Valutazione della vulnerabilità sismica di viadotti autostradali in c.a. mediante analisi pushover con approccio multimodale: un caso studio

L’Italia possiede uno dei più complessi e articolati sistemi stradali d’Europa, sviluppati all’interno di un territorio tutt’altro che regolare e caratterizzato da necessità di scavalcare depressioni e rilievi, di fatto, ad ogni latitudine. Questo fa sì che l’intera rete riunisca decine di migliaia di ponti, dai più piccoli fino ai più imponenti.

Si ha l’occasione di approfondire in questa sede lo studio di un viadotto fortemente rappresentativo del costruito nazionale degli anni ’70, ovvero il viadotto Vizzana-Zampogna dell’autostrada A15 Parma-la Spezia di lunghezza complessiva di circa 342 m e caratterizzato da un tracciato curvilineo piano di 15 campate in semplice appoggio in CAP su pile in CA.

Al fine di cogliere al meglio la risposta strutturale sismica delle singole pile del viadotto sarà condotta un’analisi statica non-lineare “multi modale”, che consente di combinare gli effetti delle sollecitazioni sezionali relative ai profili di carico progressivi dei singoli modi attraverso la combinazione modale quadratica completa CQC e confrontarle con la resistenza allo SLV in termini flessionali.

Infatti, i ponti a causa della loro distribuzione spaziale in termini di massa e rigidezza sono contraddistinti dal particolare frazionamento della massa partecipante in molti modi di vibrare, peculiarità che non consente di rappresentare il problema nel suo complesso con pushover impostate con profili di carico uni-modali. Per tali tipologie strutturali l’approccio multi modale permette di mitigare le difficoltà legate alla scelta a priori di opportuni profilo di carico pushover e di giungere a valutazioni di sicurezza ragionevolmente affidabili.

L'ingegneria sismica sta avendo un'evoluzione senza precedenti - in Italia e nel mondo - e questo comporta l'esigenza di un aggiornamento tecnico per i professionisti sempre più frequente, specialistico, affidabile. Per questo motivo EUCENTRE ed INGENIO hanno sviluppato una partnership che ha come obiettivo quello di ampliare la diffusione di approfondimenti dedicati alla Sismica. Su INGENIO sono quindi pubblicati i singoli Quaderni Tecnici dell'importante rivista "PROGETTAZIONE SISMICA" realizzata da EUCENTRE.

La descrizione del viadotto Vizzana-Zampogna dell’autostrada A15

Il viadotto Vizzana-Zampogna dell’autostrada della CISA A15 è un’opera costituita da due carreggiate distinte, formate rispettivamente da quindici campate per la via Nord e da sedici campate per la via Sud. Le campate risultano isostatiche con schema a travata, poggianti su pile e spalle in c.a. Il tracciato planimetrico presenta andamento curvilineo, come indicato nella Figura 1.

Le campate hanno interasse longitudinale tra gli appoggi pari a 22.80 m e sono costituite da quattro travi a I (figura 4.2) aventi interasse trasversale pari a 2.48 m ed altezza pari a 1.40 m, in calcestruzzo armato precompresso, collegate tra loro mediante quattro traversi (due di testata e due di campata); la precompressione è data da settantadue trefoli pretesi φ = 5/16’’ e da un cavo post-teso da 18 fili φ =7 mm tesato dopo la maturazione del calcestruzzo di completamento della soletta gettato in opera.

La soletta, di spessore complessivo pari a 0.22 m, è gettata in opera per le campate da SPA (Spalla A) a P3 (Pila numero 3), mentre per le rimanenti campate è costituita da lastre prefabbricate completate con un getto in opera. La soletta presenta larghezza trasversale variabile da un minimo di 9.69 m (campate da SPA a P3) ad un massimo di 9.90 m (campate da P4 a SPB).

I traversi, gettati in opera e collaboranti con la soletta, hanno spessore di 0.25 m. I traversi di testata hanno altezza pari a 1.22 m, mentre i traversi di campata hanno altezza pari a 1.10 m e interasse di 7.60 m. La larghezza netta della carreggiata varia tra 8.115 m (campate da SPA a P3) e 8.100 m (campate da P4 a SPB). I cordoli laterali presentano un’altezza di 0.08 m e una larghezza costante di 0.90 m lato esterno, mentre la larghezza lato interno varia tra 0.675 (campate da SPA a P3) e 0.90 m (campate da P4 a SPB).

Pericolosità sismica del sito e spettri di risposta normativi

Il viadotto si sviluppa interamente all’interno del confine amministrativo del comune di Terenzo (PR). Da quanto si apprende dall’aggiornamento della classificazione sismica del territorio emiliano-romagnolo (Delibera della Giunta regionale dell’Emilia-Romagna n°1164 del 23.07.2018 in riferimento all’OPCM n°3519 del 28.04.2006) il territorio del comune di Terenzo rientra in zona sismica 3, con accelerazioni massime attese al suolo (con probabilità di superamento del 10% in 50 anni) tra 0.05 g e 0.15g. Nella fattispecie ag_SLV(Tr=50) = 0.069 g.

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