Case Studies

GIRDER REINFORCED CONCRETE HIGHWAY VIADUCT

Continuous monitoring aims at controlling the static and dynamic behavior of the structure, and structural interpretation is supported by numerical modeling using nonlinear finite element methods, following the principles of the Model Driven Monitoring approach. Performance indicators have been derived through the use of best fitting genetic algorithms and simulation of the most significant damage scenarios, for the definition of threshold conditions for the operational behavior of the structure.
Summary
Location: Italy
Project type: Highway bridge
Sensor type: Triaxial accelerometers | Bi-axial inclinometers
Number of measurement points: 425
Number of sensors: 310 accelerometers | 425 inclinometers
Installation period: May 2021

SERVIZIO SVOLTO

  • Progettazione esecutiva di impianto
  • Assistenza all’installazione
  • Modellazione FE e Diagnostica strutturale in continuo con allertamento automatico

Perchè monitorare?

  • Controllo dell’evoluzione del comportamento statico e dinamico dell’impalcato nel tempo
  • Analisi statiche e dinamiche degli effetti indotti da carichi di traffico
  • Pianificazione di interventi mirati di manutenzione

DESCRIZIONE DELL’OPERA E DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO STRUTTURALE

Il tracciamento planimetrico dell’opera si sviluppa in parte in rettilineo ed in parte in curva. La carreggiata ha larghezza di circa 8 m, mentre la dimensione totale dell’impalcato in direzione trasversale, comprensiva dei cordoli, è circa 10 m. L’impalcato di ciascuna campata è costituito da un graticcio di elementi in cemento armato aventi sezione variabile lungo la campata.

Una delle due vie di percorrenza è costituita da 15 campate isostatiche a 4 travi in appoggio su 15 pile ed una spalla. La lunghezza complessiva dell’opera è di circa 360 metri, mentre la lunghezza della singola campata è pari a circa 24m. L’altra via di percorrenza è costituita da 16 campate isostatiche a 4 travi in appoggio su 15 pile e due spalle. La lunghezza complessiva dell’opera è di circa 380 metri, mentre la lunghezza delle campate è pari a 24m. La singolarità dell’opera è che 1 spalla 6 pile sono uniche per entrambe le vie, mentre dalla pila 7 in poi ciascun impalcato risulta essere collegato ad elementi indipendenti. È stato commissionato il monitoraggio strutturale del viadotto che consiste nell’installazione di 310 inclinometri biassiali, ovvero 5 inclinometri per ognuna delle travi di bordo per ciascuna campata, disposti su supporto a staffa sull’anima delle travi di bordo; 60 inclinometri biassiali, ovvero 2 inclinometri disposti su ciascun testa pila; 48 inclinometri biassiali, ovvero 2 inclinometri disposti su ciascun base pila; 7 inclinometri biassiali, ovvero 3 su una spalla e 4 sull’ altra spalla; 186 accelerometri triassiali, installati sulle travi di bordo di ciascun impalcato; 60 accelerometri triassiali, ovvero 2 accelerometri disposti su ciascun testa pila; 48 accelerometri triassiali, ovvero 2 accelerometri disposti su ciascun base pila; 7 accelerometri triassiali, di cui 3 su una spalla e 4 sull’altra spalla.

DIAGNOSTICA IN PILLOLE

Il comportamento statico e dinamico dell’opera, seguendo i principi dell’approccio al monitoraggio model driven, è stato simulato mediante modellazione numerica agli elementi finiti in campo non lineare. È stato effettuato il sopralluogo preliminare della struttura per la valutazione dell’effettivo stato fessurativo degli elementi strutturali monitorati e, data la particolare geometria del viadotto che vede la separazione in due semi-impalcati completamente autonomi (uno per senso di percorrenza) a partire dalla pila n.6 in avanti mentre la condivisione degli elementi verticali per le prime 5 campate, è stato sviluppato un modello FEM unico per entrambe le direzioni di marcia; la rigidezza degli elementi è stata opportunamente tarata sia in base al danneggiamento riscontrato sia integrando i risultati di una specifica prova in situ effettuata in condizioni di carico controllate su ciascuna campata. Grazie all’utilizzo di algoritmi genetici di best fitting, si è proceduto quindi all’aggiornamento del modello numerico di riferimento e alla simulazione degli scenari di danno più significativi da cui sono stati derivati i Performance Indicators per il comportamento in esercizio dell’opera. Le condizioni di soglia e i livelli di allertamento a gravità crescente sono stati stabiliti in funzione della sicurezza strutturale residua e opportunamente condivisi con la concessionaria onde supportare la valutazione delle azioni gestionali conseguenti al raggiungimento di una condizione di criticità strutturale.

portofolio

Case history

Gravagna Viaduct
On-site monitoring during the demolition of the structure
Borratino Viaduct
Piazza Pia Underpass
Monitoring of construction phase effects on civil and monumental buildings
Olympic Footbridge
Monitoring of a pedestrian viaduct
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