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

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Bridge Retrofit di un ponte stradale in cap in accordo con le NTC2008

Pasquale Malangone, Alberto Maria Avossa, Riccardo Di Camillo

Ultima modifica: 2011-07-11

Sommario


Le strutture da ponte possono essere definite in molti casi come costruzioni di tipo “essenziale” in cui, a causa del ridotto grado di iperstaticità, l’eventuale grave danneggiamento di un elemento strutturale a seguito di un terremoto può determinare il collasso dell’intero sistema strutturale o di grandi porzioni di esso. È quindi necessario prestare estrema cura nella progettazione sismoresistente di tali opere considerando livelli di protezione sismica maggiori rispetto ad altre tipologie di costruzione. In realtà, il sistema stradale italiano è già in gran parte sviluppato e un numero considerevole di ponti esistenti, attualmente in esercizio sulla rete viaria nazionale, sono stati progettati e realizzati in assenza di specifiche prescrizioni riguardanti l’assorbimento delle azioni sismiche. È quindi ragionevole attendersi che molte di queste strutture siano particolarmente vulnerabili agli effetti del terremoto o siano in grado di resistere agli effetti dovuti ad azioni sismiche di minore intensità rispetto a quelle di progetto attualmente previste dalla normativa vigente (NTC2008). In tale contesto si inserisce il presente lavoro che riguarda il retrofit sismico di un ponte stradale in cap a travata attualmente in esercizio sulla strada statale SS7 quater “Domintiana” in provincia di Caserta. Con riferimento a tale struttura, dopo averne definito la geometria e le caratteristiche meccaniche sulla base degli elaborati di progetto originari, sono state in primo luogo condotte analisi di vulnerabilità sismica per valutarne le condizioni di sicurezza nella configurazione attuale. Per detta fase di indagine è stata, in particolare, impiegata una procedura basata sull’analisi statica non lineare (Nonlinear Static Procedure – NSP), già utilizzata per altre tipologie strutturali, che ha consentito di correlate in modo esplicito, secondo i criteri proposti dal Performance Based Earthquake Engineering (PBEE), i differenti livelli di rischio atteso con i livelli di prestazione fissati per i differenti stati limite considerati. Successivamente, al fine di conseguire l’obiettivo dell’adeguamento sismico del ponte nei confronti delle nuove azioni di progetto previste dalle NTC2008, si è scelta una strategia di protezione antisismica di tipo innovativo che prevede l’isolamento sismico dell’impalcato a soletta continua (sovrastruttura) dalle pile che lo sostengono (sottostruttura) mediante impiego di dispositivi elastomerici HDRB. In particolare la progettazione del sistema di isolamento è stata poi condotta mediante un approccio agli spostamenti del tipo Direct Displacement Based Design – DDBD. Il livello di sicurezza nei confronti delle azioni sismiche, raggiunto dall’opera a seguito dell’intervento di retrofit sismico, è stato quindi valutato mediante analisi dinamica time-history con integrazione diretta delle equazioni del moto, definendo opportunamente la matrice di smorzamento del sistema ed impiegando un gruppo di sette segnali accelerometrici storici le cui forme spettrali presentano caratteristiche di coerenza con lo spettro di progetto di regolamento indicato per il sito in esame. I risultati ottenuti hanno evidenziato l’efficacia dell’intervento di isolamento previsto, che evita di ricorrere a dispositivi aggiuntivi di dissipazione energetica e determina una riduzione significativa delle sollecitazioni nella attuale sottostruttura, in grado di sopportare in campo elastico il sisma di progetto.

 

BIBLIOGRAFIA ESSENZIALE

[1]   G.M. Calvi, A. Pavese, 1997. Conceptual design of isolation systems for bridge structures. Journal of  Earthquake Engineering, Imperial College Press 1(1):193–218

[2] M.J.N. Priestley, G.M. Calvi, M.J. Kowalsky, 2007. Displacement–Based Seismic Design of Structure, IUSS Press, Pavia.

[3]    M.J. Kowalsky, 2002. A displacement based approach for the seismic design of continuous concrete bridges. Earthquake Engineering and Structural Dynamics, John Wiley & Sons 31: 719-47.

[4]   M. Ferraioli, P. Malangone, 1998. A modal procedure for seismic analysis of non-linear base-isolated multistorey structures, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, John Wiley & Sons 27: 397-412.

[5]   A.M. Avossa, P. Malangone, Remarks on the response of base-isolated structures with LRB-HD devices, 14th European Conference on Earthquake Engineering ECEE, Ohrid, Macedonia.

[6]  D.M. 14.01.2008. Norme Tecniche per le Costruzioni, Gazzetta Ufficiale n.9 del 04.02.2008.

 


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