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Politecnico di Bari DICATECH
CdLM in Ingegneria della Gestione delle Infrastrutture Civili
Corso di PROGETTAZIONE, COSTRUZIONE E GESTIONE DELLE
INFRASTRUTTURE STRATEGICHE
Prof.ssa Rita GRECO
PARTE V: LA GESTIONE DEI PONTI DI UNA RETE INFRASTRUTTURALE
LINEE GUIDA PER LA CLASSIFICAZIONE E GESTIONE DEL RISCHIO,
LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA ED IL MONITORAGGIO DEI PONTI ESISTENTI
LA SICUREZZA DEI VIADOTTI ESISTENTI
- I recenti gravi dissesti o crolli hanno aumentato la sensibilità sul tema della vulnerabilità dei viadotti esistenti.
- È emersa la necessità di passare da un approccio emergenziale ad un approccio di prevenzione basato su una gestione ragionata delle opere esistenti. Ponte Morandi Liguria 2014 2015 Viadotto Petrulla Sicilia Viadotto Himera Sicilia Ponte di Annone Lombardia Ponte sulla statale Palermo- Sciacca Sicilia 2016 2017 Ponte su A Marche Ponte a Fossano Piemonte 2018 Ponte su A Liguria 2019 2020 Ponte Albiano Magra Toscana
2013 2015 2016 2017 2018 Crollo di un ponte sul sulla statale 626 tra Ravanusa e Licata (AG – Sicilia) a causa di un cedimento strutturale. 7 luglio 2014 ➢ Danni diretti a persone: quattro persone. ➢ Danni indiretti : Traffico deviato su strade secondarie allungando significativamente i tempi di percorrenza. Riaperto il tratto stradale nel marzo 2018. 2014 Cedimento di quattro piloni del viadotto Himera lungo l’autostrada A19 tra Palermo e Catania (Sicilia) e conseguente accostamento della carreggiata su quella in direzione opposta. 10 aprile 2015 ➢ Danni diretti a persone: nessuno. ➢ Danni indiretti : chiusura del tratto autostradale e deviazione del traffico; necessità di demolizione di entrambe le carreggiateper un tratto di 270 m. Leggero cedimento di un pilone del ponte sulla statale Palermo – Sciacca (Sicilia), (probabilmente dovuto alla costruzione di un manufatto nei pressi del pilone). 29 novembre 2015 ➢ Danni diretti a persone: due morti. ➢ Danni indiretti : chiusura del tratto stradale (5 km) per qualche ora. (^4)
Un patrimonio molto fragile: i danni ai ponti italiani dal 2013 a oggi
2013 2015 2016 2017 2018 Crollo di un cavalcavia sulla statale Milano – Lecco (Lombardia) durane il passaggio di un tir di 108 ton. 28 ottobre 2016 ➢ Danni diretti a persone: un morto e diversi feriti. ➢ Danni indiretti : Traffico deviato su strade secondarie allungando significativamente i tempi di percorrenza. Riaperto il tratto stradale nel marzo 2018. 2014 Crollo di un cavalcavia sulla A14 all’altezzadi Camerino (AN – Marche) (il crollo ha interessato una struttura provvisoria a sostegno del cavalcavia attualmente chiuso al traffico, ed è avvenuto in occasione dei lavori autostradali per ampliamento del numero di corsie). 9 marzo 2017 ➢ Danni diretti a persone: due morti e tre feriti. ➢ Danni indiretti : Traffico deviato su strade secondarie allungando significativamente i tempi di percorrenza. Crollo di un cavalcavia sulla tangenziale di Fossano (CN – Piemonte). 19 aprile 2017 ➢ Danni diretti a persone: nessuno. ➢ Danni indiretti : Deviazione del traffico, allungamento significativo dei tempi di percorrenza. Cavalcavia non ancora ripristinato; le carreggiate adiacenti non consentono il passaggio di mezzi pesanti. 5
Un patrimonio molto fragile: i danni ai ponti italiani dal 2013 a oggi
Il problema della gestione dei ponti esistenti
1062 collassi in 32 anni USA JAPAN Collassi di ponti (2017/2020) Ponte Harbin Yangmingtan (Cina, 2012) Passerella pedonale (Florida, 2018) Numeri di ponti autostradali aventi più di 50 anni, in Giappone La gestione dei ponti esistenti è un problema diffuso in tutto il mondo. Nel mondo Negli USA, così come in molti altri Paesi, i ponti sono vicini al termine della loro vita utile e presentano significative condizioni di degrado.
Il nostro Paese possiede una rete infrastrutturale molto particolare, considerata tra le più complesse al mondo. Il nostro Paese presenta infatti una conformazione geografica e orografica unica al mondo: le catene montuose delle Alpi e degli Appennini, che attraversano trasversalmente e longitudinalmente il nostro territorio, e la rete di corsi d’acqua distribuita in maniera capillare, rendono viadotti, ponti e gallerie elementi indispensabili alla viabilità .
Condizioni delle infrastrutture in italia
- Inadeguatezza rispetto agli attuali carichi da traffico
- Elevata pericolosità del territorio italiano ad hazard naturali (sismico-idrogeologico)
- Incremento carichi da traffico
- Mancata conoscenza dei carichi transitanti
- Trasporti eccezionali
Problematiche
❖ Numero elevato di opere infrastrutturali
➢ Più di 4.200 infrastrutture tra ponti, viadotti e gallerie sulla rete di Autostrade per l’Italia ➢ Più di 30.000 infrastrutture tra ponti, viadotti e gallerie gestite dalle Province nelle regioni a statuto ordinario:
- 5.931 opere sono già sottoposte all’attenzione delle Province.
- 1.918 opere sono indicate di priorità 1 e necessitano di interventi urgenti.
- 14.089 sono considerate opere da sottoporre ad indagini tecnico diagnostiche_._
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- Emanata dal Ministero dei Lavori Pubblici sul “ Controllo delle condizioni di stabilità delle opere d’arte stradali ”, ancora oggi rappresenta un punto di riferimento importante nell’ambito della normativa tecnica sulle infrastrutture. Anche normative di Paesi esteri a noi vicini, come Austria e Germania, seguono le linee di tale circolare.
- Sono stabilite le regole per l’ ispezione delle strutture mettendo in evidenza l’importanza di ispezioni accurate e periodiche , della vigilanza assidua del patrimonio di opere d’arte stradali e di conseguenza , delle operazioni di manutenzione e ripristino.
- I punti principali della Circolare del 1967 , sono l’esecuzione di una ispezione trimestrale , eseguita da tecnici, e da un ispezione annuale eseguita da ingegneri.
- La Circolare ne illustra le modalità per l’esecuzione e prevede la compilazione di un rapporto d’ispezione e di una scheda con i dati del manufatto e delle sue caratteristiche principali.
❖ Scarsa applicazione delle norme in materia di gestione e manutenzione
- Circolare n° 6736/61/AI del 19.07.
Oltre a fornire i criteri generali di progettazione dei ponti stradale, la presente Circolare completa la Circolare del 1967 proponendo un sistema di gestione basato sulle seguenti operazioni:
- Vigilanza «[...] La vigilanza sullo stato di conservazione dei ponti deve essere permanente. Il personale incaricato effettuerà con frequenza prestabilita visita ai manufatti [...] per accertare ogni fatto nuovo, l’insorgere di anomalie esterne, come fessurazioni, deformazioni anomale, armature scoperte [...]»
- Ispezione «[...] sistematico controllo delle condizioni statiche e di buona conservazione dei ponti. [...] Le ispezioni, di norma visuali , devono riguardare, oltre che le strutture e le pertinenze dell’opera , anche le fondazioni , lo stato dei pendii , le situazioni in alveo, con particolare riferimento a stati di erosione [...]»
- Manutenzione ordinaria e straordinaria «[...]complesso di operazioni necessarie a mantenere l’opera nella sua piena efficienza, nel rispetto delle sue caratteristiche originarie[…]»
- Restauro statico, adeguamento, ristrutturazione : sono fornite indicazioni sulla progettazione degli interventi di restauro statico (per ripristinare la capacità portante di un ponte deteriorato ), adeguamento (per far sì che la struttura riesca a far fronte ad azioni maggiori o diverse da quelle del progetto originario , nel rispetto di geometria e schema statico originario) e di ristrutturazione (per ripristinare o aumentare la capacità portante modificando in modo sostanziale geometria e schema statico).
- Circolare LL.PP n° 34233 del 25.02.
- D. M. 14/01/2008 - Circolare n° 617 del 2.02. La normativa italiana riguardante la gestione e la manutenzione dei ponti è piuttosto carente: le NTC 2008 citano al par.
- 5 i «Dispositivi per l’ispezionabilità» delle opere ma non fanno alcun riferimento poi alle ispezioni, riferendo soltanto al par. 8. 5. 2 di “ tenere presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi.”
- Circolare Applicativa NTC 2018 Si applica la metodologia utilizzata per la valutazione della sicurezza delle costruzioni esistenti alla luce di quanto previsto dalle NTC2018. Nella nuova circolare delle NTC2018 sono inserite delle indicazioni aggiuntive specifiche per i ponti esistenti. La principale novità è l’inserimento di una serie di paragrafi che non trovano corrispondenza nelle NTC ma che comunque forniscono indicazioni utili per la valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi dei ponti esistenti.
C8.8.1: AZIONE SISMICA
Da valutarsi come al § 3 delle NTC. C8.8.2: CRITERI GENERALI
- La valutazione della sicurezza dell’opera deve consentire di stabilire i provvedimenti da adottare per poter utilizzare l’opera in sicurezza , conformemente a quanto previsto dalle NTC;
- La valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi devono essere eseguiti tenendo conto: o dello stato di fatto della costruzione, o del fatto che l’opera potrebbe essere stata eseguita non conformemente allo stato di progetto , o Degli effetti di azioni eccezionali sulla costruzioni che potrebbero non essere completamente manifesti.
- La definizione del modello strutturale non può prescindere dalla o conoscenza della geometria della struttura, o dalle proprietà meccaniche dei materiali e dei terreni, o dalla conoscenza dei carichi permanenti.
Circolare delle NTC2018 - indicazioni aggiuntive specifiche per i ponti esistenti.
C8.8.3: LIVELLI DI CONOSCENZA E FATTORI DI CONFIDENZA
Occorre la conoscenza di tutte le grandezze geometriche e meccaniche dell’opera. C8.8.4: MODELLO STRUTTURALE Valgono tutte le indicazioni del § 7 delle NTC. Per le caratteristiche dei materiali si utilizzano i valori medi derivanti dalla documentazione disponibile o dalle indagini effettuate.
C8.8.7: CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI
Le tipologie di intervento sono descritte al §8.4 delle NTC.
- INTERVENTI DI RIPARAZIONE O LOCALI Rientrano in questa categoria ( purché non si aumenti il numero delle corsie e non ricorrano gli estremi per l’esecuzione di interventi che ricadono nelle altre categorie):
- Sostituzione dei vincoli (variazione massima della rigidezza del 10%)
- Allargamento della piattaforma dedicata all’esercizio principale dell’infrastruttura
- Sostituzione degli impalcati
- Combinazione degli interventi precedenti, purché questa non determini la necessità di interventi che ricadono nelle altre categorie.
- INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO Rientrano in questa categoria:
- Interventi finalizzati all’aumento della capacità dell’opera
- Interventi finalizzati a mitigare gli effetti dell’azione sismica (ad esempio, modifica dello schema statico della strutture con o senza sistemi di isolamento e/o di dissipazione)
- Combinazione degli interventi precedenti
- INTERVENTI DI ADEGUAMENTO Finalizzati a mitigare gli effetti dell’azione sismica sull’opera. 14
Circolare delle NTC2018 - indicazioni aggiuntive specifiche per i ponti esistenti.
❖ Patrimonio infrastrutturale datato
L'elemento in comune è l'età (media) delle opere: gran parte delle infrastrutture viarie italiane (i ponti stradali) ha superato i 50 anni di età, che corrispondono alla vita utile associabile alle opere in calcestruzzo armato realizzate con le tecnologie disponibili nel secondo dopoguerra (anni ' 50 e ‘ 60 ). In pratica, decine di migliaia di ponti in Italia hanno superato, oggi, la durata di vita per la quale sono stati progettati e costruiti In moltissimi casi, i costi prevedibili per la manutenzione straordinaria che sarebbe necessaria a questi ponti superano quelli associabili alla demolizione e ricostruzione; quelli ricostruiti, inoltre, sarebbero dimensionati per i carichi dei veicoli attuali, molto maggiori di quelli presenti sulla rete stradale italiana nella metà del secolo scorso. Il problema ha dimensioni grandissime: il costo di un ponte è pari a circa
- 000 euro/mq; pertanto, ipotizzando una dimensione “media” di 800 mq e un numero di ponti pari a 10. 000 , le cifre necessarie per l’ammodernamento dei ponti stradali in Italia sarebbero espresse in decine di miliardi di euro.
