VERIFICA GENERALE
PONTE al km XXXX
S.P.X XXXXXX
Commessa nr. AA/104/13
Committente:
Responsabile del Procedimento:
Relatori:
Dichiarazione di idoneità:
XXXXXXXXXX
ing. XXXXXXX
ing. Maurizio Bruson
ing. Thomas Vassalli
ing. Settimo Martinello
Ponte al km XXXX della SP XXXX
Rif.: AA-104-13
Bolzano, 4 giugno 2014
INDICE
1
PREMESSA .................................................................................................................. 4
1.1
2
3
4
Descrizione della struttura ................................................................................. 5
RILIEVO DELLA STRUTTURA CON TECNOLOGIA LASER SCANNER ..... 6
2.1
Funzionamento .................................................................................................... 6
2.2
Caratteristiche tecniche ...................................................................................... 6
2.3
Acquisizione ......................................................................................................... 6
2.4
Trattamento dei dati ........................................................................................... 7
ISPEZIONE VISIVA PRIMARIA ............................................................................. 8
3.1
Non Conformità .................................................................................................. 8
3.2
Proposta di risanamento..................................................................................... 9
INDAGINI SPERIMENTALI ................................................................................... 11
4.1
Schema di disposizione delle indagini ............................................................. 11
4.2
Rilievo pacometrico delle armature ................................................................ 12
4.2.1 Risultati ....................................................................................................... 13
4.3
Scapitozzatura e rilievo armatura ................................................................... 15
4.4
Misura dello spessore della soletta .................................................................. 15
4.5
Prove di pull-out ................................................................................................ 16
4.5.1 Risultati ....................................................................................................... 17
4.6
Carotaggi ........................................................................................................... 24
4.6.1 Prove di laboratorio sulle carote di calcestruzzo .................................... 25
4.7
Determinazione della profondità di carbonatazione del cls .......................... 29
4.7.1 Risultati ....................................................................................................... 30
4.8
5
6
Tabella riassuntiva dei risultati ottenuti ......................................................... 32
CARATTERIZZAZIONE DINAMICA ................................................................... 33
5.1
Strumentazione impiegata................................................................................ 33
5.2
Posizione degli strumenti .................................................................................. 34
5.3
Acquisizione dei dati ......................................................................................... 35
5.4
Modalità di elaborazione .................................................................................. 35
5.5
Applicazione degli impulsi ............................................................................... 35
5.6
Elaborazione dei dati ........................................................................................ 35
5.7
Risultati .............................................................................................................. 39
PROVE DI CARICO STATICHE DI ANALISI E DI VERIFICA ....................... 40
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6.1
La strumentazione ............................................................................................ 40
6.2
Applicazione del carico ..................................................................................... 41
6.3
Prova di analisi con carichi ridotti .................................................................. 41
6.3.1 Risultati ....................................................................................................... 42
6.4
Prova di carico statica di verifica .................................................................... 43
6.4.1 Risultati ....................................................................................................... 45
7
SIMULAZIONE NUMERICA .................................................................................. 47
7.1
Il modello agli elementi finiti ........................................................................... 47
7.2
Identificazione dinamica .................................................................................. 48
7.3
Analisi dello stato di deformazione dovuto ai carichi di prova .................... 50
7.4
Analisi dello stato di sollecitazione dovuto ai carichi di normativa ............. 51
7.4.1 Azioni permanenti ...................................................................................... 51
7.4.2 Azioni variabili da traffico ........................................................................ 51
7.4.3 Azione variabile del vento ......................................................................... 52
7.4.4 Azione sismica ............................................................................................ 52
7.5
Combinazioni di carico ..................................................................................... 54
7.6
Risultati e verifiche – SLU Combinazione fondamentale ............................. 55
7.6.1 Archi ............................................................................................................ 55
7.6.2 Piedritti ....................................................................................................... 58
7.6.3 Travi ............................................................................................................ 60
7.7
Risultati e verifiche – SLU Combinazione sismica ........................................ 61
7.7.1 Archi ............................................................................................................ 63
7.7.2 Piedritti ....................................................................................................... 65
8
CONSIDERAZIONI FINALI ................................................................................... 67
DICHIARAZIONE DI IDONEITA STATICA .............................................................. 70
ALLEGATI
Dichiarazione di idoneità statica
Certificato di Laboratorio Prove Materiali
Tavola del rilievo
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1 PREMESSA
La Società 4 EMME Service S.p.A. specializzata nell’esecuzione di prove sperimentali su
strutture in sito, è stata incaricata dalla Provincia di XXXX di eseguire una serie di
indagini sperimentali sul ponte al km XXXXX della S.P. XXXXX per fornire al
consulente incaricato, l’ing. Settimo Martinello, le informazioni necessarie alla
dichiarazione di idoneità statica.
In particolare si sono eseguite:
 rilievo della struttura con tecnologia laser scanner e restituzione grafica della struttura;
 rilievo delle armature e misura spessore della soletta;
 prove di pull-out;
 carotaggi e prove di laboratorio;
 determinazione della profondità della carbonatazione;
 caratterizzazione dinamica sperimentale;
 prova di carico statica con carichi ridotti e con carichi di normativa;
 modellazione numerica calibrata sulla base delle risultanze sperimentali;
 dichiarazione di idoneità statica.
Tutte le indagini sono state eseguite nei mesi di febbraio ed aprile 2014 dal personale della
4 EMME Service S.p.A. nelle persone dell’ing. Maurizio Bruson, ing. Federico Corazzola, ing.
Andrea Cimino p.e. Michele Vaccari e ing. Thomas Vassalli; l’organizzazione generale è
stata gestita dall’ing. Roberto Bruson
I riferimenti alle posizioni, sia in fase di indagini sia di ispezione, sono quelli che nascono
posizionandosi nella direzione della chilometrica crescente con le spalle al chilometro
zero; ci saranno quindi destra, sinistra, monte e valle.
Si riporta un capitolo con la sintesi dei risultati dell’ispezione visiva eseguita nell’aprile
del 2013 e presentata con la relazione AA/40/13 del 6/5/2013 – Ispezione Visiva Primaria.
Ubicazione della struttura
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1.1 Descrizione della struttura
Il ponte al km XXXX della XXXXX, che
oltrepassa un corso d’acqua, è costituito da
una struttura a graticcio con 11 campate
sorrette da 2 archi, 6 file di piedritti, 3 pile e
spalle in calcestruzzo armato.
La strada è a due corsie, protetta su ambo i
lati da guardrail metallici con corrimano.
Prospetto
Le principali caratteristiche della struttura sono:
 lunghezza totale:
98,0 m;
 larghezza carreggiata:
9,0 m;
 larghezza dell’impalcato:
11,6 m.
Vista dell’intradosso
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Vista frontale
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2 RILIEVO DELLA STRUTTURA CON TECNOLOGIA LASER SCANNER
Il rilievo della struttura è stato effettuato utilizzando un laser scanner 3D FARO LS880.
Scopo del rilievo laser scanner è quello di ricostruire le caratteristiche geometriche del
ponte in oggetto; l’elaborato in scala si trova negli allegati.
2.1 Funzionamento
Il laser scanner è un dispositivo ottico - meccanico capace di emettere un impulso
elettromagnetico e di ricevere il segnale riflesso, misurando l'intervallo di tempo trascorso
e quindi la distanza tra lo strumento ed il punto rilevato. Il raggio laser viene deflesso
mediante un meccanismo di specchi rotanti ed oscillanti che con il variare dell'angolo
azimutale e zenitale, illumina il terreno in punti contigui. Questo sistema opera misurando
migliaia di punti al secondo e formando delle "nuvole di punti". Per ogni misurazione
(x,y,z), il sistema fornisce l'intensità del segnale di ritorno descrivendo la superficie
dell'oggetto scansionato.
La precisione dello strumento varia al variare della distanza e dell'angolo di incidenza del
raggio ed è data dalla combinazione di tutti gli errori insiti nel sistema. Tanto più accurata
deve essere la scansione, tanti più punti ravvicinati saranno posti a scansione.
2.2 Caratteristiche tecniche
 Distanza: 0.6 m - 76 m
 Risoluzione: 0.6 mm - 17 Bit distanza
 Velocità di misura: 120.000 punti/secondi
 Errore di distanza lineare: ±3 mm a 25 m
 Campo visivo verticale: 320°
 Campo visivo orizzontale: 360°
 Risoluzione verticale: 0.009°
 Risoluzione orizzontale: 0.00076°
 Risoluzione angolare: ±0.009°
 Durata della scansione: 2 milioni di punti in
20 secondi
Il rilievo tridimensionale avviene attraverso la memorizzazione delle misure sul computer
collegato al laser scanner impostato con i parametri di acquisizione tra cui l’area e la
risoluzione richiesta.
2.3 Acquisizione
L’acquisizione prevede il posizionamento dello strumento sul treppiede telescopico la cui
base è disposta orizzontalmente mediante un controllo con bolla sferica.
Durante il rilievo è stata predisposta una stazione laterale e due stazioni all'intradosso alla
quota del piano di campagna.
A seguire vengono riportate alcune foto del posizionamento delle stazioni d'acquisizione.
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Stazioni d'acquisizione
2.4 Trattamento dei dati
Nelle seguenti immagini si riportano esempi di visualizzazione dei dati provenienti dal
laser scanner e degli elaborati CAD.
Rilievo laser scanner
Intradosso 3D
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3 ISPEZIONE VISIVA PRIMARIA
L’Ispezione Visiva è stata eseguita nell’aprile del 2013 e presentata con la relazione
AA/40/13 del 6/5/2013 – ispezione visiva primaria.
Essa è stata condotta seguendo le specifiche e le schede del Manuale per la Valutazione
dello stato dei Ponti – Edizione CIAS.
3.1 Non Conformità
L'ispezione visiva del ponte ha evidenziato 2 Non Conformità, di seguito elencate.
NC 1: La zona di appoggio delle travi sulle spalle sono degradate e deteriorate.
NC 2: Distacco del coprierro con armatura affiorante corrosa con riduzione di sezione
resistente sulla trave di bordo destro della II campata da monte e su entrambe le
travi di bordo della VI, VIII e X campata da monte.
Di seguito le immagini rappresentative con il numero di foto corrispondente riportato nella
relazione specifica di ispezione.
NC 1
Foto 10: la zona di appoggio delle travi è Foto 11: particolare del degrado con rotture
dilavata e degradata.
nella zona di appoggio.
NC 2
Foto 34: sulle
travi
di
bordo
in Foto 35:
corrispondenza del I scarico a
destra, del III, IV e V sia a destra
che a sinistra, si nota il distacco
del copriferro.
nelle zone delle 7 travi in cui è
avvenuto il distacco del copriferro
l'armatura affiorante è corrosa con
riduzione della sezione.
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3.2 Proposta di risanamento
A seguire si ricordano gli interventi necessari per un ripristino tecnologico della struttura.
Per gli elementi in calcestruzzo armato
Pulizia del calcestruzzo e rimozione di quello ammalorato attraverso l’uso di una
idrodemolitrice ad acqua in pressione e successiva sabbiatura od idrosabbiatura delle superfici
attraverso l’uso di una idroscarificatrice ad acqua in pressione, fino ad eliminare le parti
incoerenti o in fase di distacco e per la miglior preparazione del supporto ai successivi
trattamenti; nel caso in cui dopo tale operazione affiorino barre d’armatura ossidate, si
provvederà all’eliminazione dell’ossido.
Trattamento dell’armatura a vista, dopo la necessaria pulizia meccanica, mediante
l’applicazione a pennello di boiacca bicomponente passivante, anticorrosione, contenente
inibitori di corrosione Mucis® migratori, di contatto e di passivazione. Data a pennello in una
o due mani per uno spessore di 1÷2 mm e per un consumo di ca. 100 g/ml di barra d’acciaio. Il
prodotto utilizzato dovrà avere un’adesione minima di 1,8 N/mm² ed un pH dell’impasto pari a
12,6.
Riempimento strutturale delle fessure mediante boiacca antiritiro , anticorrosione dotata di
altissima resistenza meccanica quale MuCis BS 40 INIEZIONE o prodotto di pari o superiori
caratteristiche.
Ricostruzione del copriferro prevedendo una delle alternative sotto indicate:
- con malta cementizia mono o bicomponente, fibrorinforzata a ritiro compensato da
applicare a cazzuola od a spruzzo, con forte adesione al supporto (>=2 N/mm2), buona
traspirabilità al vapore acqueo, resistente alla penetrazione del CO2 e dei Sali cloruri,
contenente sinergie multiple anticorrosione ed inibitori di corrosione migratori
organici. Resistenza meccanica a compressione da 38 a 55 Mpa, resistenza meccanica a
flessione da 7 a 11 Mpa e modulo elastico modulabile da 8000 a 24000 Mpa secondo le
esigenze progettuali. Così come MICROBETON® BS 37 monocomponente, MuCis®
BS 38/39 bicomponente strutturale in classe R3 secondo EN 1504-3 e MuCis® BS 39
bicomponente strutturale in classe R4 secondo EN 1504-3 o prodotto di pari o superiori
caratteristiche;
-
con malta o betoncino cementizio fibrorinforzato a ritiro compensato da colare in
cassero o in situazioni confinate, con forte adesione al supporto (>= 2 N/mm²) ed al
tondino d’acciaio (pull out >= 20 N/mm²), con buona traspirabilità al vapore acqueo,
resistente alla penetrazione del CO2 e dei Sali cloruri, contenente sinergie multiple
anticorrosione ed inibitori di corrosione migratori organici. Resistenza meccanica a
compressione da 65 a 90 Mpa, resistenza meccanica a flessione da 7,5 a 11 Mpa,
modulo elastico modulabile da 26000 a 34000 Mpa secondo le esigenze progettuali
così come MuCis® BS 91 ANCORA A.R.C. o MuCis® BS 66 o prodotto di pari o
superiori caratteristiche.
Verificare attraverso scapitozzatura la presenza di una ossidazione dell’armatura più o meno
accentuata su tutte le travi.
Protezione delle superfici ripristinate e non ripristinate con prodotti idrorepellenti e con finitura
satinata monocomponente a base di metacrilati in solvente per il trattamento estetico e
protettivo ad elevata durabilità, resistenti alla penetrazione degli aggressivi ambientali.
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Rispondente alla EN 1504-2.
Per gli altri elementi
Verifica dello stato degli appoggi e valutazione dell’eventuale intervento da eseguire.
Riparazione / Sostituzione dei giunti ammalorati, causa massetti lesionati, distacco del
tampone, ecc..
Sistemazione della scossalina, in modo da favorire il convogliamento e l’allontanamento delle
acque meteoriche
Asportazione, dove necessario, del vecchio strato di asfalto, impermeabilizzazione secondo il
Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008 cap. 5.1.7 Opere Accessorie e relativa nuova asfaltatura.
Sistemazione dei parapetti o messa in opera di nuovi secondo la normativa in vigore. In
particolare, nel caso di ponti urbani (o ad alto attraversamento pedonale), si fa riferimento al
DM LL.PP. 14 giugno 1989, n. 236 per il disegno degli elementi strutturali, i quali non devono
consentire il passaggio di oggetti di diametro superiore ai 10 cm. Negli altri casi, il limite è di
15 cm, come stabilito dalla Circolare n. 7091 del 4 settembre 1970 – Ministero dei LL.PP..
Realizzazione di nuovi cordoli sulle banchine con pendenza trasversale verso l’interno
dell’impalcato per impedire all’acqua di dilavare la soletta (caratteristiche tecniche e strutturali
da verificare con il Committente).
Pulizia esterna dei pozzetti e controllo tramite sonda che il passaggio delle acque risulti libero
e che le acque non abbiano trovato nuove vie di fuga.
Collocamento di nuovi scarichi di lunghezza appropriata secondo il Decreto Ministeriale 14
gennaio 2008 cap. 5.1.7 Opere Accessorie.
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4 INDAGINI SPERIMENTALI
4.1 Schema di disposizione delle indagini
Di seguito riportiamo uno schema prospettico del ponte con indicate le zone in cui sono
state eseguite le prove pacometriche, pull-out, i carotaggi ed il saggio sulle armature.
Ubicazione indagini
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4.2 Rilievo pacometrico delle armature
Lo scopo della prova è quello di determinare la posizione delle armature, lo spessore del
copriferro e, con buona approssimazione, il diametro dei ferri facendo scorrere lungo la
superficie mediante una sonda emettitrice di campo magnetico collegata ad un’unità di
elaborazione digitale ed acustica.
Questo tipo di rilevazione è particolarmente utile per l’esecuzione delle altre prove come il
carotaggio ed il Pull-out, che necessitano di evitare le armature.
PROCEDURA
 Posizionare la
sonda
con l’asse
longitudinale nella direzione presunta delle
barre.
 Muovere la sonda nella direzione presunta
delle sbarre è verificare se è quella
effettiva. La sonda infatti emette un
segnale di diversa intensità a seconda che il
tondino rilevato corra parallelamente alla
sonda o perpendicolarmente.
 Accertato di muoversi nella corretta
direzione, tracciare, man mano che si
scansiona la superficie,la mappa dei ferri di
armatura rilevati tramite un gesso colorato.
 Usare le manopole dello strumento per
settarlo correttamente e ripassare dove
segnato col gessetto per determinare la
profondità del copriferro.
 Muovere nuovamente le manopole e
passare nuovamente lo strumento nei punti
contrassegnati dal gessetto al fine di
rilevare in più punti il diametro dei ferri
d’armatura.
 Trascrivere le misure rilevate in diversi
punti e calcolare i valori medi del diametro
delle armature rilevate, il loro passo e la
profondità del copriferro.
NOTE
 Utilizzare il lato NERO della sonda per
coperture di calcestruzzo dai 30 mm ai 90
mm, mentre per coperture inferiori ai 30
mm bisogna girare la sonda mettendo il lato
BIANCO a contatto con l’armatura e
sottraendo i 30 mm di spessore della sonda
dalla profondità segnata sul display.
RIFERIMENTI
UNI 7997
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4.2.1
Risultati
Den.
PAC 1
PAC 2
PAC 3
PAC 4
PAC 5
PAC 6
Elemento
strutturale
VII piedritto
destro facciata di
monte a 1,5 m da
estradosso arco
Estradosso arco
dx a 1,8 m a
monte del VII
piedritto
VI piedritto destro
facciata di valle a
1,8 m da
estradosso arco
II trave da destra
VII campata a 1,5
m da VII traverso
Intrad. soletta VII
campata tra II e
III trave da dx a
1,5 m da appoggio
III trave da destra
VII campata a 1,5
m da VII traverso
VII traverso
(appoggio) da
PAC 7
monte tra II e III
trave da dx
Traverso in
mezzeria VIII
PAC 8
campata tra I e II
trave da dx
Traverso in
mezzeria VIII
PAC 9
campata tra II e
III trave da dx
III trave da destra
VIII campata a 0,5
PAC 10
m da traverso di
mezzeria
Coprif.
Diametro / interasse
Armatura
[mm]
[mm] / [cm]
15÷20
verticale
12F24
10÷15
orizzontale
Staffe 10 / 25
15÷20
longitudinale
10F28
10÷15
trasversale
Staffe 10 / 25
20÷25
verticale
12F24
15÷20
orizzontale
Staffe 10 / 25
35÷40
longitudinale
3F26 (intradosso), 2F26 (II
fila a 10 cm da intradosso)
30÷35
trasversale
Staffe 10 / 25
15÷20
longitudinale
F12 / 25
-
trasversale
-
35÷40
longitudinale
3F26 (intradosso), 2F26 (II
fila a 10 cm da intradosso)
30÷35
trasversale
Staffe 10 / 25
35÷40
orizzontale
4F26 (intradosso), 2F26 (II
fila a 10 cm da intradosso)
30÷35
verticale
Staffe 12 / 25-30
35÷40
orizzontale
3F24 (intradosso)
30÷35
verticale
Staffe 10 / 20
35÷40
orizzontale
3F24 (intradosso)
30÷35
verticale
Staffe 10 / 20
35÷40
longitudinale
3F26 (intradosso), 2F26 (II
fila a 10 cm da intradosso)
30÷35
trasversale
Staffe 10 / 25
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
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35÷40
longitudinale
3F26 (intradosso), 2F26 (II
fila a 10 cm da intradosso)
30÷35
trasversale
Staffe 10 / 25
Arco dx lungo il
bordo dx c/o IV
traverso tra archi
15÷20
orizzontale
2F28
10÷15
verticale
Staffe 10 / 25
Arco dx lungo il
bordo sx c/o IV
traverso tra archi
15÷20
orizzontale
2F28
10÷15
verticale
Staffe 10 / 25
15÷20
longitudinale
13F28
10÷15
trasversale
Staffe 10 / 25
35÷40
orizzontale
4F28 (2 intrad.+2 estrad.)
30÷35
verticale
Staffe 10 / 25
15÷20
orizzontale
2F28
10÷15
verticale
Staffe 10 / 25
15÷20
orizzontale
2F28
10÷15
verticale
Staffe 10 / 25
35÷40
orizzontale
4F28 (2 intrad.+2 estrad.)
30÷35
verticale
Staffe 10 / 25
20-25
orizzontale
2F12*
15-20
verticale
Staffe 12 / 50*
Lato dx basamento di valle a 1,5 m
da p.c. a 2,0 m da
sup. inclinata
15-20
longitudinale
10-15
trasversale
Sulla facciata del
basamento di
valle sotto l’arco
Spalla dx
di valle a
-
-
-
-
20-25
orizzontale
2F12*
PAC 22 1,6 m da p.c. tra II
e III trave da dx
15-20
verticale
Staffe 12 / 50*
II trave da destra
VIII campata a 0,5
PAC 11
m da traverso di
mezzeria
PAC 12
PAC 13
Intradosso arco dx
c/o IV traverso tra
archi
Mezzeria IV
traverso tra gli
PAC 15
archi facciata
valle
Arco sx
facciata
PAC 14
PAC 16
PAC 17
dx a 1,5 m a valle
del IV traverso
Arco sx facciata
dx a 1,5 m a
monte del V
traversoarchi
V traverso
PAC 18
facciata monte a
0,5 m da arco sx
Spalla di monte a
PAC 19 1,5 m da p.c. tra
IV e V trave da dx
PAC 20
PAC 21
1F26 (parallelo alla faccia
inclinata)
1F26 (perpendicolare alla
faccia inclinata)
nessun ferro rilevato
*Nota: il PAC 19 e 20 riguardano unicamente la parte superiore delle due spalle in
corrispondenza dell’appoggio delle travi; sulla restante superficie delle spalle non sono
stati rilevati ferri.
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4.3 Scapitozzatura e rilievo armatura
In corrispondenza della trave di bordo destro dell’VIII campata da monte, un metro dopo la
mezzeria, si è eseguita anche la scapitozzatura all’intradosso della trave e di seguito si
riporta uno schema con l’armatura rilevata.
Armature rilevate
4.4 Misura dello spessore della soletta
Per misurare lo spessore della soletta è stato eseguito un foro all’estradosso della
pavimentazione stradale; tale misura è risultata pari a 30 cm.
Esecuzione del foro dall’estradosso
Vista del foro dall’intradosso
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4.5 Prove di pull-out
La tecnica di indagine denominata Pull-out è utilizzata per determinare le proprietà meccaniche
del calcestruzzo in opera. La metodologia consiste nell’inserire nel calcestruzzo un tassello
d’acciaio di forma standard e di estrarlo mediante idonea attrezzatura. Il valore della forza di
estrazione, confrontato con una curva di correlazione sperimentale, permette di valutare la
resistenza del calcestruzzo.
PROCEDURA
 Individuare la presenza di ferri di armatura
con Pacometro e segnare la loro presenza
con un gesso.
 Liberare le zone scelte dall’intonaco o
quant'altro non faccia parte integrante del
materiale in esame.
 Effettuare il foro con l'apposita punta
svasata in aree senza ferri per un raggio di
5 cm.
 Pulire il foro con getto di aria.
 Inserire il tassello standard, h = 40 mm.
 Ribattere il tassello con il martello e
l’opportuno adattatore al fine di farlo
aderire perfettamente alle pareti del foro.
 Avvitare il cilindro filettato del martinetto
sino a contrasto.
 Attivare l’apparecchiatura di estrazione
che produce una forza di tiro con
incremento a velocità costante.
 Stampare i risultati e riportare i valori nella
scheda di acquisizione di campo.
NOTE
 Vanno eseguite almeno tre prove per zona
di ottenendo un valore medio di
riferimento.
 I tasselli vanno inseriti ad una distanza di
circa 20 cm uno dall’altro.
 Lo spessore minimo del calcestruzzo deve
essere almeno di 10 cm.
 La distanza minima dai bordi è di 10 cm.
 Conservare lo scontrino stampato per
allegarlo nel rapporto finale.
RIFERIMENTI
UNI EN 12504-3:2005
Linee Guida Calcestruzzo Strutturale CSLP
2008
La calibrazione dell’apparecchiatura Pullout è stata effettuata in data 16 aprile 2013 e
documentata con il rapporto di taratura n.
954/13.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 16 di 71
4.5.1 Risultati
Le prove di Pull-Out si sono eseguite su 20 sezioni per un totale di 60 tasselli e nelle
tabelle a seguire si riportano i valori rilevati.
Pull-Out 1 – VII piedritto destro
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
43,96
49,7
2
42,08
47,9
3
40,55
46,5
Rc media = 48,0 MPa
Pull-Out 2 – VI piedritto destro
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
38,66
44,8
2
46,68
52,2
3
44,32
50,0
Rc media = 49,0 MPa
Pull-Out 3 – II trave da destra VII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
20,28
27,8
2
23,22
30,5
3
27,23
34,2
Rc media = 30,8 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 17 di 71
Pull-Out 4 – VII traverso tra II e III trave da destra
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
29,47
36,3
2
32,06
38,7
3
28,41
35,3
Rc media = 36,8 MPa
Pull-Out 5 – III trave da destra su VII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
21,22
28,6
2
24,99
32,1
3
25,93
33,0
Rc media = 31,2 MPa
Pull-Out 6 – soletta VII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
21,45
28,8
2
23,46
30,7
3
27,70
34,6
Rc media = 31,4 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 18 di 71
Pull-Out 7 – soletta VIII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
38,43
44,5
2
33,36
39,9
3
39,49
45,5
Rc media = 43,3 MPa
Pull-Out 8 – III trave da destra su VIII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
31,00
37,7
2
29,70
36,5
3
20,51
28,0
Rc media = 34,1 MPa
Pull-Out 9 – traverso di mezzeria su VIII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
21,93
29,3
2
25,81
32,9
3
25,93
33,0
Rc media = 31,7 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 19 di 71
Pull-Out 10 – II trave da destra su VIII campata
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
22,75
30,0
2
23,46
30,7
3
22,28
29,6
Rc media = 30,1 MPa
Pull-Out 11 – facciata destra arco destro
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
32,30
38,9
2
22,04
29,4
3
29,94
36,7
Rc media = 35,0 MPa
Pull-Out 12 – facciata sinistra arco destro
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
31,12
37,8
2
28,05
34,9
3
29,94
36,7
Rc media = 36,5 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 20 di 71
Pull-Out 13 – IV traverso tra gli archi
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
24,52
31,7
2
27,23
34,2
3
23,10
30,4
Rc media = 32,1 MPa
Pull-Out 14 – facciata destra arco sinistro c/o IV traverso
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
24,75
31,9
2
24,40
31,6
3
29,59
36,4
Rc media = 33,3 MPa
Pull-Out 15 – facciata destra arco sinistro c/o V traverso
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
29,23
36,0
2
15,21
23,1
3
11,32
19,5
Rc media = 26,2 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 21 di 71
Pull-Out 16 – V traverso tra gli archi
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
27,58
34,5
2
20,16
27,6
3
19,10
26,7
Rc media = 29,6 MPa
Pull-Out 17 – spalla di monte
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
29,70
36,5
2
19,80
27,3
3
20,86
28,3
Rc media = 30,7 MPa
Pull-Out 18 – basamento di valle facciata laterale destra
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
12,14
20,2
2
9,90
18,2
3
10,26
18,5
Rc media = 19,0 MPa
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Pull-Out 19 – basamento di valle facciata inclinata sotto arco destro
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
21,57
29,0
2
26,88
33,9
3
28,88
35,7
Rc media = 32,9 MPa
Pull-Out 20 – spalla valle
n.
Forza
estrazione
[kN]
Rc
[MPa]
1
18,27
25,9
2
17,59
25,2
3
27,70
34,6
Rc media = 28,6 MPa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 23 di 71
4.6 Carotaggi
Lo scopo di questa indagine è di fornire al laboratorio il provino da sottoporre a prova di
compressione per determinare la Rmc e verificare, ed eventualmente correggere, i risultati
ottenuti con metodi non distruttivi.
Dalla prova sulla carota si potrà ricavare il modulo elastico e lo spessore della carbonatazione.
PROCEDURA
 Il punto di carotaggio deve essere
verificato con il pacometro per evitare di
tagliare armature fondamentali, cavi
elettrici o telefonici. Nel caso venga
riscontrata la presenza di un elemento
estraneo al calcestruzzo, e non individuato
precedentemente, la prova va interrotta.
 La strumentazione utilizzata è un
carotatore di diametro 100 mm.
 Scegliere l'utensile necessario per il
carotaggio con un diametro pari ad almeno
tre volte il diametro massimo dell'inerte. E’
importante che la lama della carota sia
perfettamente affilata per evitare pericolose
vibrazioni.
 La carotatrice va fissata con accuratezza e
perfettamente ortogonale alla superficie di
lavoro.
 Va sempre previsto il tubo per l'acqua di
raffreddamento e l’aspiratore del fango di
taglio.
 Una volta terminato il prelievo fotografare
la carota su un piano di colore neutro
insieme ad un foglio di carta ove sia
indicata la posizione di estrazione ed un
doppio decimetro affiancato alla carota.
NOTE
 Da tenere presente che la forma del cilindro
è regolata da UNI 12390-1 e che le
correlazioni con la resistenza del cls (RcK)
sono da riferirsi generalmente ad un Rck
cubico di lato 15 cm x 15 cm.
 Tale correlazione è paragonabile con un
cilindro di diametro 15 cm ed altezza 30
cm.
RIFERIMENTI
Norma UNI EN 12504-1
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 24 di 71
4.6.1 Prove di laboratorio sulle carote di calcestruzzo
Le carote sono state tagliate e rettificate
presso il Laboratorio Prove Materiali 4
EMME Service S.p.A..
La prova di schiacciamento è stata condotta
in base alla normativa UNI EN 12504-1 e
UNI EN 12390-3; i risultati sono riportati
nel certificato n. 6619 del 13/03/2014.
Prova di compressione
I valori della resistenza cubica sono ottenuti seguendo le indicazioni delle Linee guida per
la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche
meccaniche del calcestruzzo indurito mediante prove non distruttive.
La formula di correlazione tra resistenza cilindrica e cubica in opera è la seguente:
Rcub=1,25 * Rcil * F
dove F = fattore di correzione
Per campioni cilindrici aventi un rapporto lunghezza/diametro pari a 2, F= 1 altrimenti per
valori diversi si può fare riferimento al fattore F di correzione riportato nel grafico
seguente.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 25 di 71
Nella tabella seguente sono riportati i risultati della prova di resistenza a compressione.
Denom.
Elemento
Posizione
Rapporto
lungh/diam
Rcil
prova lab.
[N/mm2]
Rcub
[N/mm2]
C1
VII piedritto destro
Facciata di monte,
a 1,9 m da
estradosso arco
2/1
42,9
53,6
C2
Arco destro
Estradosso arco a
1,8 m a monte
rispetto al VII
piedritto
1/1
26,6
26,6
C3
Trave di bordo
destro su VIII
campata
Facciata sinistra a
1,0 m dal traverso
di mezzeria
2/1
12,9
16,1
C4
Traverso di
mezzeria su VIII
campata
Facciata di monte
tra I e II trave da
destra
1/1
23,0
23,0
Arco sinistro
Facciata destra a
1,5 m a valle del
IV traverso
16,2
20,2
Spalla di monte
Tra IV e V trave
da destra
a 1,5 m da p.c.
25,9
32,3
Basamento di valle
Sulla facciata
inclinata a 2,0 m
dal bordo destro
14,5
18,1
Spalla di valle
Tra II e III trave
da destra
a 1,6 m da p.c.
18,2
22,7
C5
C6
2/1
C7
C8
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 26 di 71
Carota C1
Carota C2
Carota C3
Carota C4
Carota C5
Carota C6
Carota C7
Carota C8
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 27 di 71
Rapporto di Prova rilasciato dal Laboratorio Prove Materiali
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 28 di 71
4.7 Determinazione della profondità di carbonatazione del cls
La prova ha lo scopo di determinare la profondità di carbonatazione dello strato superficiale
del calcestruzzo.
Il calcestruzzo possiede un valore di pH di circa 12,5, cosa che gli conferisce un carattere
fortemente alcalino. Questa forte alcalinità costituisce una protezione naturale dell’armatura
contro la corrosione.
Il calcestruzzo carbonatato è fortemente permeabile e riduce la capacità protettiva; fornisce
inoltre una durezza superiore che tende ad ingannare i metodi di determinazione della
resistenza a compressione misurati con sclerometro.
PROCEDURA
 Utilizzare una carota eseguendo la prova
immediatamente dopo l’estrazione ad
evitare che si formi un film carbonatato
superficiale.
 Pulire accuratamente con uno straccio
asciutto la superficie cilindrica.
 Spalmare o nebulizzare la fenolftaleina
sulla superficie, con soluzione all’1% di
alcool etilico, utilizzando un pennello o un
nebulizzatore.
 Misurare lo spessore di carbonatazione che
risulta non reagente e di colore inalterato,
facendo la media di almeno 4 punti. La
parte reagente, non carbonatata, assumerà
una colorazione rosso violetto.
 Nel caso di un andamento molto irregolare
della linea di carbonatazione dovrà essere
riportato il valore minimo e massimo.
NOTE
 Nel caso la carota rimanga all’aria un
tempo superiore ai 30 minuti, prima di
procedere alla misura è necessario
procedere carteggiando profondamente la
superficie cilindrica per asportare il film di
carbonatazione creatosi a contatto con l’aria
o, preferibilmente, procedere a tagliare la
carota a secco secondo un piano normale
alla superficie esposta.
 In mancanza di carota la norma consente
l’uso di frammenti, prelevati per distacco
forzato, tagliati a secco secondo un piano
normale alla superficie esposta.
 La registrazione della misura va corredata
di una foto dove sarà evidenziato l’adesivo
con la scritta di provenienza della carota.
RIFERIMENTI
UNI EN 14630
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 29 di 71
4.7.1 Risultati
Nella tabella seguente si riportano i risultati per i rilievi di carbonatazione eseguiti sulle
carote estratte e sui coni di estrazione delle sezioni di pull-out.
Denom.
Elemento
Carbonatazione [mm]
dk media
dk max
C1
VII piedritto destro
17
25
C2
Arco destro
7
10
C3
Trave di bordo destro
VIII campata
55
60
C4
Traverso di mezzeria
VIII campata
45
50
C5
Arco sinistro
45
50
C6
Spalla di monte
0
0
C7
Basamento di valle
50
60
C8
Spalla di valle
55
60
PO 1
VII piedritto destro
n.r.
PO 2
VI piedritto destro
20
PO 3
II trave da destra
VII campata
>40
PO 4
VII traverso
tra II e III trave da destra
n.r.
PO 5
III trave da destra
VII campata
PO 6
soletta VII campata
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
10
pag 30 di 71
PO 7
soletta VIII campata
PO8
III trave da destra
VIII campata
PO9
traverso di mezzeria
VIII campata
PO10
II trave da destra
VIII campata
PO11
facciata destra arco destro
PO12
facciata sinistra arco destro
n.r.
>40
n.r.
PO13
IV traverso tra gli archi
PO14
facciata destra arco sinistro
c/o IV traverso
PO15
facciata destra arco sinistro
c/o V traverso
PO16
V traverso tra gli archi
>40
n.r.
PO17
spalla di monte
PO18
basamento di valle
facciata laterale destra
PO19
basamento di valle facciata
inclinata sotto arco destro
>40
n.r.
PO20
spalla di valle
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 31 di 71
4.8 Tabella riassuntiva dei risultati ottenuti
Per le posizioni si fa riferimento allo schema del cap. 3.1.
Pull-out
Den.
Resistenza a
compressione
[N/mm2]
Den.
Resistenza a
compressione
[N/mm2]
Cil.
Cub.
fc
Rc
opera
opera
VII piedritto destro
PO 1
48,0
C1
42,9
VI piedritto destro
PO 2
49,0
20
II trave da destra
PO 3
30,8
>40
VII traverso
PO 4
36,8
-
III trave da destra
PO 5
31,2
-
soletta
PO 6
31,4
10
soletta
PO 7
43,3
-
III trave da destra
PO 8
34,1
-
traverso mezzeria
PO 9
31,7
II trave da destra
PO 10
30,1
trave bordo destro
-
-
C3
12,9
16,1
60
facciata dx arco dx
PO 11
35,0
C2
26,6
26,6
10
facciata sx arco dx
PO 12
36,5
-
IV traverso tra archi PO 13
32,1
-
PO 14
33,3
PO 15
26,2
>40
V traverso tra archi
PO 16
29,6
-
Spalla monte
PO 17
30,7
facciata laterale dx
PO 18
19,0
facc. sotto arco dx
PO 19
32,9
C7
14,5
18,1
60
Spalla valle
PO 20
28,6
C8
18,2
22,7
60
Bas.
valle
Spalla
VI campata
VIII campata
VII campata
Elemento strutturale
Spalla
Carotaggi
facciata dx arco sx
C4
23,0
53,6
23,0
Carb
dk max
[mm]
25
50
>40
C5
C6
16,2
25,9
20,2
32,3
50
0
>40
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 32 di 71
5 CARATTERIZZAZIONE DINAMICA
Lo scopo dell'indagine dinamica è quello di individuare sperimentalmente le frequenze
libere di vibrazione.
I parametri dinamici, essendo legati a tutti gli elementi geometrici e meccanici della
struttura, rappresentano un valido strumento di controllo nel tempo dell’eventuale
variazione delle condizioni generali.
5.1 Strumentazione impiegata
La misura delle frequenze proprie della struttura è stata eseguita utilizzando 4 tromografi
digitali Microsismic 6S costituiti da 3 terne accelerometriche e 3 terne geofoniche.
Fondo scala accelerometri: ±3 g nella banda 0.5 Hz-1600 Hz per gli assi X e Y e 0.5 Hz550 Hz per l’asse Z.
La densità di potenza spettrale del rumore è 280 μg/√Hz rms per gli assi X e Y e 350
μg/√Hz rms per l’asse Z. La tipologia è MEMS®.
Tutti i rilievi sono stati eseguiti a ponte completamente scarico.
Microsismic sulla struttura
Microsismic sul terreno
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 33 di 71
5.2 Posizione degli strumenti
Come indicato nello schema successivo si sono posizionati i Microsismic in due
configurazioni sulla campata ad arco ed in una configurazione a 2 Microsismic sul terreno
a valle della struttura.
Tali acquisizioni sono servite per depurare le frequenze proprie della struttura da quelle del
terreno.
Schemi di posizionamento dei microsismic
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 34 di 71
5.3 Acquisizione dei dati
Il campionamento è stato di 512 Hz e sono state eseguite 6 acquisizioni come indicato
nella tabella seguente.
Acquisizione
Posizione
1–2
Campata ad arco
3–4
Campata ad arco
5–6
Sul terreno a valle della struttura
Durata
Campionamento
4 min
512 Hz
5.4 Modalità di elaborazione
L’elaborazione è avvenuta utilizzando un software dedicato rispettoso delle indicazioni e
delle formule riportate nelle norme UNI ISO 5347 e 5348.
5.5 Applicazione degli impulsi
L’eccitazione della struttura è stata di tipo naturale e/o prodotta dalla spinta del vento.
5.6 Elaborazione dei dati
Nel grafico seguente si riporta l’oscillogramma dei 12 sensori nell’acquisizione 1.
In ascissa il tempo è in secondi ed in ordinata velocità in mm/s.
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
0 ,02
0 ,00
-0 ,02
-0 :15
0 :00
Y1
X1
Z1
Y2
X2
Z2
Y3
X3
Z3
Y4
X4
Z4
0 :15
0 :30
0 :45
1 :00
1 :15
1 :30
1 :45
2 :00
2 :15
2 :30
2 :45
3 :00
3 :15
3 :30
3 :45
4 :00
m ni :s
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 35 di 71
A seguire si evidenzia una finestra temporale dello stesso segnale, filtrato attraverso un
passa basso tipo Butterworth di 3 Hz.
In direzione Z1 in controfase con Z3 si contano 20 oscillazioni in un intervallo di 8,893
secondi, pari ad una frequenza f = 20 / 8,893 = 2,2 Hz.
0 0, 90
0 0, 00
Z1
-0 0, 90
0 0, 90
8,893 s
0 0, 00
Z2
-0 0, 90
0 0, 90
0 0, 00
Z3
-0 0, 90
0 0, 90
0 0, 00
Z4
-0 0, 90
24 0,
24 5,
25 0,
25 5,
26 0,
26 5,
27 0,
27 5,
28 0,
28 5,
29 0,
29 5,
30 0,
30 5,
31 0,
31 5,
32 0,
32 5,
33 0,
33 5,
s
Nel grafico successivo, a completamento del modo precedente, si evidenzia una finestra
temporale del segnale nell’acquisizione 3, filtrato attraverso un passa basso tipo
Butterworth di 3 Hz.
In direzione Z1 in fase con Z4 si possono contare 20 oscillazioni in un intervallo di 8,893
secondi, pari ad una frequenza f = 20 / 8,893 = 2,2 Hz.
0 0, 30
0 0, 00
Z1
-0 0, 30
0 0, 30
8,893 s
0 0, 00
Z2
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
Z3
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
Z4
-0 0, 30
2 4: 8
2 4: 8 5,
2 4: 9 5,
2 5: 0 5,
2 5: 1 5,
2 5: 2 5,
2 5: 3 5,
2 5: 4 5,
2 5: 5 5,
2 5: 6 5,
m ni s:
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 36 di 71
A seguire si evidenzia una finestra temporale del segnale nell’acquisizione 1, filtrato
attraverso un passa basso tipo Butterworth di 3 Hz.
In direzione X1 in fase con X2 , X3 e X4 si possono contare 19 oscillazioni in un intervallo di
8,878 secondi, pari ad una frequenza f = 19 / 8,878 = 2,1 Hz.
0 0, 30
0 0, 00
X1
-0 0, 30
0 0, 30
8,878 s
0 0, 00
X2
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
X3
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
X4
-0 0, 30
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
s
Nel prossimo grafico si evidenzia una finestra temporale del segnale nell’acquisizione 2,
filtrato attraverso un passa basso tipo Butterworth di 4 Hz.
In direzione Z2 in fase con Z4 si possono contare 23 oscillazioni in un intervallo di 6,533
secondi, pari ad una frequenza f = 23 / 6,533 = 3,5 Hz.
00
, 30
00
, 00
Z2
6,533 s
-0 0
, 30
00
, 30
00
, 00
Z4
-0 0
, 30
34
35
36
37
38
39
40
s
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 37 di 71
A seguire si evidenzia una finestra temporale del segnale nell’acquisizione 1, filtrato
attraverso un passa basso tipo Butterworth di 5 Hz.
In direzione Z1 in controfase con Z3 si contano 21 oscillazioni in un intervallo di 5,186
secondi, pari ad una frequenza f = 21 / 5,186 = 4,0 Hz.
0 0, 30
0 0, 00
Z1
-0 0, 30
0 0, 30
5,186 s
0 0, 00
Z2
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
Z3
-0 0, 30
0 0, 30
0 0, 00
Z4
-0 0, 30
202
203
204
205
206
207
s
Nel grafico successivo, a completamento del modo precedente, si evidenzia una finestra
temporale del segnale nell’acquisizione 3, filtrato attraverso un passa basso tipo
Butterworth di 5 Hz.
In direzione Z1 in controfase con Z4 si possono contare 20 oscillazioni in un intervallo di
4,939 secondi, pari ad una frequenza f = 20 / 4,939 = 4,0 Hz.
00
, 50
00
, 00
Z1
4,939 s
-0 0
, 50
00
, 50
00
, 00
Z4
-0 0
, 50
69
70
71
72
73
74
s
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 38 di 71
L’elaborazione nel dominio delle frequenze dell’acquisizione 1, ottenuta con la trasformata
di Fourier, ci fornisce lo spettro sottostante, che conferma le frequenze rilevate nel
dominio del tempo.
2,2 Hz
3,5 Hz
4,0 Hz
Spettri in direzione verticale Z
2,1 Hz
Spettri in direzione trasversale X
5.7 Risultati
In conclusione le frequenze sperimentali ottenute sono quelle riportate nella tabella
successiva.
DESCRIZIONE
FREQUENZA
[Hz]
Trasversale
2,1
Verticale flessionale asimmetrico
2,2
Verticale flessionale
3,5
Verticale torsionale asimmetrico
4,0
Le elaborazioni consentono di ottenere una precisione pari a ± 0,1 Hz.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 39 di 71
6 PROVE DI CARICO STATICHE DI ANALISI E DI VERIFICA
Per valutare lo stato deformativo della struttura in diverse condizioni di carico e consentire
la calibrazione del modello numerico si è eseguita nella giornata del 13 febbraio 2014 una
prove di carico di analisi con carichi ridotti.
Si è eseguita nella giornata del 24 aprile 2014 la prova di carico di verifica per ponti di I
categoria secondo il D.M. 15 gennaio 2008 – Norme Tecniche per le Costruzioni.
6.1 La strumentazione
La rilevazione delle deformazioni è stata effettuata con:
 unità computerizzata di registrazione delle deformazioni GS05;
 7 sensori inclinometrici Midori Precisions PM–5TH–Z1;
 software di elaborazione 4 EMME Service S.p.A..
Caratteristiche sensori inclinometrici:
 risoluzione
± 0.001°;
 campo
± 4°.
Postazione d’acquisizione
Sensori inclinometrici
La calibrazione dei sensori è stata effettuata in data 10/9/2013 e documentata con i
certificati di taratura n. 1018/13. Tutti gli strumenti sono stati tarati dal Laboratorio
Tarature della 4 EMME Service S.p.A. utilizzando dei sensori campione come previsto dalla
procedura 7.6 “Gestione degli Strumenti”del Manuale di Qualità.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 40 di 71
6.2 Applicazione del carico
La sollecitazione è stata ottenuta tramite 1 autocarro a 4 assi per la prova con carichi ridotti
e mediante 8 autocarri a 4 assi per la prova statica di verifica e nelle tabelle seguenti sono
indicati il loro peso, la denominazione e le misure caratteristiche.
N°
1
CAMION A QUATTRO ASSI – 13/2/2014
PESO [kN]
A
B
C
D
E
Anter. Poster. Totale m
m
m
m
m
174,0
238,0
412,0
1,40
1,85
2,35
1,40
1,60
1
2
CAMION A QUATTRO ASSI – 24/4/2014
PESO [kN]
A
B
C
D
E
Poster
Anter.
Totale m
m
m
m
m
.
143,0 257,0 400,0 1,40 1,90 2,15 1,45 1,55
166,0 234,4 400,4 1,40 1,90 2,35 1,40 1,40
3
148,0
252,0
400,0
1,40
1,90
2,40
1,40
1,40
4
150,0
250,0
400,0
1,40
1,70
2,75
1,35
1,40
5
151,0
249,0
400,0
1,40
1,70
2,50
1,35
1,35
6
152,0
248,2
400,2
1,35
1,70
2,50
1,35
1,40
7
150,0
250,0
400,0
1,35
1,75
2,50
1,35
1,60
8
145,0
255,0
400,0
1,35
1,90
2,40
1,35
1,40
N°
F
m
G
m
H
m
2,10
1,85
2,50
F
G
H
m
m
m
2,10
1,85
2,50
6.3 Prova di analisi con carichi ridotti
La prova di carico è stata effettuate posizionando l’autocarro con il I asse posteriore in
mezzeria della campata così come riportato nello schema successivo, sono stati eseguiti 2
cicli di carico e scarico, mantenendo il peso sino alla stabilizzazione delle deformazioni.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 41 di 71
Fase di carico
Condizione di carico e disposizione sensori
6.3.1 Risultati
Nella tabella seguente sono riportati i valori delle deformazioni assolute, relative ai cicli di
carico.
Ciclo
Condizione di carico
DEFORMAZIONI MEZZERIA
TRAVE BORDO DESTRO
[mm]
412 kN
1,87
Scarico
0,02
412 kN
1,89
Scarico
0,01
I
II
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 42 di 71
6.4 Prova di carico statica di verifica
Per la prova di carico di verifica la Normativa di riferimento è il D.M. 14 gennaio 2008 –
Norme Tecniche per le Costruzioni. Sono stati eseguiti cinque cicli di carico e scarico,
mantenendo le posizioni sino alla stabilizzazione delle deformazioni.
Fasi di carico A, B, C e D
Disposizione dei sensori inclinometrici
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 43 di 71
Fasi di carico
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 44 di 71
6.4.1 Risultati
A seguire è riportata a titolo di esempio una scheda riferita alle prove eseguite con sensori
inclinometrici.
La prima tabella fornisce il numero del sensore inclinometrico con la sua posizione e le
relative rotazioni, il grafico riporta la deformata mentre l’ultima tabella fornisce i valori
delle frecce per vari valori dell’ascissa.
Deformata longitudinale destra – V ciclo – Fase D
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 45 di 71
Nella tabella seguente sono riportati i valori delle deformazioni assolute, relative ai cicli di
carico.
Ciclo
DEFORMAZIONI TRAVE
BORDO DESTRO
[mm]
Condizione
di carico
L/4
L/2
3/4 L
Fase A
0,19
6,54
-0,40
Scarico
0,03
0,13
-0,03
Fase A
0,20
6,79
-0,45
Fase B
1,65
9,17
1,28
Scarico
0,19
0,28
0,17
Fase B
1,69
9,21
1,33
Fase C
1,58
12,76
1,48
Scarico
0,18
0,32
0,10
Fase B
1,67
9,18
1,31
Fase C
1,62
12,78
1,51
Scarico
0,05
0,12
0,07
Fase C
1,61
12,63
1,48
Fase D
1,58
13,47
0,25
Scarico
0,04
0,09
0,03
I
II
III
IV
V
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 46 di 71
7 SIMULAZIONE NUMERICA
La modellazione numerica agli elementi finiti è stata eseguita con il software STRAUS 7,
versione STRAND 2.4.6.
7.1 Il modello agli elementi finiti
Il modello numerico utilizzato è stato realizzato sulla base del rilievo geometrico eseguito
ed è stato calibrato sulla caratterizzazione dinamica nella presente relazione. Una volta
assemblato il modello si è provveduto a variarne i parametri di contorno fino alla
convergenza tra i risultati sperimentali e quelli teorici.
Assonometrica dell’impalcato
Vista intradossale da valle
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 47 di 71
Prospetto
Il modello ad elementi finiti è costituito da 29.346 nodi, da 3.622 beam e da 28.710 plate.
La tabella seguente riassume le caratteristiche degli elementi principali che compongono la
struttura modellata, il numero di elementi nel modello, le proprietà meccaniche adottate
per il materiale.
Nr.
ELEMENTI
E
[MPa]
Archi
60
30.000
Traversi tra archi
8
33.000
20
33.000
Travi longitudinali
2.982
29.000
Traversi impalcato
552
32.000
Soletta
28.710
33.000
ELEMENTO
MATERIALE
Piedritti
Calcestruzzo
Ρ
[kN/m3]
25,00
I risultati che il programma di calcolo fornisce per ogni elemento sono costituiti dagli
spostamenti e dalle forze nodali, inoltre, mediante interpolazione dei valori di tensione
calcolati nei punti citati, il programma di calcolo fornisce una rappresentazione grafica
dello stato di tensione dell’intera struttura.
7.2 Identificazione dinamica
La metodologia per la valutazione delle frequenze e forme proprie di vibrazione è quella
dell’analisi modale. Essa richiede esclusivamente la conoscenza della matrice di rigidezza
e della matrice di massa del sistema discretizzato. Sia la matrice di rigidezza che quella di
massa della struttura è determinata attraverso il procedimento d’assemblaggio dei
contributi di ciascun elemento finito. Il procedimento, implementato nel solutore Straus7,
consiste in una procedura iterativa nel sottospazio degli autovettori, che consente di
ottenere un numero ridotto di autosoluzioni, con frequenza contenuta entro un dominio
prefissato; il procedimento iterativo opera considerando successive approssimazioni delle
forme e delle frequenze proprie. Tale procedura è stata applicata nella presente analisi
ricercando le frequenze nel dominio dei valori sperimentali. Ciascuna forma propria di
vibrazione è rappresentata come una configurazione deformata del ponte, definita
amplificando il generico autovettore normalizzato mediante una costante da precisare.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 48 di 71
I Modo – f1=2,0 Hz
II Modo – f2=2,2 Hz
III Modo – f3=3,4 Hz
IV Modo – f4=4,0 Hz
Modo
Descrizione
Frequenza [Hz]
I
Trasversale
2,0
II
Verticale flessionale asimmetrico
2,2
III
Verticale flessionale
3,4
IV
Verticale torsionale asimmetrico
4,0
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 49 di 71
7.3 Analisi dello stato di deformazione dovuto ai carichi di prova
Di seguito sono riportati gli abbassamenti teorici della struttura, sia per la prova di analisi
con carichi ridotti che per la prova di verifica con i carichi di normativa.
Per un confronto con le frecce sperimentali nella tabella gli abbassamenti sono riportati
con segno positivo e gli innalzamenti con segno negativo.
Prova
Analisi
Condizione
di carico
Deformazioni Trave Bordo Destro [mm]
L/4
L/2
3/4 L
Carico ridotto

1,98

Fase A
0,14
7,48
-0,42
Fase B
1,68
9,23
1,22
Fase C
1,61
12,79
1,49
Fase D
1,44
13,52
0,38
Verifica
Spostamenti verticali – Fase B – Prova di verifica
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 50 di 71
7.4 Analisi dello stato di sollecitazione dovuto ai carichi di normativa
La valutazione delle azioni è stata effettuata con riferimento ai pesi propri stimati, anche in
relazione alle indagini effettuate, alle azioni prescritte dal D.M. 14 gennaio 2008 – Norme
Tecniche per le Costruzioni. Nel seguito sono precisate le modalità con cui sono state
valutate le azioni insieme con la loro modellazione nell’ambito della schematizzazione agli
elementi finiti e sono riportate le condizioni di carico utilizzate nell’analisi del ponte.
7.4.1 Azioni permanenti
Le azioni permanenti considerate nell’analisi sono costituite dalle forze di gravità associate
al peso dei materiali.
7.4.2 Azioni variabili da traffico
Le azioni accidentali considerate nei calcoli sono quelle per ponti classificati di I categoria.
Schema carichi mobili
Le corsie di carico da considerare nei calcoli sono funzione della larghezza della
carreggiata secondo la tabella 5.1.I delle NTC 14 gennaio 2008.
Tabella per calcolo corsie convenzionali
Nella struttura in oggetto si sono considerate compatibilmente con la larghezza della
carreggiata tre corsie di carico, precisamente:
- 1a corsia di carico:
Q1k carico asse da 300 kN per un totale di
600 kN
q1k carico distribuito pari a
9,00 kN/m2
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 51 di 71
-
-
-
2a corsia di carico:
Q1k carico asse da 200 kN per un totale di
q1k carico distribuito pari a
400 kN
2,50 kN/m2
3a corsia di carico:
Q1k carico asse da 100 kN per un totale di
q1k carico distribuito pari a
200 kN
2,50 kN/m2
qrk carico su area rimanente della carreggiata
2,50 kN/m2
7.4.3 Azione variabile del vento
L'azione del vento viene convenzionalmente assimilata ad un carico orizzontale statico,
diretto ortogonalmente all’asse del ponte, agente sulla superficie esposta della struttura, del
valore caratteristico pari a P k= 2,50 kN/m2.
7.4.4 Azione sismica
L’azione sismica è stata calcolata mediante un’analisi lineare dinamica e di seguito si
riportano i parametri, i coefficienti e le formule utilizzate per la valutazione dello spettro
elastico in accelerazione delle componenti orizzontali e di quella verticale.
Parametri di pericolosità del sito
Regione
Provinca
Comune
Longitudine
Latitudine
Marche
PesaroUrbino
Fermignano
12,647461
43,680276
Parametri di progettazione
Vita
Nominale
[anni]
VN
50
Classe
d’uso
Coeff.
d’uso
Periodo di
riferimento
[anni]
CU
1,0
II
Stato Limite
Ultimo
VR
50
Periodo di
ritorno
Probabilità di
superamento
[anni]
PVR
5%
SLC
TR
975
Parametri di riferimento forme spettrali
Periodo di inizio del tratto a
velocità costante dello spettro
in accelerazione orizzontale
Accelerazione massima al sito
Fattore amplificazione spettrale
Orizzontale
Verticale
Orizzontale
Verticale
ag
agv
Fo
Fv
TC*
0,226 g
0,145 g
2,462
1,35 ∙ Fo ∙ (ag/g)0,5
0,333 s
Coefficienti azione sismica
Componente
accelerazione
Orizzontale
Verticale
Categoria
C
sottosuolo
Amplificazione
stratigrafica
SS
1,366
1,000
CC
1,509

Categoria
T1
topografica
Amplificazione
topografica
Fattore di alterazione spettro per
smorzamenti   0,05
ST
1,000
1,000
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX

1,000
1,000
pag 52 di 71
Formule per spettro orizzontale
0  T  TB
TB  T  TC
TC  T  TD
TD  T
T
1
Se (T ) a g  S  η  Fo  

T
η

Fo
 B
TD
TC
3
C C  T *C
TB
TC
TD
0,05 s
0,15 s
1,00 s
Se (T)  a g  S  η  Fo
T 
Se (T ) a g  S  η  Fo   C 
 T 
4
ag
g
 1,6
T T 
Se (T ) a g  S  η  Fo   C 2 D 
 T 
T
1
Se (T ) a g  S  η  Fv  

 TB η  Fo
TB  T  TC
Se (T)  a g  S  η  Fv
TC  T  TD
T 
Se (T ) a g  S  η  Fv   C 
 T 
TD  T
TC

T 
1 

 TB 
Formule per spettro verticale
0  T  TB
TB

T 
1 

 TB 
T T 
Se (T ) a g  S  η  Fv   C 2 D 
 T 
Spettri di progetto orizzontale e verticale su stessa scala
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 53 di 71
7.5 Combinazioni di carico
Si sono utilizzati i coefficienti di combinazione dei carichi previsti dagli Stati Limite
Ultimi (SLU), prescritti dal D.M. 14 gennaio 2008 – Norme Tecniche per le Costruzioni.
Le azioni di calcolo Fd si ottengono combinando le azioni caratteristiche secondo le
seguenti formule di correlazione:
nq
Fd   G G K   Q Q1K    Q ( 0i QiK )
(SLU – Combinazione fondamentale)
Fd  E  G1  G 2  P   21 Qk1   22 Qk2  ...
(SLU – Combinazione Sismica)
i2
Per il significato dei coefficienti si rimanda alla Normativa suddetta, mentre nelle tabelle
seguenti si riportano i loro valori.
SLU – Combinazione fondamentale
Combinazione
AZIONE
Carichi permanenti
Carichi mobili
Vento
1,35
1,35
0,90
F0
Combinazione
SLU – Combinazione Sismica
AZIONE
Sisma
Sisma
Sisma
trasversale longitudinale verticale
EZ
EX
EY
F1
1,0
0,3
0,3
F2
0,3
1,0
0,3
F3
0,3
0,3
1,0
Carichi
Carichi
permanenti mobili
1,0
0,2
Forze rappresentative dei carichi di Normativa
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 54 di 71
7.6 Risultati e verifiche – SLU Combinazione fondamentale
Per la suddetta combinazione di carico si riporta un esempio significativo di mappatura a
colori per le massime sollecitazioni.
SLU – Combinazione fondamentale
Momento flettente sugli archi [kNm]
Per le verifiche si è utilizzato il programma VcaSlu, software di libera distribuzione per le
verifiche delle sezioni in c.a., che consente di eseguire verifiche con il metodo degli stati
limite per sollecitazioni di presso-tensoflessione retta o deviata.
Il calcolo è condotto nell’ipotesi che le sezioni rimangano piane fino a rottura, di modo che
il diagramma delle deformazioni specifiche nella sezione si conservi rettilineo.
La rottura si raggiunge quando si verificano le seguenti condizioni indipendenti:
a) eccesso di deformazione plastica nell’acciaio teso;
b) schiacciamento del calcestruzzo per flessione;
c) schiacciamento del calcestruzzo per compressione.
La condizione a) si attinge convenzionalmente quando la deformazione specifica
dell’acciaio teso raggiunge il valore del 10‰.
Le condizioni b) e c) si raggiungono rispettivamente quando la deformazione specifica del
calcestruzzo è pari al 3,5‰ ed al 2‰.
7.6.1 Archi
Sollecitazioni
Combinazione
F0
Sforzo Assiale [kN]
Momento Flettente [kNm]
Mezzeria
Arco
Imposta
Arco
Mezzeria
Arco
Imposta
Arco
-8.339,2
-12.172,2
2.228,3
-4.837,7
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 55 di 71
Sezione
B/H
[cm]
Mezzeria
280/80
Imposta
280/150
Caratteristiche sezioni rettangolari
Armatura
Copriferr
Inferiore
Superiore
o
2
[cm]
As [cm ]
A’s [cm2]
nr. / 
nr. / 
1,5
13  28
80,05
10  28
61,60
Proprietà materiali
Calcestruzzo
E
29.962
Acciaio
fck
20
Es
210.000
fyk
215
Nel nostro caso assumendo per il valore del modulo di elasticità E quello del modello
numerico pari a 30.000 MPa, da cui risulta una resistenza caratteristica cilindrica a
compressione del calcestruzzo fck di 20,1 MPa secondo la formula Ecm = 22000 ∙ [fcm/10]0,3
con fcm = fck + 8, si è assunto a favore di sicurezza una fck di 20,0 MPa.
Per quanto riguarda la tensione di snervamento dell’acciaio si è assunto a favore di
sicurezza una fyk di 215 MPa, corrispondente a quella di un acciaio FeB22k, la minima per
le barre tonde lisce.
Mezzeria arco – Momento Resistente Ultimo
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 56 di 71
Mezzeria arco – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Mezzeria arco:
Verifica soddisfatta
Imposta arco – Momento Resistente Ultimo
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 57 di 71
Imposta arco – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Imposta arco:
Verifica soddisfatta
7.6.2 Piedritti
Sollecitazioni piedritti centrali
Sforzo Assiale [kN]
Momento Flettente [kNm]
Combinazione
F0
-1.332,6
231,8
Caratteristiche sezioni
B/H
[cm]
Copriferro
[cm]
80/30
1,0
Armatura
Inferiore
As [cm2]
nr. / 
Superiore
A’s [cm2]
nr. / 
7  24
7  24
31,67
31,67
Proprietà materiali
Calcestruzzo
E
32.837
Acciaio
fck
30
Es
210.000
fyk
215
Nel nostro caso assumendo per il valore del modulo di elasticità E quello del modello
numerico pari a 33.000 MPa, da cui risulta una resistenza caratteristica cilindrica a
compressione del calcestruzzo fck di 30,1 MPa secondo la formula Ecm = 22000 ∙ [fcm/10]0,3
con fcm = fck + 8, si è assunto a favore di sicurezza una fck di 30,0 MPa.
Per quanto riguarda la tensione di snervamento dell’acciaio si è assunto a favore di
sicurezza una fyk di 215 MPa, corrispondente a quella di un acciaio FeB22k, la minima per
le barre tonde lisce.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 58 di 71
Piedritti centrali – Momento Resistente Ultimo
Piedritti centrali – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Piedritto centrale: Verifica soddisfatta
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 59 di 71
7.6.3 Travi
Sollecitazioni
Momento Flettente [kNm]
Combinazione
F0
Sezione
Mezzeria
276,2
Caratteristiche sezione rettangolare
Armatura
Copriferr
B/H
Inferiore
Superiore
o
[cm]
2
As [cm ]
A’s [cm2]
[cm]
nr. / 
nr. / 
4,0
10,0
30/80
3  26
2  26
15,93
10,62


Proprietà materiali
Calcestruzzo
E
28.608
Acciaio
fck
16
Es
210.000
fyk
215
Nel nostro caso assumendo per il valore del modulo di elasticità E quello del modello
numerico pari a 29.000 MPa, da cui risulta una resistenza caratteristica cilindrica a
compressione del calcestruzzo fck di 17,1 MPa secondo la formula Ecm = 22000 ∙ [fcm/10]0,3
con fcm = fck + 8, si è assunto a favore di sicurezza una fck di 16,0 MPa.
Per quanto riguarda la tensione di snervamento dell’acciaio si è assunto a favore di
sicurezza una fyk di 215 MPa, corrispondente a quella di un acciaio FeB22k, la minima per
le barre tonde lisce.
Trave– Momento Resistente Ultimo
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 60 di 71
Trave – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Mezzeria trave:
Verifica soddisfatta
7.7 Risultati e verifiche – SLU Combinazione sismica
Per la suddetta combinazione di carico si riportano i risultati dell’analisi spettrale e nei
paragrafi successivi i valori massimi di sollecitazione con le rispettive verifiche per gli
elementi strutturali.
La Normativa al cap. 7.3.3.1 richiede che “Devono essere considerati tutti i modi con
massa partecipante significativa. È opportuno a tal riguardo considerare tutti i modi con
massa partecipante superiore al 5% e comunque un numero di modi la cui massa
partecipante totale sia superiore all’85%.”
L’ analisi mostra che il contributo delle masse partecipanti nelle tre direzioni in cui si è
considerata l’azione sismica è pari rispettivamente a:
 87%
direzione longitudinale X,
 87%
direzione trasversale
Z,
 72%
direzione verticale
Y.
Di seguito si riportano i tabulati delle masse eccitate nelle tre direzioni, ottenuti dal report
del processore di calcolo agli elementi finiti.
EXCITATION CASE 1/3
DIRECTION VECTOR
SPECTRAL TABLE
MODAL EXCITATION
Mode Spectral Value
1
7.569273E-01
2
7.600000E-01
3
7.600000E-01
4
7.600000E-01
5
7.600000E-01
6
7.600000E-01
7
7.247075E-01
: "Sisma Long x-x"
: ( 9.810000E+00, 0.000000E+00, 0.000000E+00)
: "Spettro Orizzontale"
Excitation
4.792570E+03
1.218900E+00
5.937462E+01
2.963887E+00
6.460089E-02
1.266740E+00
3.607670E+03
Amplitude
2.347225E+01
4.689496E-03
9.977068E-02
3.660679E-03
5.960552E-05
7.648208E-04
1.588671E+00
Participation (%)
11.888
0.000
0.002
0.000
0.000
0.000
6.736
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 61 di 71
8
7.223704E-01
5.425226E+00
2.354708E-03
0.000
9
7.028625E-01
5.001531E+00
1.917993E-03
0.000
10
6.576091E-01
6.613965E+00
1.860276E-03
0.000
11
6.407971E-01
9.211745E+00
2.287723E-03
0.000
12
5.934761E-01
2.447721E+00
4.142729E-04
0.000
13
5.620406E-01
5.632338E+01
7.148987E-03
0.002
14
5.439892E-01
2.622745E+00
2.780434E-04
0.000
15
5.291431E-01
2.427350E+00
2.198035E-04
0.000
16
5.107428E-01
5.511206E+03
4.048756E-01
15.720
17
4.986051E-01
7.898849E+01
5.006932E-03
0.003
18
4.967768E-01
2.638580E+01
1.634597E-03
0.000
19
4.884284E-01
9.008889E+03
5.012607E-01
42.006
20
4.709658E-01
4.027300E+03
1.762699E-01
8.395
21
4.694857E-01
2.124552E+02
9.102071E-03
0.023
22
4.674179E-01
1.026765E+02
4.268081E-03
0.005
26
4.519567E-01
1.059808E+02
3.473517E-03
0.006
27
4.518464E-01
7.975838E+02
2.609438E-02
0.329
28
4.504777E-01
1.471681E+02
4.709368E-03
0.011
29
4.487617E-01
1.398792E+03
4.352309E-02
1.013
30
4.480168E-01
1.494415E+03
4.593120E-02
1.156
--------------------------------------------------------------TOTAL MASS PARTICIPATION
87.296%
EXCITATION CASE 2/3
DIRECTION VECTOR
SPECTRAL TABLE
: "Sisma Trasv z-z"
: ( 0.000000E+00, 0.000000E+00, 9.810000E+00)
: "Spettro Orizzontale"
MODAL EXCITATION
Mode Spectral Value
Excitation
Amplitude Participation (%)
1
7.569273E-01
2.667845E+00
1.306613E-02
0.000
2
7.600000E-01
1.194762E+04
4.596628E+01
73.894
3
7.600000E-01
2.904543E+00
4.880674E-03
0.000
4
7.600000E-01
1.718854E+02
2.122946E-01
0.015
5
7.600000E-01
1.433466E+03
1.322621E+00
1.064
6
7.600000E-01
5.306916E+02
3.204161E-01
0.146
7
7.247075E-01
1.151491E+00
5.070698E-04
0.000
8
7.223704E-01
1.085347E+00
4.710725E-04
0.000
9
7.028625E-01
2.569901E+02
9.855090E-02
0.034
10
6.576091E-01
5.501895E+02
1.547489E-01
0.157
11
6.407971E-01
3.896943E+02
9.677999E-02
0.079
12
5.934761E-01
2.791046E+03
4.723801E-01
4.033
13
5.620406E-01
5.149618E+00
6.536282E-04
0.000
14
5.439892E-01
1.355350E+03
1.436839E-01
0.951
15
5.291431E-01
2.846527E+03
2.577611E-01
4.194
16
5.107428E-01
1.585997E+00
1.165138E-04
0.000
17
4.986051E-01
5.619386E+02
3.562023E-02
0.163
18
4.967768E-01
2.038781E+03
1.263023E-01
2.152
19
4.884284E-01
1.505498E-01
8.376694E-06
0.000
20
4.709658E-01
3.839552E+00
1.680524E-04
0.000
21
4.694857E-01
2.735179E+02
1.171814E-02
0.039
22
4.674179E-01
3.587317E+02
1.491184E-02
0.067
26
4.519567E-01
1.802689E+02
5.908308E-03
0.017
27
4.518464E-01
8.617482E+01
2.819363E-03
0.004
28
4.504777E-01
1.615272E+02
5.168860E-03
0.014
29
4.487617E-01
1.874091E+00
5.831193E-05
0.000
30
4.480168E-01
4.190406E+01
1.287932E-03
0.001
--------------------------------------------------------------TOTAL MASS PARTICIPATION
87.022%
EXCITATION CASE 3/3
DIRECTION VECTOR
SPECTRAL TABLE
MODAL EXCITATION
Mode Spectral Value
1
1.060988E-01
2
1.206229E-01
3
1.846231E-01
4
2.148721E-01
5
2.523949E-01
6
3.158776E-01
: "Sisma Vert y-y"
: ( 0.000000E+00, 9.810000E+00, 0.000000E+00)
: "Spettro Verticale"
Excitation
2.893369E+01
3.036041E-01
2.895743E+03
2.522408E-01
7.251643E+00
1.327917E+00
Amplitude
1.986308E-02
1.853880E-04
1.182046E+00
8.808092E-05
2.222037E-03
3.332332E-04
Participation (%)
0.000
0.000
4.346
0.000
0.000
0.000
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 62 di 71
7
3.495902E-01
4.666392E+02
9.912541E-02
0.113
8
3.509085E-01
1.023926E+04
2.158847E+00
54.336
9
3.570000E-01
3.371268E+01
6.566519E-03
0.001
10
3.570000E-01
9.186258E+00
1.402666E-03
0.000
11
3.570000E-01
5.001250E+00
6.919708E-04
0.000
12
3.570000E-01
2.112591E+00
2.150825E-04
0.000
13
3.570000E-01
4.779972E+03
3.853734E-01
11.841
14
3.570000E-01
3.223168E+01
2.242423E-03
0.001
15
3.570000E-01
5.342814E+00
3.264128E-04
0.000
16
3.570000E-01
3.823989E+01
1.963621E-03
0.001
17
3.570000E-01
2.204262E+00
1.000421E-04
0.000
18
3.570000E-01
7.378586E+00
3.284888E-04
0.000
19
3.570000E-01
1.173076E+01
4.770741E-04
0.000
20
3.570000E-01
1.715195E+02
5.690580E-03
0.015
21
3.570000E-01
2.802573E+00
9.130100E-05
0.000
22
3.570000E-01
5.251006E+00
1.667120E-04
0.000
26
3.570000E-01
4.514282E+02
1.168698E-02
0.106
27
3.570000E-01
1.607069E+03
4.154154E-02
1.338
28
3.570000E-01
8.962813E+01
2.272942E-03
0.004
29
3.570000E-01
8.618491E+02
2.133292E-02
0.385
30
3.570000E-01
5.909219E+02
1.447241E-02
0.181
--------------------------------------------------------------TOTAL MASS PARTICIPATION
72.668%
7.7.1 Archi
Analizzando i risultati dovuti alle combinazioni sismiche F1, F2,e F3, i massimi valori di
momento e sforzo assiale in mezzeria ed all’imposta sono sempre inferiori a quelli dovuti
alla combinazione fondamentale F0; le sezioni con sollecitazioni superiori sono quelle alle
reni per la combinazione F2 e la tabella seguente ne riporta i valori massimi.
Sollecitazioni
Combinazione
Sforzo Assiale [kN]
Momento Flettente [kNm]
F2
-4.590,3
3.299,8
Sezione
B/H
[cm]
Reni
280/111
Caratteristiche sezioni rettangolari
Armatura
Copriferr
Inferiore
Superiore
o
2
[cm]
As [cm ]
A’s [cm2]
nr. / 
nr. / 
1,5
13  28
80,05
10  28
61,60
Proprietà materiali
Calcestruzzo
E
29.962
Acciaio
fck
20
Es
210.000
fyk
215
Nel nostro caso assumendo per il valore del modulo di elasticità E quello del modello
numerico pari a 30.000 MPa, da cui risulta una resistenza caratteristica cilindrica a
compressione del calcestruzzo fck di 20,1 MPa secondo la formula Ecm = 22000 ∙ [fcm/10]0,3
con fcm = fck + 8, si è assunto a favore di sicurezza una fck di 20,0 MPa.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 63 di 71
Per quanto riguarda la tensione di snervamento dell’acciaio si è assunto a favore di
sicurezza una fyk di 215 MPa, corrispondente a quella di un acciaio FeB22k, la minima per
le barre tonde lisce.
Reni arco – Momento Resistente Ultimo
Reni arco – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Reni arco:
Verifica soddisfatta
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 64 di 71
7.7.2 Piedritti
Sollecitazioni piedritti centrali
Sforzo Assiale [kN]
Momento Flettente [kNm]
-296,1
333,6
Combinazione
F2
Caratteristiche sezioni
B/H
[cm]
Copriferro
[cm]
80/30
1,0
Armatura
Inferiore
As [cm2]
nr. / 
Superiore
A’s [cm2]
nr. / 
7  24
7  24
31,67
31,67
Proprietà materiali
Calcestruzzo
E
32.837
Acciaio
fck
30
Es
210.000
fyk
215
Nel nostro caso assumendo per il valore del modulo di elasticità E quello del modello
numerico pari a 33.000 MPa, da cui risulta una resistenza caratteristica cilindrica a
compressione del calcestruzzo fck di 30,1 MPa secondo la formula Ecm = 22000 ∙ [fcm/10]0,3
con fcm = fck + 8, si è assunto a favore di sicurezza una fck di 30,0 MPa.
Per quanto riguarda la tensione di snervamento dell’acciaio si è assunto a favore di
sicurezza una fyk di 215 MPa, corrispondente a quella di un acciaio FeB22k, la minima per
le barre tonde lisce.
Piedritti centrali – Momento Resistente Ultimo
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 65 di 71
Piedritti centrali – Dominio di Resistenza M-N
Sezione – Piedritto centrale: Verifica NON soddisfatta
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 66 di 71
8 CONSIDERAZIONI FINALI
Dalle indagini e dalle elaborazioni eseguite si possono trarre le considerazioni seguenti.

L'ispezione visiva del ponte ha evidenziato 2 Non Conformità, costituite dal degrado e
ammaloramento di tutte le zone di appoggio delle travi in corrispondenza delle spalle
(NC 1), dal distacco del coprierro con armatura affiorante corrosa con riduzione di
sezione resistente sulla trave di bordo destro della II campata da monte e su entrambe
le travi di bordo della VI, VIII e X campata da monte (NC 2);

I rilievi eseguiti con il pacometro hanno fornito i valori riportati in tabella per il
copriferro dei vari elementi costituenti l’impalcato.
Elemento strutturale
Arco
Trave  Traverso
Soletta
Piedritto
Copriferro minimo [mm]
Armatura
15
longitudinale
10
trasversale
35
longitudinale
30
trasversale
15
longitudinale
15
Verticale
10
Orizzontale

I risultati delle indagini di pull-out eseguite sui vari elementi strutturali hanno fornito
valori medioelevati per la resistenza a compressione del calcestruzzo, con però
altrettanti grandi valori della profondità di carbonatazione, maggiori di 40 mm per
archi, travi e traversi e di 20 mm per i piedritti; sulla sezione eseguita sulla soletta si è
misurata una carbonatazione massima pari a 10 mm.

I risultati delle indagini sui materiali hanno fornito valori modesti per la resistenza del
calcestruzzo dei vari elementi strutturali ed il valore minimo è stato rilevato sulla
carota estratta dalla trave di bordo destro – VIII campata da monte, con una fck –
resistenza caratteristica cilindrica di 12,9 MPa.

Il calcestruzzo evidenzia valori di carbonatazione elevati su tutti gli elementi
strutturali indagati, con un massimo di 60 mm rilevato sulle carote estratte dalla trave
di bordo destro dell’VIII campata da monte, sulla spalla di valle e sul suo basamento.

La caratterizzazione dinamica sperimentale dell’impalcato ha evidenziato come prime
tre forme modali un modo trasversale di 2,1 Hz, verticale flessionale asimmetrico di
2,2 Hz e verticale flessionale 3,5 Hz.

Le prove di carico hanno mostrato comportamenti elastici e ripetibili.
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
pag 67 di 71

L’ottima corrispondenza dei parametri dinamici e statici tra modello numerico e valori
sperimentali dimostra che il modello è stato calibrato garantendoci sull’affidabilità
delle risposte.
Nelle tabelle seguenti si riportano in sintesi:
 il confronto tra frequenze proprie teoriche e sperimentali;
 il confronto tra frecce teoriche e frecce sperimentali;
 le verifiche agli Stati Limite Ultimi (SLU).
Confronto tra frequenze proprie teoriche e sperimentali
FREQUENZA [Hz]
MODO
DESCRIZIONE
I
Sperimentale
Teorico
Trasversale
2,1
2,0
II
Verticale flessionale asimmetrico
2,2
2,2
III
Verticale flessionale
3,5
3,4
IV
Verticale torsionale asimmetrico
4,0
4,0
Confronto tra frecce teoriche e sperimentali
Deformazioni Mezzeria
Trave Bordo destro
[mm]
Condizione di carico
Sperimentale
Teorico
Carico ridotto – 412 kN
1,9
2,0
Fase A
6,8
7,5
Fase B
9,2
9,2
Fase C
12,8
12,8
Fase D
13,5
13,5
Verifica SLU
Comb.
di carico
F0
F2
Azioni sollecitanti Ed
Resistenze Rd
Elemento
NEd [kN]
MEd [kNm]
MRd [kNm]
Arco – Mezzeria
-8.339
2.228
3.272
Arco – Imposta
-12.172
-4.838
-8.337
Piedritto
-1.333
232
252
Trave

276
318
Arco – Reni
-4.590
3.300
3.311
Piedritto
-296
334
182
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
Verific
a
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
Per la combinazione fondamentale agli Stati Limite Ultimi per i carichi previsti dalle
NTC 2008 per i ponti di I categoria, le verifiche condotte sugli elementi strutturali più
sollecitati nei riguardi della resistenza ultima sono soddisfatte.

Per la combinazione agli Stati Limite Ultimi connessi all’azione sismica eseguita
mediante analisi dinamica lineare con spettri di risposta, la verifica della sezione
dell’arco più sollecitata è soddisfatta, ma non è verificata per i piedritti che entrano in
crisi per presso-flessione.
Bolzano, 6 giugno 2014
Il relatore
dott. ing. Maurizio Bruson
relazione revisionata da
dott. ing. Roberto Bruson
Verifica generale ponte al km XXXX della SP X – Provincia di XXXXXXX
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DICHIARAZIONE DI IDONEITA STATICA
Ponte al km XXXX della S.P. XXXXX
Il sottoscritto ing. Settimo Martinello, iscritto all’Albo degli Ingegneri della Provincia di
Bolzano con il n. 623, è stato incaricato dalla Provincia di XXXXX di valutare l’idoneità
statica della struttura in oggetto.
Analizzati i risultati delle indagini sperimentali eseguite dalla Società 4 EMME Service S.p.A.:

accertato che, a seguito dell’Ispezione Visiva Primaria, il ponte presenta 2 Non
Conformità, costituite dal forte degrado ed ammaloramento di tutte le zone di
appoggio delle travi sulle spalle (NC 1) e dall’armatura corrosa con riduzione di
sezione resistente sulla trave di bordo destro della II campata da monte e su entrambe
le travi di bordo della VI, VIII e X campata da monte. (NC 2);

visto che i risultati delle indagini sui materiali hanno fornito valori modesti per la
resistenza del calcestruzzo dei vari elementi strutturali ed il valore minimo è stato
rilevato sulla carota estratta dalla trave di bordo destro – VIII campata da monte, con
una fck – resistenza caratteristica cilindrica di 12,9 MPa, inferiore alla resistenza
minima del calcestruzzo C16/20prevista dalla tabella 4.1.II del D.M. 14 gennaio 2008
– Norme tecniche per le Costruzioni;

visto che il calcestruzzo evidenzia valori di carbonatazione elevati su tutti gli elementi
strutturali indagati, con un massimo di 60 mm rilevato sulle carote estratte dalla trave
di bordo destro dell’VIII campata da monte, sulla spalla di valle e sul suo basamento;

visto i valori delle frecce, la ripetibilità, il comportamento elastico sotto il carico di
prova e vista l’esigua deformazione residua;

visto che per la combinazione fondamentale agli Stati Limite Ultimi per i carichi
previsti dalle NTC 2008, le verifiche condotte sugli archi, sui piedritti e sulle travi più
sollecitate hanno dato esito positivo;

visto che per la combinazione agli Stati Limite Ultimi connessi all’azione sismica
eseguita mediante analisi dinamica lineare con spettri di risposta, la verifica della
sezione dell’arco più sollecitata è soddisfatta, ma non è verificata per i piedritti che
entrano in crisi per presso-flessione;
DICHIARA
il ponte al km XXXX della S.P. XXXX idoneo a sopportare i carichi verticali previsti
per i ponti di I categoria ai sensi del D.M. 14 gennaio 2008 – Norme Tecniche per le
Costruzioni ma vulnerabile all’azione sismica.
La presente idoneità ha validità temporanea di 2 anni a partire dalla data odierna e potrà
essere esteso ad una idoneità decennale purchè nel frattempo:
 vengano eliminate le 2 Non Conformità rilevate,
 siano eseguiti gli interventi consigliati al cap. 3.2,
 sia eseguita con frequenza annuale, o dopo eventi eccezionali, l’Ispezione visiva
successiva secondo il Metodo della Valutazione Numerica da parte di personale
specializzato, al fine di accertare eventuali evoluzioni dello stato di degrado, che allo
stato attuale è misurato con un Indice di Difettosità Relativa pari a Dr = 39.
Gli interventi indicati sono considerati quelli necessari per proteggere materiali e strutture
dai fenomeni di degrado. Si ritiene inoltre indispensabile, sotto il profilo della sicurezza e
del rispetto delle norme in vigore, prevedere un intervento strutturale che consenta un
adeguamento sotto il profilo sismico.
Bolzano, 10 giugno 2014
dott. ing. Settimo Martinello