metodi di valutazione della vulnerabilitÀ sismica di ponti e viadotti stradali napoli 3 novembre...

METODI DI VALUTAZIONE DELLA METODI DI VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ SISMICA DI PONTI E VIADOTTI VULNERABILITÀ SISMICA DI PONTI E VIADOTTI STRADALISTRADALI

Napoli 3 Novembre 2009 Mariella Mancini

METODI DI VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ METODI DI VALUTAZIONE DELLA VULNERABILITÀ SISMICA DI PONTI E VIADOTTI STRADALISISMICA DI PONTI E VIADOTTI STRADALI

Napoli, 3 Novembre 2009Napoli, 3 Novembre 2009

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI FEDERICO IIUNIVERSITA’ DEGLI STUDI FEDERICO IICORSO DI DOTTORATO IN RISCHIO SISMICOCORSO DI DOTTORATO IN RISCHIO SISMICO

XXIV CICLOXXIV CICLO

DOTTORANDA: Mariella DOTTORANDA: Mariella ManciniMancini

TUTOR : Prof. Giovanni TUTOR : Prof. Giovanni FabbrocinoFabbrocino

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SOMMARIO

INTRODUZIONE

LA RETE STRADALE E LE OPERE D’ARTE OGGETTO DI

INDAGINE

LIVELLI DI VERIFICA

LA VALUTAZIONE DELLO STATO DI FATTO E LE FONTI DI

INFORMAZIONE

ESEMPIO : VIADOTTO “LAMA” , S.S. 650, KM 34+204

SINTESI DELLE ATTIVITA’

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INTRODUZIONE

Riduzione del rischio di costruzioni

strategiche Edifici di importanza strategica (scuole, municipi) OPCM

3274/2003

Per la REGIONE MOLISE

- 38/2002

- DGR 183/2003

Estensione di valutazione di vulnerabilità a ponti e viadotti

della rete

infrastrutturale

Realizzazione di nuove infrastrutture stradali e

ferroviarie Manutenzione ed adeguamento del patrimonio

esistente

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BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM (BMS)

DATA BASE MODELLI DI DETERIORAMENTO CALCOLO DEL RISCHIO CALCOLO COSTI DI MANUTENZIONE

OTTIMIZZAZIONE DEI PROCESSI

COSTO - MANUTENZIONE

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ID. VALORE

ID. VALORE

ID. VALORE

ID. VALOREE ed Es non cambiati

5

1

1

1LIVELLO DI EVOLUZIONE

Media

Limitata

Minore

LIVELLO DI FREQUENZA

LIVELLO DI ESTENSIONE

ELEMENTO STRUTTURALE

TIPOLOGIA DI AMMALORAMENTO

LIVELLO DI SEVERITA'

PILE

Distacco del copriferro

M

F1

E1

N

BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM (BMS)

NUMERO CAMPATE

LUNGHEZZA IMPALCATO

LUNGHEZZA MEDIA

CAMPATA

LUNGHEZZA MASSIMA CAMPATA

ALTEZZA MASSIMA

PILA

ALTEZZA MINIMA

PILAm m m m m

21 1420 67,62 70 100 8

NUMERO TRAVI

LARGHEZZA IMPALCATO

ALTEZZA MEDIA PILA

H MAX PILA ADIACENTE

L MAX CAMPATA

ADIACENTE

L MAX CAMPATA

ADIACENTEm m m m m

3 12,5 55,625 100 70,00 70

m m m

5 100 70,00 70

TIPOLOGIA FONDAZIONE

IDENTIFICAZIONE GEOMETRICA

TIPOLOGIA STRUTTURALE

PROGETTAZIONE

MATERIALE STRUTTURALE

NUMERO TRAVERSI PER TRAVE

H MIN PILA ADIACENTE

L MIN CAMPATA

ADIACENTE

L MIN CAMPATA

ADIACENTE

TIPOLOGIA APPOGGIO

Ponti a struttura mista

Cemento Armato

In neoprene

Pozzo

Sismica

H1 B1 L1 H'GP

m m m m

1,5 7 9,5 0,94

B2 H2 L2 Gk

m m m daN

1,5 9,6 9,5 591375

PULVINITIPOLOGIA STRUTTURALE

TIPOLOGIA DI SEZIONE

MATERIALE STRUTTURALE

H3

B1

B2

H1H2

Cemento Armato Precompresso

Rettangolare

Rettangolare cava pluricellulare

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LA RETE STRADALE ESAMINATA

Competenza ANAS MOLISE -estensione complessiva oltre 900 km-oltre 8500 unità con luce maggiore di sei metri-sviluppo medio degli impalcati è di circa 80 m-80% struttura in cemento armato del totale

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LA RETE STRADALE E LE OPERED’ARTE OGGETTO DI INDAGINE

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Viadotto Petrara

S.S 16 km 542+100

Viadotto Trigno

S.S 16 km 526+200

Viadotto Gamberale

S.S 650 km 16+800

Viadotto Trigno

S.S 650 km 24+720

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Viadotto Trigno IV

S.S 650 km 35+617

Viadotto Lama

S.S 650 km 34+204

Viadotto Riccone

S.S 647 dirA km 3 +604

Viadotto Senza Nome

S.S 87 km 219+700

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LIVELLI DI VERIFICA

Decr. 21 ottobre 2003 , Pubblicato nella Gazz. Uff. del 29 Ottobre 2003 n. 252

Disposizioni attuative dell’ art. 2, commi 2,3 e 4 dell’ O.P.C.M. 20 marzo 2003, n. 3274 recante <<Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica>>

“…definisce tre livelli di acquisizione dati e di verifica, da utilizzare in funzione del livello di priorità e delle caratteristiche dell’edificio o dell’opera in esame. In particolare, il primo livello (livello 0) prevede unicamente l’acquisizione di dati sommari sull’opera ed è applicabile in modo sistematico a tutte le tipologie individuate. Si sottolinea il carattere di rilevazione statistica di questo livello di verifica, che esclude la possibilità di utilizzare i dati in modo puntuale per valutazioni di vulnerabilità di singole strutture. “

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EDIFICI ED OPERE STRATEGICHE/RILEVANTI

INDICAZIONI TECNICHE PER LE VERIFICHE Tratte da un documento della Sezione Rischio Sismico della Commissione Nazionale Grandi Rischi, adottate con Decreto del Capo DPC n. 3685/03

L0) censimento anagrafico, dimensioni generali, data di costruzione, dati di esposizione, ubicazione in relazione alla pericolosità -> inventario e dati statistici di rischio – Base dati centralizzata

L1) opere ad alta priorità regolari, con fondazioni allo stesso livello, che non si trovino su categorie di suolo S1 o S2 e che non siano realizzati in prossimità di dirupi o su corpi franosi

L2) altre opere ad alta priorità non regolari

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LIVELLI 1 E 2

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MODELLO HAZUSC UR VE D I F R AGIL IT A'

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,5 1 1,5 2 2,5

P G A

PF ragility L NS L O

F ragility L NS L D

F ragility L NS L V

F ragility L NS L C

dcpc CCC

H

DkC pQcp

'

64.01

c

ytp f

fjk

gc

D

Af

W

'

W

FC

yc

CAPACITA’CAPACITA’

DOMANDADOMANDA

55,6 67,6

S ag/g η Fo CC TC*

1,65 0,125 1 2,414 1,514 0,33

θ Δ λQ TB TC Teff

0,005 0,28 1 0,167 0,500 1,50

0,167

0,600

0,166

S ag/g η Fo CC TC*

1,65 0,158 1 2,445 1,497 0,341

θ Δ λQ TB TC Teff

0,01 0,56 0,9 0,170 0,510 1,87

0,151

0,600

0,174

S ag/g η Fo CC TC*

1,2221 0,405 1 2,423 1,411 0,408

θ Δ λQ TB TC Teff

0,02 1,11 0,80 0,19 0,575688 1,93

0,13

0,60

0,36

S ag/g η Fo CC TC*

1,1517 0,448 1 2,428 1,4 0,4185

θ Δ λQ TB TC Teff

0,05 2,78 0,70 0,20 0,5859 2,99

0,12

0,60

0,25

CAPACITA' PER SCORRIMENTO SUGLI APPOGGI Cp=

ALTEZZA MEDIA PILA-LUNGHEZZA MEDIA CAMPATAH MEDIA PILA L MEDIA CAMPATA

STATO LIMITE DI OPERATIVITA'

CAPACITA' DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cc=

CAPACITA' PER SCORRIMENTO SUGLI APPOGGI Cp=

DOMANDA DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cd=

DOMANDA DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cd=

CAPACITA' DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cc=

CAPACITA' PER SCORRIMENTO SUGLI APPOGGI Cp=

DOMANDA DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cd=

STATO LIMITE DI DANNO

SALVAGUARDIA DELLA VITA

STATO LIMITE DI COLLASSO

CAPACITA' DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cc=

CAPACITA' PER SCORRIMENTO SUGLI APPOGGI Cp=

DOMANDA DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cd=

CAPACITA' DI UNA PILA SOGGETTA A FORZA ORIZZONTALE Cc=

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Napoli 3 Novembre 2009 Mariella ManciniMODELLAZIONE

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LA VALUTAZIONE DELLO STATO E LE FONTI DI INFORMAZIONE

INFORMAZIONI DI CARATTERE AMMINISTRATIVO1)Denominazione dell’opera

2)Proprietario

3)Utilizzatore

4)Classificazione ai sensi degli elenchi di cui all’allegato 1

5)Coordinate geografiche

7)Anno di progettazione

8)Anno di ultimazione della costruzione

9)Anno di eventuali interventi di modifica sostanziale

11)Dati di esposizione

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LA VALUTAZIONE DELLO STATO E LE FONTI DI INFORMAZIONE

INFORMAZIONI DI PERICOLOSITA’

13)PGA con probabilità di eccedenza 10% in 50 anni

14)PGA con probabilità di eccedenza 50% in 50 anni

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INFORMAZIONI STRUTTURALI

LA VALUTAZIONE DELLO STATO E LE FONTI DI INFORMAZIONE

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INFORMAZIONI GEOTECNICHE

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INFORMAZIONI GEOLOGICHE/RAPPORTO LITOTIPI

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INFORMAZIONI GEOMORFOLOGICHE

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Indagini di caratterizzazione geotecnica: Prove MASW (S.S.16 – Viadotto Trigno)

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650-25

-20

-15

-10

-5

0Shear Wave Velocity Profile

Shear Wave Velocity, Vs (m/sec)

Dep

th, z

(m

)

0

5

10

15

20

25

0 50 100

Numero di colpi, NSPT

Pro

fon

dità

, z (

m)

DPSH1

DPSH2

0

5

10

15

20

25

30

35

100 200 300 400 500

Velocità di fase delle onde, VR (m/s)

lun

gh

ezz

a d

'on

da

(m

)

.

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LIVELLI DI CONOSCENZA

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POZZETTO DI ISPEZIONE

SCALPELLATURA DI COPRIFERRO

PRELIEVO DI CAROTA

PRELEVO DI BARRA

SCALPELLATURA DI COPRIFERRO

PRELIEVO DI CAROTA

PRELIEVO DI BARRA

1 TRIGNO km 526+200 0 1 0 0 7,6 7,6 7,6

3 PETRARA km 542+100 0 0 0 0 2,6 5,2 2,6

4 RIO VIVO km 544+150 0 0 0 0 2,4 4,8 2,4

5 V. 2 MIGLIA km 533+500 0 0 0 0 0 0 0

6 FRENTANO km 196+827 0 0 0 0 1,6 3,2 1,6

7 AUGUSTUS km 197+649 0 0 0 0 1,8 3,6 1,8

8 SENZA NOME km 214+350 1 1 0 0 3 3 3

9 SENZA NOME km 219+700 0 0 0 0 0,8 0,8 0,8

S.S. 87

FONDAZIONI PILA

S.S. 16

PIANI DI INDAGINE

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PIANI DI INDAGINE

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STATO DELLE ATTIVITA’

STUDIO BIBLIOGRAFICO ED APPROFONDIMENTI TEMATICI

INTERAZIONE CON ASPETTI GEOLOGICI E GEOTECNICI

INPUT SISMICO

ANALISI A GRANDE SCALA

ANALISI DI DETTAGLIO

ANALISI COMPARATIVA DEI RISULTATI

INTEGRAZIONE MULTILIVELLO IN BMS