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