SHM del nuovo ponte strallato "Filomena Delli Castelli"

Il ponte ha una lunghezza di circa 200 mt, con 40 stralli divisi in due gruppi da venti

In occasione del Convegno Fabre 2024, tenutosi a Genova dal 12 al 15 febbraio 2024, Vanni Nicoletti, ricercatore dell'Università Politecnica delle Marche, ha presentato un interessante caso studio riguardante il monitoraggio di un ponte strallato situato nei pressi di Pescara, nel centro Italia. Nello specifico, si tratta del ponte "Filomena Delli Castelli", il quale collega i Comuni di Montesilvano e Città Sant'Angelo (PE).

Lo studio è stato condotto da Vanni Nicoletti, Lorenzo Amico, Simone Quarchioni e Fabrizio Gara.

Questa infrastruttura, recentemente costruita, rappresenta un esempio significativo di innovazione nel campo del monitoraggio strutturale, offrendo un laboratorio naturale per l'applicazione di diverse metodologie di controllo e studio della salute strutturale.

Il ponte oggetto di studio è una struttura inaugurata a fine 2019, lunga circa 200 metri, con 40 stralli divisi in due gruppi da 20, ancorati su quattro antenne posizionate sulle due pile principali. L'impalcato è composto da una soletta in calcestruzzo e travi in acciaio, configurandosi quindi come una sezione composta. Questa tipologia di ponte, sebbene non comune in Italia, offre un'opportunità unica per studi approfonditi e sperimentazioni di tecnologie avanzate.

Obiettivi del monitoraggio

Il monitoraggio di questo ponte ha perseguito molteplici obiettivi. Il primo, e più ovvio, è il controllo della salute strutturale (Structural Health Monitoring) per garantire la sicurezza e la longevità della struttura. Tuttavia, Nicoletti ha sottolineato ulteriori finalità, tra cui l'integrazione di diverse metodologie di monitoraggio per condurre ricerche innovative e la creazione di un campo prove reale che possa essere utilizzato per testare nuove strumentazioni e sistemi di monitoraggio.

Metodologie e tecniche utilizzate

Il monitoraggio del ponte è iniziato già dalle prime fasi di costruzione e ha proseguito durante il collaudo statico e dinamico della struttura. In particolare, durante il collaudo dinamico, sono state effettuate misurazioni di vibrazione ambientale e test di impatto sull'impalcato, accoppiate alla misura dei parametri ambientali. Questo approccio integrato ha permesso di calibrare un modello numerico del ponte utilizzando software avanzati come ANSYS, combinando elementi Shell e Beam per ottenere un'accurata rappresentazione della dinamica strutturale.

Un aspetto cruciale del progetto è stato l'Optimal Sensor Placement, ovvero la scelta strategica dei punti migliori dove posizionare i sensori per garantire un monitoraggio efficiente e non ridondante. Questo ha portato alla decisione di monitorare otto stralli in modo continuo, utilizzando celle di carico, e di posizionare accelerometri sull'impalcato per registrare la dinamica della struttura.

Risultati e Osservazioni Preliminari

I dati raccolti, a partire da agosto 2022, hanno rivelato fenomeni interessanti. Ad esempio, l'analisi delle frequenze di vibrazione del ponte ha mostrato un chiaro andamento ciclico correlato ai cambiamenti stagionali di temperatura. Inoltre, sono stati osservati spostamenti e rotazioni cicliche dell'impalcato, anch'essi legati ai fenomeni ambientali.

Un altro aspetto interessante riguarda la possibilità di monitorare la dinamica del ponte attraverso le celle di carico degli stralli. I dati registrati hanno infatti mostrato che le frequenze delle vibrazioni misurate dalle celle di carico corrispondono alle prime tre frequenze modali del ponte, aprendo la strada a ulteriori ricerche in questa direzione.

Monitoraggio sismico e dati satellitari

Il sistema di monitoraggio installato sul ponte ha dimostrato anche la capacità di registrare eventi sismici, sebbene di modesta entità, come nel caso del sisma in Turchia del 2023. Inoltre, Nicoletti ha illustrato come i dati raccolti dal monitoraggio tradizionale siano stati confrontati con quelli ottenuti tramite analisi satellitare, evidenziando una corrispondenza nei cicli stagionali degli spostamenti strutturali.

Il lavoro svolto dall'Università Politecnica delle Marche sul monitoraggio di questo ponte strallato rappresenta un esempio di eccellenza nella ricerca applicata alle infrastrutture. L'approccio integrato e multidisciplinare adottato permette non solo di garantire la sicurezza della struttura, ma anche di avanzare la conoscenza scientifica nel campo del monitoraggio strutturale. Le prospettive future includono l'approfondimento degli studi sulla dinamica del ponte tramite le celle di carico e l'ulteriore sviluppo del sistema di monitoraggio per migliorare la sua efficacia e applicabilità a livello nazionale e internazionale.