Caratterizzazione sperimentale del comportamento strutturale dei ponti ad arco in muratura

Prove di laboratorio e in situ: approcci complementari

Questa relazione riporta le metodologie per la caratterizzazione sperimentale del comportamento strutturale dei ponti ad arco in muratura, basata su vari studi di ponti presenti nella rete portoghese. I principali contributi si concentrano sui risultati delle ispezioni tecniche e delle prove sperimentali mirate a supportare la caratterizzazione dei ponti e la loro simulazione numerica in condizioni di carico realistiche.

La caratterizzazione sperimentale comprende prove di laboratorio e in situ per l'identificazione dei parametri dei materiali da utilizzare nei modelli strutturali per la simulazione numerica e per valutare lo stato attuale dei componenti del ponte e dei materiali costitutivi. Le prove di laboratorio, per la caratterizzazione dei materiali utilizzando campioni prelevati dai ponti, includono test standard per la caratterizzazione della pietra granitica, prove di taglio e compressione su campioni delle interfacce in muratura per identificare le proprietà meccaniche delle interfacce pietra-pietra e pietra-riempimento, oltre a procedure geotecniche standard per caratterizzare i materiali di riempimento.

Le prove in situ includono la caratterizzazione locale dei materiali, tramite prove con martinetti piatti per i componenti in muratura e prove con pressiometro per il riempimento, e l'identificazione dinamica globale, utilizzando vibrazioni ambientali e forzate, per ottenere le frequenze di vibrazione naturali e le forme modali dei ponti.

L'uso complementare di prove di laboratorio e in situ consente di integrare i risultati delle prove su campioni di laboratorio con quelli derivati dai test sui materiali in situ e dai test globali dell'intera struttura. Un'altra componente delle campagne sperimentali si concentra sul monitoraggio della risposta del ponte sotto carico da traffico, permettendo di validare la modellazione strutturale dei ponti confrontando i risultati ottenuti numericamente con quelli misurati.

Per quanto riguarda la simulazione del comportamento strutturale, sono stati adottati modelli numerici che utilizzano elementi finiti (FE) e/o elementi discreti (DE) per valutare gli effetti dinamici dell'interazione veicolo-ponte e i fattori di carico dovuti al traffico veicolare. Sono state utilizzate sia la modellazione 3D FE con elementi di materiale elastico omogeneo equivalente sia strategie di micro-modellazione FE e DE (per simulare la non linearità dei materiali dei componenti in muratura) per rappresentare il comportamento strutturale del ponte.