Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO 2

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma 3 INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI MISURA Strumentazione 2 Configurazioni strumentali, ciascuna costituita da 12 accelerometri sismici verticali installati lungo la linea d’asse dell’impalcato in corrispondenza dei punti di ancoraggio degli stralli: in totale 18 postazioni accelerometriche Configurazione 1 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Accelerometri di riferimento Sezione trasversale Configurazione 2 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI MISURA Modalità di installazione degli accelerometri Basi magnetiche collegate a piastrine metalliche incollate sulla superficie del cls. Accelerometro PCB 393 B 12 4

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI MISURA − − Modalità di acquisizione Eccitazione: traffico + vento Filtraggio p. basso: 40 Hz f campionamento: 250 Hz Durata: 90 min – 5400 s per ciascuna configurazione Accelerometri sismici Modello: PCB 393 B 12 Tipo: piezoelettrico Banda pass. (± 5%): 0. 15 1000 Hz Sensibilità: 10 V/g Alimentatori Modello: PCB 480 C 02 Alimentazione: batteria Uscita: 25 V – 3 m. A Unità di acquisizione Modello: Instrunet I-200 N. canali: 16 s. e. – 8 diff. Risoluzione: 14 bit Guadagno: x 1, x 100, x 1000 Max. frequenza: 166 KHz Filtro passa basso: 40 Hz 5

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma 6 INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI ANALISI DEI SEGNALI Identificazione Modale Calcolo degli autospettri (PSD) di tutti i canali e dei cross-spettri (CSD), differenze di fase a e funzioni di coerenza g 2 tra tutte le coppie di canali. PSD = SAA(f) = FA(f) FA*(f) 2 g. AB(f) CSD = SAB(f) = FA(f) FB*(f) con: FA(f) e FB(f) = FFT dei segnali a(t) e b(t) e * = funzione complessa coniugata FB(f) FA(f) a(t) Accelerometro 12 b(t) Accelerometro 7 SAB(f) SBA(f) = SAA(f) SBB(f)

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI ANALISI DEI SEGNALI Identificazione Modale I modi di vibrazione vengono individuati quando risultano verificate le 3 seguenti condizioni: CSD 1) Picco nelle funzioni PSD e CSD 2) Cos(Da) prossimo a +1 (in fase) o -1 (opposizione di fase) Cos (Da) 3) Coerenza prossima a 1 Coerenza Frequenze modali 0. 93, 1. 32, 3. 36 Hz 7

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma 8 INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: MODALITA’ DI ANALISI DEI SEGNALI Identificazione Modale Per un modo identificato alla frequenza p, l’ampiezza modale FK, p del punto di misura K è pari a: FK, p = FK(p) p FK(P) = 0. 92 FFT Punto J FMAX(p) con FK(f) Trasformata Fourier del punto K FFT Punto K di Lo smorzamento z è pari a: A A/ 2 z= (f 2 - f 1) / (f 1 + f 2) dove f 1 e f 2 sono le frequenze di ampiezza A/ 2 precedenti e successive al picco modale di ampiezza A e frequenza p p FJ(P) = 1. 00 z Smorzam. f 1 p f 2

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: RISULTATI Risultati Per ogni modo individuato vengono forniti i seguenti parametri: f – frequenza z - smorzamento % coordinate modali (normalizzate rispetto al valore massimo) grafico deformata modale 9

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: RISULTATI Modo n. 1 Tipo: antisimmetrico f = 0. 93 Hz z = 2. 04 % Modo n. 2 Tipo: simmetrico f = 1. 32 Hz z = 1. 47 % Modo n. 3 Tipo: antisimmetrico f = 2. 99 Hz z = 2. 28 % 10

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: RISULTATI Modo n. 4 Tipo: simmetrico f = 3. 36 Hz z = 2. 74 % Modo n. 5 Tipo: antisimmetrico f = 5. 98 Hz z = 0. 39 % Modo n. 6 Tipo: simmetrico f = 6. 33 Hz z = 0. 28 % 11

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: RISULTATI Sintesi dei risultati Le frequenze individuate sono state confrontate con le corrispondenti frequenze individuate nel 1993 nel corso delle attività di collaudo in corso d’opera. Clemente, Marulo, Lecce, Bifulco – “Experimental modal analysis of the Garigliano cable-stayed bridge” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 17, 1998 12

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO IDENTIFICAZIONE MODALE DELL’IMPALCATO: RISULTATI Sintesi dei risultati Le differenze riscontrate tra le identificazioni eseguite nel 2003 e nel 2014 possono in parte attribuirsi a: a) differente massa dell’impalcato (nel 1993 le misure furono effettuate in assenza di pavimentazione, barriere di sicurezza e lastre di copertura dei marciapiedi) b) differenti condizioni termiche - fine giugno nel 1993, inizio marzo nel 2014. 13

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO CONCLUSIONI 14

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO CONCLUSIONI Interventi di manutenzione straordinaria In funzione di quanto riscontrato, l’ANAS si sta attivando per procedere alla progettazione di un intervento di manutenzione straordinaria, consistente in: 1. rimozione della pavimentazione drenante 2. impermeabilizzazione dell’estradosso della soletta (sede stradale, marciapiedi, corsia centrale di ancoraggio degli stralli) e stesa della nuova pavimentazione 3. efficientamento dei sistemi di evacuazione dell’acqua dall’impalcato, dall’interno dei cassoni e dai passacavi al di sotto dei marciapiedi 4. sistemazione / sostituzione delle lastre di pavimentazione dei marciapiedi 5. riverniciatura delle superfici in calcestruzzo dell’antenna 6. iniezione con boiacca di cemento dei condotti di alloggiamento delle barre Dywidag di precompressione delle solette di impalcato 7. realizzazione di un parapetto metallico amovibile, da installare temporaneamente sulla sommità dell’antenna per accedere in sicurezza all’interno ogni qual volta si debbano eseguire attività di ispezione e/o manutenzione 15

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma 16 INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO CONCLUSIONI Sorveglianza strutturale Data l’importanza e l’unicità del ponte, l’ANAS prevede di ripetere con cadenza almeno quinquennale alcune delle misure strumentali eseguite nel corso della campagna diagnostica, con l’obiettivo di monitorare nel tempo il comportamento strutturale dell’opera: 1. rilievo della livelletta dell’impalcato lungo la linea d’asse longitudinale, mediante misure di livellazione di alta precisione sui capisaldi installati sull’estradosso dell’impalcato 2. valutazione dello stato tensionale degli stralli, mediante misura delle loro frequenze di vibrazione libera 3. individuazione di eventuali variazioni nel comportamento dell’impalcato, mediante prove di caratterizzazione dinamica strutturale 3. modellazione numerica 3 D dell’opera, per consentire un’attendibile interpretazione del comportamento strutturale attuale e della sua evoluzione sulla base dei parametri dinamici acquisiti su impalcato e stralli.

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma INDAGINI STRUTTURALI SUL PONTE STRALLATO GARIGLIANO GRAZIE PER L’ATTENZIONE Ordine degli Ingegneri della Provincia di Roma Seminari sul controllo e la manutenzione delle opere d’arte stradali e ferroviarie – Ottobre 2015 17