Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti: rischio sismico

Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti: rischio sismico
Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti: rischio sismico

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

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

L’analisi dei rischi rilevanti prevista al Livello 2 delle nuove “Linee guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza ed il monitoraggio dei ponti esistenti” rappresenta un nodo fondamentale per la valutazione delle criticità dell’infrastruttura.

L’approccio di analisi proposto è costruito su semplici flussi logici, di immediata interpretazione, poiché la finalità non è sviluppare valutazioni di tipo numerico (appartenenti allo specifico approfondimento ingegneristico e computazionale) ma costruire «[…] 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».

Il Livello 2 prevede la valutazione di cinque Classi di Attenzione – CdA (alta, medio-alta, media, medio-bassa, bassa) per i seguenti rischi cruciali legati alla sicurezza strutturale dei ponti esistenti:

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

Per ogni categoria di rischio, la Classe di Attenzione è valutata, in modo semplificato per operatori logici, in funzione della pericolosità, dell’esposizione e della vulnerabilità della singola opera, partendo dai risultati delle ispezioni visive del Livello 1.

Nell’articolo precedente è iniziato il percorso di analisi dei rischi previsti dal Livello 2, partendo dal rischio strutturale e fondazionale. In questo articolo si prosegue con la descrizione della Classe di Attenzione per il rischio sismico.

Leggi anche: MIT e ANSFISA: necessari provvedimenti per definire livelli di rischio infrastrutture

Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti: classe di attenzione sismica

Il rischio sismico è attualmente molto sentito in Italia, alla luce dei recenti devastanti terremoti che nell’ultimo decennio hanno colpito in almeno tre grandi aree del Paese. Anche le infrastrutture viarie, sia per la loro vetustà che per schemi strutturali caratterizzati da scarsa robustezza e concepiti spesso con norme tecniche prive di dettagli antisismici, possono subire notevoli danneggiamenti, e nel peggiore dei casi anche il pericolo di crollo, a seguito di forti scosse di terremoto.

La gravità del potenziale danno implica una probabile perdita di vite umane, a cui può correlarsi anche l’impossibilità di intraprendere le prime azioni di soccorso sul territorio per interruzione della viabilità stradale conseguente al danneggiamento dell’infrastruttura stessa.

La definizione della CdA del rischio sismico tiene conto dei principali parametri che possono influire sulla risposta dinamica del ponte, in funzione dei fattori di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione (vedi Tabella 4.11) in analogia a quanto già descritto per il rischio strutturale e fondazionale.

Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti

Fig.1_Tabella 4.11 delle Linee Guida: parametri determinati i fattori di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione sismica

Stima del livello di pericolosità sismica

La pericolosità sismica di un ponte esistente dipende dai parametri derivanti dalla mappa del rischio sismico, ossia l’accelerazione di picco al suolo (con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni su suoli rigidi), e di quelli propri della morfologia del territorio su cui è costruito, ovvero la categoria topografica e l’amplificazione stratigrafica valutata mediante la categoria del sottosuolo.

Tutti i parametri sono definiti dalle Norme Tecniche delle Costruzioni (NTC2018, par. 3.2). Chiaramente, mentre l’accelerazione di picco al suolo e la categoria topografica sono dati già presenti nella scheda di Livello 0, la stratigrafia che determina la categoria di sottosuolo va desunta dai documenti progettuali o, se assente, ricavata mediante opportune prove geologiche da eseguirsi in situ. In via alternativa e cautelare, in assenza di tali prove è possibile assumere la peggiore delle categorie. La combinazione di questi parametri, proposta per flussi logici in Figura 4.4 delle Linee Guida (Fig.2), consente di determinare la classe di pericolosità sismica del ponte esistente.

Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti

Fig.2_Flusso logico proposto dalle Linee Guida per la determinazione della pericolosità sismica

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Fig.3_Tabella di correlazione tra accelerazione di picco al suolo e categoria topografica

La correlazione tra il valore del’accelerazione di picco al suolo e la categoria topografica è determinata dalla Tabella 4.12 delle Linee Guida (Fig.3).

Stima del livello di vulnerabilità sismica

In analogia a quanto già descritto per la vulnerabilità strutturale e fondazionale, anche per il rischio sismico saranno le caratteristiche e gli schemi strutturali i parametri principali che definiranno il grado di vulnerabilità sismica dei ponti esistenti, in base allo schema a flussi riportato nella Figura 4.5 delle Linee Guida (Fig.4).

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Fig.4_Flusso logico proposto dalle Linee Guida per la stima della vulnerabilità sismica

In particolare la tipologia dello schema strutturale può influenzare positivamente o negativamente la risposta dinamica del ponte e la sua resilienza nei confronti del terremoto: «[…] Ciò dipende essenzialmente dalla ridondanza degli schemi statici e dal loro comportamento dinamico, dal numero di elementi vulnerabili soggetti all’azione sismica, quali pile ed apparecchi di appoggio, dalla massa delle strutture, dal livello di conservazione dei manufatti al momento dell’evento sismico e dalla presenza di eventuali altri elementi che contribuiscono ad incrementare la vulnerabilità del ponte alle azioni sismiche […]».

In funzione del sistema costruttivo, dello schema statico, del numero di campate e della lunghezza della luce (L), la Tabella 4.13 (Fig.5) definisce il grado di pericolosità derivante dallo schema strutturale. Per luci medio-piccole si intendono luci di lunghezza inferiore ai 20 m, viceversa saranno classificate come luci elevate. In presenza di campate con diversi schemi statici, si considererà quello a maggiore vulnerabilità.

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Fig.5_Tabella 4.13 delle Linee Guida: classificazione dello schema strutturale

Riguardo i criteri di progettazione, essi saranno funzione delle norme tecniche dell’epoca. «[…] Storicamente, infatti, ad eccezione di decreti specifici emanati a seguito di forti terremoti avvenuti sul territorio italiano, sulla base dei quali erano individuate zone caratterizzate da alta sismicità (ad esempio il Regio Decreto n. 193 del 18 aprile 1909 a seguito del terremoto di Messina), occorre aspettare la legge n. 64 del 1974 per avere un approccio più attento al problema della sicurezza sismica e addirittura l’Ordinanza n. 3274 del 2003 per la classificazione sismica su base probabilistica dell’intero territorio italiano e per le prime norme tecniche di progettazione antisismica in un unico documento comprendente le diverse tipologie di costruzioni e materiali […]».

Chiaramente, le progettazioni eseguite già con norme antisismiche comporteranno una pericolosità inferiore. Qualora la documentazione disponibile non permetta di risalire alle specifiche norme di progettazione, essa dovrà essere considerata cautelativamente come “non sismica”.

Nel flusso logico della Figura 4.5 rientra anche il parametro della difettosità, legato alle valutazioni dei difetti catalogati nel Livello 1 e che possono avere un’influenza sulla sicurezza sismica della struttura.

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Fig.6_Tabella 4.14 delle Linee Guida sui livelli di difettosità

Stima del livello di esposizione sismica

L’esposizione sismica è determinata con le medesime modalità di quella strutturale-fondazionale, tenendo in considerazione gli stessi parametri del livello di TGM (Traffico Giornaliero Medio), luce della campata, presenza di alternative stradali, la tipologia di ente scavalcato, il trasporto di merci pericolose, oltre all’importanza strategica (classe d’uso III o IV) in caso di calamità.

Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti

Fig.7_ Flusso logico proposto dalle Linee Guida per valutare il grado di esposizione sismica

Stima della classe di attenzione sismica

La CdA del rischio sismico sarà definita, in analogia a quanto visto già per il rischio strutturale-fondazionale con la medesima Tabella 4.10, dalla combinazione dei livelli di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione, i quali non avranno lo stesso peso all’interno della valutazione: la vulnerabilità, infatti, detiene un peso sempre maggiore nella valutazione del rischio dell’infrastruttura. Segue Fig.8 per la determinazione della Classe di Attenzione (CdA) sismica.Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti Livello 2 parte 2 – Linee guida ponti esistenti

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Assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino, i sui temi di ricerca sono il consolidamento strutturale e miglioramento sismico degli edifici in muratura, la diagnostica applicata allo studio delle vulnerabilità strutturali degli edifici monumentali, le prove sperimentali per la compatibilità dei materiali consolidanti applicati alle murature storiche. Autore di oltre 50 pubblicazioni su riviste e atti di congressi nazionali e internazionali. Svolge docenza nei corsi di Scienza delle Costruzioni, Analisi e Verifica delle Strutture Esistenti, e in diversi seminari e workshop di formazione professionale. Precedentemente ha fatto parte per 12 anni del Progetto La Venaria Reale all’interno del team di professionisti che ha progettato e diretto i lavori di restauro della Reggia di Venaria Reale, oltre a seguire per conto della Soprintendenza diversi cantieri di restauro in Piemonte. Fa parte della Commissione Protezione Civile dell’Ordine degli Ingegneri di Torino, con la quale ha partecipato alla compilazione delle schede Aedes per l’agibilità post-sisma in Emilia e in Centro Italia. E’ stato responsabile scientifico dello studio delle vulnerabilità sismiche delle chiese di Sant’Agostino e Santa Maria delle Grazie ad Amatrice, all’interno di un protocollo d’intesa che il Politecnico di Torino ha firmato con il Segretariato Mibact Lazio, la Soprintendenza di Rieti, l’Ufficio del Soprintendente Speciale, la Curia di Rieti.

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