ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS 2011 - XIV convegno

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Criteri per la verifica e la sostituzione degli appoggi in neoprene di viadotti esistenti in zona sismica

paolo tortolini, Alessio Lupoi, Marco Petrangeli

Ultima modifica: 2011-06-27

Sommario


La grande maggioranza dei viadotti in c.a.p. della rete stradale nazionale realizzati negli anni '60 e '70 utilizza appoggi in neoprene. Questi appoggi si sono rivelati una soluzione economica ed efficace per opere ubicate in zone di bassa o media intensità sismica. Purtuttavia, a distanza di trent'anni dalla realizzazione di molte opere, il naturale deterioramento di tali apparecchi ne consiglia, ed in alcuni casi ne rende necessaria, la sostituzione.

Gli autori, sulla scorta dell'esperienza pregressa e di quella che hanno potuto maturare recentemente nell'ambito dell'analisi di vulnerabilità di circa 250 viadotti ubicati su strade statali di primaria importanza di più Regioni, affrontano una serie di aspetti inerenti questo tipo di soluzione strutturale.

Innanzitutto vengono presentate le tipologie ricorrenti, contestualizzandole al periodo di realizzazione. A seguito di tale operazione emerge che la larga maggioranza di tali elementi risultano oggi avere oltre 30 anni di servizio.

L'argomento dello stato di conservazione e dell'invecchiamento del materiale rappresenta quindi un aspetto di rilevanza assoluta. Gli autori a tal riguardo presentano i risultati ottenuti dalle prove di caratterizzazione dinamica condotte su un viadotto della strada statale 77 Umbro-Marchigiana, attraverso cui è stato possibile valutare il comportamento di questi elementi per azioni orizzontali e ricavare una buona stima dei parametri elastici della materiale che li costituisce.

L'articolo presenta poi alcuni aspetti più specifici della modellazione strutturale di questi apparecchi di appoggio e dell'influenza sul comportamento globale del viadotto. Tali elementi possono essere considerati elastici; tuttavia, per una corretta valutazione della risposta strutturale dell'opera si devono tenere in attenta considerazione alcune limitazioni sia determinate dalle condizioni al contorno (ampiezza varchi tra impalcati e/o con ritegni), sia in relazione all'impegno, in termini di forze e spostamenti, che l'azione sismica genera.    

Viene poi affrontata la tematica dei criteri di verifica sismica da utilizzare per questi apparecchi di appoggio. In considerazione che essi non risultano specificatamente progettati per le azioni orizzontali e dato che le caratteristiche del materiale non possono essere ricavate in maniera agevole ed economica, gli autori propendono per individuare come criterio verifica, utilizzabile su larga scala, una metodologia basata sul concetto di scorrimento (stati limite di scorrimento).

L'articolo si conclude affrontando il problema del miglioramento prestazionale. Alla luce delle analisi sismiche svolte su un cosi ampio campione di viadotti, gli autori ritengono che un'importante parte di questi possa essere adeguata semplicemente attraverso l'utilizzo di uno spessore di "gomma" maggiorato e l'introduzione (ove mancanti) di elementi per la limitazione degli spostamenti, ritegni statici o stopper. Infatti, aumentandone spessore e resistenza è spesso possibile migliorare ulteriormente il contributo favorevole che tali elementi forniscono alla risposta sismica dei rispettivi viadotti. In altri casi potrebbe essere economicamente vantaggioso, senza peraltro penalizzare la sicurezza strutturale, il mantenimento degli appoggi originaLa grande maggioranza dei viadotti in c.a.p. della rete stradale nazionale realizzati negli anni '60 e '70 utilizza appoggi in neoprene. Questi appoggi si sono rivelati una soluzione economica ed efficace per opere ubicate in zone di bassa o media intensità sismica. Purtuttavia, a distanza di trent'anni dalla realizzazione di molte opere, il naturale deterioramento di tali apparecchi ne consiglia, ed in alcuni casi ne rende necessaria, la sostituzione.

Gli autori, sulla scorta dell'esperienza pregressa e di quella che hanno potuto maturare recentemente nell'ambito dell'analisi di vulnerabilità di circa 250 viadotti ubicati su strade statali di primaria importanza di più Regioni, affrontano una serie di aspetti inerenti questo tipo di soluzione strutturale.

Innanzitutto vengono presentate le tipologie ricorrenti, contestualizzandole al periodo di realizzazione. A seguito di tale operazione emerge che la larga maggioranza di tali elementi risultano oggi avere almeno 20-30 anni di servizio.

L'argomento dello stato di conservazione e dell'invecchiamento del materiale rappresenta quindi un aspetto di rilevanza assoluta. Gli autori a tal riguardo presentano i risultati ottenuti dalle prove di caratterizzazione dinamica condotte su un viadotto della strada statale 77 Umbro-Marchigiana, attraverso cui è stato possibile valutare il comportamento di questi elementi per azioni orizzontali e ricavare una buona stima dei parametri elastici della materiale che li costituisce.

L'articolo presenta poi alcuni aspetti più specifici della modellazione strutturale di questi apparecchi di appoggio e dell'influenza sul comportamento globale del viadotto. Tali elementi possono essere considerati elastici; tuttavia, per una corretta valutazione della risposta strutturale dell'opera si devono tenere in attenta considerazione alcune limitazioni sia determinate dalle condizioni al contorno (ampiezza varchi tra impalcati e/o con ritegni), sia in relazione all'impegno, in termini di forze e spostamenti, che l'azione sismica genera.    

Viene poi affrontata la tematica dei criteri di verifica sismica da utilizzare per questi apparecchi di appoggio. In considerazione che essi non risultano specificatamente progettati per le azioni orizzontali e dato che le caratteristiche del materiale non possono essere ricavate in maniera agevole ed economica, gli autori propendono per individuare come criterio verifica, utilizzabile su larga scala, una metodologia basata sul concetto di scorrimento (stati limite di scorrimento).

L'articolo si conclude affrontando il problema del miglioramento prestazionale. Alla luce delle analisi sismiche svolte su un cosi ampio campione di viadotti, gli autori ritengono che un'importante parte di questi possa essere adeguata semplicemente attraverso l'utilizzo di uno spessore di "gomma" maggiorato e l'introduzione (ove mancanti) di elementi per la limitazione degli spostamenti, ritegni statici o stopper. Infatti, aumentandone spessore e resistenza è spesso possibile migliorare ulteriormente il contributo favorevole che tali elementi forniscono alla risposta sismica dei rispettivi viadotti. In altri casi potrebbe essere economicamente vantaggioso, senza peraltro penalizzare la sicurezza strutturale, il mantenimento degli appoggi originali introducendo esclusivamente gli stopper.

 

 

 li introducendo esclusivamente gli stopper.

 

 

 


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