Livello 2 parte 1 - Linee guida ponti esistenti: rischio strutturale-fondazionale

Livello 2 parte 1 – Linee guida ponti esistenti: rischio strutturale e fondazionale

Continuiamo l’analisi a puntate delle Linee guida sui ponti esistenti, dopo i precedenti articoli:

Il testo che segue è dedicato all’approfondimento del Livello 2 che, essendo articolato, verrà sviscerato in più articoli.

Partiamo quindi con l’analisi del procedimento logico per la determinazione della Classe di Attenzione strutturale-fondazionale.

Il percorso di valutazione della sicurezza, descritto dalle nuove “Linee guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza ed il monitoraggio dei ponti esistenti”, prevede al Livello 2 l’analisi dei rischi rilevanti, quale tappa cruciale per le successive decisioni e azioni da intraprendere sull’infrastruttura oggetto d’indagine.

Viene definita una Classe di Attenzione (CdA) quale stima approssimata del livello di rischio, sulla base della quale definire le priorità di approfondimento dei controlli e per la programmazione degli interventi di manutenzione straordinaria. Si parla di stima approssimata poiché costruita su valutazioni logiche derivanti dalle ispezioni visive del degrado, dalla tipologia dello schema strutturale e dai rischi e ripercussioni derivanti per il sistema viario e per le persone coinvolte. Non si tratta di valutazioni numeriche, ma di una classificazione per flussi logici. Da cui non emergerà un indice numerico di sicurezza, ma «[] una stima approssimata dei fattori di rischio, utile per la definizione di un ordine di priorità per l’approfondimento delle indagini/verifiche/controlli nonché per la programmazione degli interventi manutentivi e strutturali necessari».

Le Linee Guida prevedono 5 Classi di Attenzione: alta, medio-alta, media, medio-bassa, bassa. Il valore della Classe di Attenzione è individuato mediante la valutazione semplificata della pericolosità, dell’esposizione e della vulnerabilità associati alla singola opera, effettuata elaborando i risultati derivanti dalle ispezioni visive. I rischi da valutare sono i seguenti:

  • rischio strutturale e fondazionale;
  • rischio sismico;
  • rischio frane;
  • rischio idraulico.

Per ogni rischio è prevista una Classe di Attenzione. La valutazione finale sarà data dalla correlazione dei risultati delle singole Classi di Attenzione. Il rischio viene definito dalla combinazione dei fattori di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione. . «[…] La determinazione dei fattori e quindi della classe di attenzione, si esegue mediante un approccio per “classi ed operatori logici”, ossia raggruppando ogni parametro principale e secondario in classi e combinando le classi tra loro mediante flussi logici […]».

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Livello 2 parte 1 – Linee guida ponti esistenti: classe di attenzione strutturale e fondazionale

I fattori da valutare riguardo il rischio strutturale e fondazionale sono l’intensità dei carichi derivanti dal traffico, le caratteristiche strutturali delle opere, parametri legati al corretto funzionamento della rete viaria.

Stima del livello di pericolosità strutturale e fondazionale

Fig.1a_ Classificazione delle strade in funzione della massima massa ammissibile

Fig. 1b_ Classi di pericolosità in funzione della classe stradale e della frequenza del passaggio di veicoli commerciali

La pericolosità è legata alla frequenza e al carico dei mezzi pesanti transitanti. Alle classi di traffico sono associate le classi di pericolosità, in funzione delle tabelle 4.2 – 4.3 – 4.4.

Stima del livello di vulnerabilità strutturale-fondazionale

La vulnerabilità strutturale è connessa ai livelli di difettosità, alla tipologia di schema strutturale, alla luce e al numero delle campate, alla tipologia di materiale, alla normativa tecnica su cui è basata la progettazione del ponte, e alla rapidità dell’evoluzione del degrado in riferimento all’epoca dell’ultima manutenzione straordinaria, secondo lo schema di figura 2.

Fig.2_ Determinazione della classe di vulnerabilità strutturale e fondazionale

Il livello di difettosità è determinato dai risultati delle indagini visive del Livello 1, in accordo alla tabella 4.5. La rapidità di evoluzione del degrado è funzione sia dell’epoca di costruzione, sia del periodo dell’ultima manutenzione straordinaria. «[…] Infatti, mentre un determinato livello di difettosità su un ponte in opera da un tempo significativo (per esempio, 50 anni) si può considerare “fisiologico”, lo stesso livello di difettosità rilevato su un ponte recentemente costruito richiede una maggiore attenzione, in quanto indica che si è sviluppato con una rapidità elevata e che, probabilmente, raggiungerà rapidamente livelli significativi [].Utilizzando la documentazione disponibile dal censimento di Livello 0 e un attento esame visivo dell’opera, occorre valutare la tipologia degli interventi di manutenzione a cui è stata soggetta l’opera e la loro efficacia nel riparare i difetti o i danneggiamenti conseguenti ai fenomeni di degrado».

Fig.3_ Classificazione del livello di difettosità

La rapidità di evoluzione del degrado è stimata in funzione del periodo di costruzione del ponte, nel caso di assenza di interventi manutentivi, o del periodo di attuazione dell’ultimo intervento di manutenzione significativo, in caso contrario. A tal fine si distinguono 3 categorie:

  • Periodo di costruzione o dell’ultimo intervento di manutenzione significativo antecedente al 1945;
  • Periodo di costruzione o dell’ultimo intervento di manutenzione significativo compreso tra il 1945 e il 1980;
  • Periodo di costruzione o dell’ultimo intervento di manutenzione significativo posteriore al 1980.

« Al fine di poter stimare il livello di vulnerabilità delle opere, oltre allo stato di conservazione che le contraddistinguono, è importante la conoscenza delle ipotesi alla base della loro realizzazione e, tra queste, i carichi previsti nelle fasi di progettazione. All’evoluzione del panorama normativo storico italiano è infatti corrisposta una variazione nella definizione dei carichi da traffico e dei metodi di progettazione impiegati []».

I ponti sono così classificati in base alle seguenti 3 categorie di carico:

  • Classe A: ponti di I categoria (destinati al transito di carichi civili e militari) progettati con norme pubblicate antecedentemente al 1952; ponti di II categoria (destinati al transito dei soli carichi civili) progettati con norme pubblicate antecedentemente al 1990.
  • Classe B: ponti di I categoria progettati con norme pubblicate dal 1952 al 1990, inclusi, per luci inferiori ai 10 m e con norme dal 1952 al 2005, inclusi, per luci superiori ai 10 m; ponti di II categoria progettati con le norme pubblicate nel 1990 per luci inferiori ai 10 m e con norme dal 1990 al 2005, inclusi, per luci superiori ai 10 m.
  • Classe C: ponti di I e II categoria progettati con norme pubblicate dal 2005, incluso, ad oggi per luci inferiori ai 10 m e con norme dal 2008, incluso, ad oggi per luci superiori ai 10 m.

Infine, la vulnerabilità del ponte è funzione della tipologia di schema statico e della criticità legata alla robustezza di alcuni elementi. I parametri influenti saranno la ridondanza o meno dello schema statico (strutture iperstatiche hanno più riserve di sicurezza rispetto a quelle isostatiche), la suscettibilità a rotture fragili (per esempio, taglio per travi Gerber), la sensibilità del materiale al degrado. Mediante la tabella 4.6, viene individuata la classe di vulnerabilità in funzione dello schema statico. Per campate con schema strutturale non contemplato in tabella, occorre riferirsi a quello similare più gravoso.

Fig.4_ Definizione della classe di vulnerabilità legata allo schema statico

Stima del livello di esposizione strutturale-fondazionale

L’esposizione è funzione dell’intensità del traffico relativo alla rete stradale di interesse, della luce della campata, delle alternative (e ripercussioni) stradali in concomitanza con la chiusura del tratto oggetto di valutazione, della tipologia di ente scavalcato e della presenza di merci pericolose.

Fig.5_ Flusso logico per la determinazione della classe di esposizione strutturale-fondazionale.

Il livello di Traffico Medio Giornaliero è definito in base al numero di veicoli/giorno passanti sull’infrastruttura, secondo la tabella 4.7.

Fig.6_Livello di Traffico Medio Giornaliero (TMG)

«[] Oltre che dal livello di TGM previsto sulla strada di interesse, il livello di esposizione, inteso come probabilità di subire perdite di vite umane a seguito di un evento quale il crollo di un ponte, dipende dalla luce media della campata della struttura, in quanto al suo aumentare, aumenta il rischio a cui l’utente della strada è esposto. Il livello di TGM individuato mediante la Tabella 4.7, pertanto, si corregge in funzione della luce media della campata del ponte, secondo la Tabella 4.8, distinguendo:

  • Grande luce: per ponti con campate di luce media maggiore di 50 m;
  • Media luce: per ponti con campate di luce media maggiore di 20 m e non maggiore di 50 m;
  • Piccola luce: per ponti con campate di luce media non maggiore di 20 m.»

Fig.7_Livello di Traffico Medio Giornaliero (TMG) e luce media campata

Queste classi potranno, a discrezione dell’Ente gestore, essere incrementate qualora il ponte sia mezzo di passaggio anche di pedoni (situazione frequente in alcune infrastrutture all’interno di centri abitati).  Medesima considerazione riguardo la presenza o assenza di valide alternative viarie, qualora il ponte debba essere chiuso o limitato al traffico per problemi strutturali, come evidenziato dal flusso logico di Figura 5.

Le Linee Guida prendono anche in considerazione le conseguenze sull’ente scavalcato derivanti dal crollo del ponte, in base all’affollamento secondo la tabella 4.9. Infine, come ultima discriminante per individuare delle priorità di intervento, è necessario valutare anche la presenza di trasporto merci pericolose che, in caso di collasso strutturale, potrebbero elevare l’esposizione del ponte.

Fig.8_Tipologia di ente scavalcato

Stima della classe di attenzione strutturale-fondazionale

La CdA del rischio strutturale e fondazionale sarà definita dalla combinazione dei livelli di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione, i quali non avranno lo stesso peso all’interno della valutazione, poiché, come è logico attendersi, la vulnerabilità avrà sempre il peso maggiore.

Un ponte con gravi problemi strutturali (derivanti dal livello di degrado) avrà sempre una Classe di Attenzione elevata, anche con bassi livelli delle classi di pericolosità ed esposizione.

Le tabelle 4.10, che seguono sono diverse, in funzione della classe di pericolosità.

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