Le](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/4-le-pile.jpg\" "\\"4.")
Un caso studio<\/h4>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/5-la-spalla-lato-padova.jpg\" "\\"5.")
Le fasi di modellazione<\/h4>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/6-la-trave-con-struttura-acciaio.jpg\" "\\"6.")
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![\"Il](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/7a-il-dispositivo-di-appoggio.jpg\")
<\/a>\n ![\"Il](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/7b-il-dispositivo-di-appoggio.jpg\")
<\/a>\n Le point libraries<\/h5>\n
![\"Un](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/8-un-dettaglio-del-guardrail.jpg\" "\\"8.")
Le curve libraries<\/h5>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/9-la-controventatura-per-la-struttura-in-acciaio.jpg\" "\\"9.")
Le assembly unit<\/h5>\n
\n
![\"Il](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/10a-il-cassonato-lato-nord.jpg\")
<\/a>\n ![\"L\u2019impalcato](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/10b-limpalcato-lato-nord.jpg\")
<\/a>\n La gerarchia strutturale<\/h5>\n
\n
![\"Midas](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/11a-midas-cim.jpg\")
<\/a>\n ![\"BIMVision\"](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/11b-bimvision-410x560.jpg\")
<\/a>\n L\u2019esportazione in formato aperto .IFC e l\u2019analisi del dato<\/h4>\n
![\"La](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/12a-la-sella-gerber.jpg\")
<\/a>\n ![\"\"](\"https:\/\/www.stradeeautostrade.it\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/12b-le-orditure-delle-travate.jpg\")
<\/a>\n