Case History

Passerella pedonale in carpenteria metallica con arco strallato

Il sistema di monitoraggio è stato progettato ad hoc in numero e posizionamento per cogliere al meglio la complessa risposta dinamica dell’opera. Attraverso la modellazione FEM degli scenari di danno, sono state calcolate opportune soglie dinamiche, per il controllo in continuo dello stato degli stralli e dell’evoluzione nel tempo della risposta dell’impalcato della passerella.
Intervento in sintesi
Luogo: Italia
Tipo di progetto: Passerella pedonale
Tipo di sensori: Accelerometri triassiali
Numero punti di misura: 37
Numero di sensori: 37
Periodo di installazione: Agosto 2020

SERVIZIO SVOLTO

  • Progettazione esecutiva di impianto
  • Assistenzaall’installazione
  • Modellazione FEM, model updating e diagnostica strutturale in continuo con allertamento automatico

Perchè monitorare?

  • Controllo in continuo dello stato degli stralli
  • Monitoraggio dell’evoluzione nel tempo della risposta dell’impalcato della passerella
  • Individuazione precoce dei primi segni di danneggiamento dei cavi
  • Determinazione di soglie dinamiche attese dei cavi corrispondenti a adeguati livelli di sicurezza dell’opera
  • Pianificazione di interventi mirati di manutenzione

DESCRIZIONE DELL’OPERA E DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO STRUTTURALE

Il ponte pedonale ha una struttura in acciaio costituita da due parti separate da un giunto strutturale: una parte strallata e una parte appoggiata staticamente indipendente dalla prima.

Il tracciato planimetrico della struttura ha un andamento curvo; la carreggiata ha larghezza di circa 4 m, mentre la dimensione totale dell’impalcato in direzione trasversale, comprensiva della pannellatura delle travi di bordo, risulta essere pari a circa 6 m. La parte strallata ha una lunghezza complessiva di 262 m, la geometria dell’impalcato è definita mediante un arco di cerchio in piano di raggio di circa 630 m ed è composto da travi di bordo a sezione a “I” con flangia asimmetrica, traversi e diagonali a sezione HEA e un solaio misto in lamiera grecata e calcestruzzo di altezza complessiva pari a 10 cm. Inoltre, sono presenti elementi di rivestimento in lamiera d’acciaio a forma triangolare in corrispondenza delle travi di bordo. I piedritti su cui poggia la parte strallata sono dei profilati in acciaio tubolare, assemblati in forma di ‘N’ e di ‘V’. Infine, la struttura strallata è sorretta mediante stralli da un arco metallico, alto 62 m, largo 55 m e inclinato rispetto al piano verticale di 25°, rendendo gli stralli supporto dell’arco stesso. La sezione trasversale, a triangolo equilatero, è in lamiera d’acciaio saldata e irrigidita mediante nervature longitudinali. La porzione di passerella sospesa è retta da 38 stralli in acciaio, di cui 34 ancorati all’arco e 4 che vincolano l’impalcato a terra. È inoltre presente un sistema di presollecitazione costituito da un contro-cavo a tracciato curvilineo che percorre in direzione longitudinale l’intera porzione di passerella sospesa. Il contro-cavo si compone di 3 stralli in acciaio avente sezione trasversale di diametro pari a 60 mm. All’intradosso dell’impalcato sono presenti due dispositivi di dissipazione, si tratta di tuned mass, e sugli stralli sono installati dispositivi di smorzamento, di tipo stockbridge, utilizzati per sopprimere le vibrazioni indotte dal vento dampers (TMD).

Il sistema di monitoraggio, costituito da accelerometri triassiali installati sull’impalcato e sugli stralli, è stato progettato in numero e posizionamento per cogliere al meglio la risposta dinamica dell’opera.

DIAGNOSTICA IN PILLOLE

La complessa geometria della passerella ha richiesto una modellazione FEM non lineare spinta, atta a simulare nel dettaglio la risposta dinamica di riferimento della struttura, ottenuta attraverso un processo di model updating dinamico eseguito rispetto alle analisi dei segnali sia nel dominio del tempo che nel dominio delle frequenze. Alle analisi dei livelli vibrazionali medi e di picco di impalcato e stralli, sono state affiancate analisi di comfort per i pedoni nei confronti di azioni verticali e laterali, nonché una identificazione dinamica tramite tecniche di Operational Modal Analysis (OMA).

Tramite modellazione di opportuni scenari di danno di riferimento, sono state determinate soglie dinamiche corrispondenti ad adeguati livelli di sicurezza dell’opera, per il controllo in continuo dello stato degli stralli e dell’evoluzione nel tempo della risposta dell’impalcato della passerella. La diagnostica è a supporto dell’individuazione precoce dei primi segni di danneggiamento degli stralli per la pianificazione di interventi mirati di manutenzione preventiva.

portofolio

Case history

Tunnel autostradale con sezione non armata gettata in opera
Il monitoraggio consta di 28 sezioni trasversali di misura volte al controllo dell’evoluzione tenso-deformativa del rivestimento della galleria nel tempo. Il sistema di monitoraggio, costituito da inclinometri MEMS integrati da sensori di tensione-deformazione post- installati all’interno del rivestimento, consente il controllo della risposta sia locale che globale dell’opera. La diagnostica è completata da modellazione FEM non lineare e da un servizio di allertamento in tempo reale di eventuali criticità strutturali.
Viadotto autostradale a cassone misto acciaio-calcestruzzo con cavi esterni post-tesi
Il monitoraggio è finalizzato all’analisi del comportamento dei cavi di post-tensione durante l’esercizio del ponte, attraverso analisi nel dominio del tempo e delle frequenze. Il controllo in tempo reale è uno strumento chiave per fornire informazioni utili per l’individuazione di possibili effetti indotti da processi di deterioramento o fatica in atto. L’analisi permette un confronto tra i parametri modali attesi e le frequenze proprie misurate nelle condizioni di inizio monitoraggio con conseguente definizione dei corrispondenti livelli di soglia di attenzione ed allarme impostate per l’allertamento automatico del gestore.
Tunnel autostradale realizzato con conci prefabbricati
Il monitoraggio strutturale e la diagnostica delle due canne della galleria sono supportati da una complessa modellazione FEM non lineare con cui, per ciascuna sezione di monitoraggio, viene valutata la deformata e l’evoluzione della sua ovalizzazione rispetto all’evoluzione del fenomeno franoso in atto. Nelle sezioni del cavo in cui la caratterizzazione meccanica e le condizioni stratigrafiche al contorno sono del tutto similari, attraverso un approccio Data-Driven vengono estesi i Performance Indicators e controllati i parametri di risposta strutturale più significativi a tutte le sezioni di misura.
Viadotto autostradale a piastra in cemento armato precompresso
Il monitoraggio ha permesso il controllo in real-time della risposta dell’impalcato di una campata durante gli interventi di ripristino a traffico aperto, ed è stato successivamente esteso all’intero viadotto per il controllo del comportamento statico e dinamico nel tempo. L’approccio di monitoraggio Model Driven ha permesso l’indagine dei principali scenari di danneggiamento della struttura e la definizione dei Performance Indicators su cui impostare i valori e le condizioni di soglia.
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