Le conseguenze dirette della sottostima degli spostamenti in caso di sisma, calcolati con l'intera sezione e non con quella fessurata, e per le basse forze sismiche, hanno portato a costruire appoggi corti e a non separare adeguatamente le strutture, causando il fenomeno del Pounding.
2.13.1 Rottura della campata per perdita dell'appoggio
Un tipico problema dei ponti multi campata con colonne alte è il collasso della struttura a causa del movimento relativo delle campate in direzione trasversale che eccede la lunghezza dell'appoggio. In tal modo, la trave perde l'appoggio multidirezionale fino a cadere. Tale fenomeno è inoltre accentuato nel caso di ponti lunghi in cui i movimenti agli appoggi possono essere fuori fase. In tale situazione aumenta così la richiesta di spostamento relativo. Si allega un esempio di tal fenomeno in Fig. 2.41Si sottolinea infine che, in caso di appoggi inclinati, si sviluppa uno spostamento maggiore di un appoggio dritto, per conseguenza di una rotazione della campata che porta a diminuire tale angolo. Si è evidenziato inoltre che tale rotazione tende ad accumularsi sotto risposte trasversali cicliche.
2.13.2 Amplificazione dello spostamento per
amplificazione degli effetti del suolo
Se il ponte è fondato su limi sabbiosi c'è il rischio di liquefazione del terreno, che può causare la perdita del supporti per movimenti verticali o orizzontali eccessivi. Soprattutto i ponti
semplicemente appoggiati, sono suscettibili a tal tipo di collasso. Inoltre, se il terreno è
eccessivamente soffice, porterà ad un'amplificazione delle accelerazioni del sisma aumentando così la possibilità di collasso della struttura.
2.13.3 Pounding della struttura del ponte
Spostamenti sismici, non adeguatamente calcolati, possono portare ad un insufficiente
dimensionamento dello spazio tra strutture vicine. Questo è un problema principale quando le strutture sono di differente altezza, provocando il contatto di colonna e sovrastruttura.
Tali forze di impatto possono risultare molto elevate, e aumentano lo sforzo a taglio sull'elemento strutturale e quindi le possibilità che avvenga tale rottura fragile.
2.13.4 Crollo degli appoggi
La pressione della terra, sotto l'accelerazione del terremoto, aumenta a contatto con le spalle del ponte. Inoltre la spinta sulle spalle del ponte accresce ulteriormente la pressione su queste. In caso di terreni soffici e di un inadeguato consolidamento del riempimento delle spalle del ponte, si sono verificati casi di cedimento e di rotazione delle stesse. Tale fenomeno porta a contatto la sovrastruttura del ponte e le spalle, e causa danni al sistema dei pali di sostegno, se presenti.
2.13.5 Inadeguata resistenza alla flessione
Nei codici normativi basati sulle teorie dell'elasticità, le forze sismiche erano considerate come una frazione di quelle peso. D'esempio ne è il codice californiano che considerava tale carico
orizzontale pari al 6% di quello verticale. Tale approssimazione sembra molto meno cautelativa di quella dei codici attuali, poiché basata su un'iterazione di M ed N di tipo lineare e non secondo l'inviluppo degli ultimi codici normativi. Da ciò risulta che tali ponti potrebbero sopportare forze laterali fino al 25% di quelle peso. Tale percentuale, ben molto elevata, però non è raggiungibile in quanto il ponte esce dal campo elastico di progetto e si ha così una richiesta di duttilità localizzata nelle pile. Proprio la mancanza di un progetto dettagliato di tali cerniere plastiche, non permette al ponte di resistere a forze sismiche maggiori.
2.13.6 Inadeguata duttilità flessionale
La possibilità di ingresso in campo plastico di specifiche zone delle pile è fondamentale per la resistenza del ponte in caso di sisma. Solamente in tal modo, si possono sopportare spostamenti ben superiori a quelli di snervamento, senza al contempo avere un degrado della resistenza. Fondamentale per avere un'adeguata duttilità, è un'armatura trasversale adeguatamente diffusa. Già a bassi livelli di duttilità, una volta che si è formata la cerniera plastica, si assiste alla prima rottura del calcestruzzo esterno non confinato. Da tale momento, sono fondamentali le staffe o le spirali, opportunamente ancorate all'interno del nucleo della pila. Nel caso che le armature trasversali sono eccessivamente spaziate, o che non sono adeguatamente ancorate, si ha
l'instabilità dell'equilibrio delle barre verticali e la resistenza della pila decade rapidamente. Quando avviene tale fenomeno, la colonna non è più capace di reggere le forze peso e collassa.
2.13.7 Barre d'armatura terminare anticipatamente
Il mancato sviluppo della completa resistenza della colonna è dovuto a:- Le barre d'armatura longitudinali che sono terminate in anticipo;
- Gli ancoraggi insufficientemente lunghi per sviluppare l'adesione;
- Il mancato computo della traslazione del diagramma del momento per tener conto di taglio e
momento.
Si sottolinea infine che se il progetto è stato eseguito seguendo i dettami del ''capacity design'', ma le barre d'armatura sono terminate in anticipo, le cerniere plastiche sono forzate a svilupparsi in posti diversi da quelli in cui sono state dapprincipio ipotizzate.
2.13.8 Frattura a taglio delle colonne
La combinazione del meccanismo di Morsch, unito a fenomeni secondari, quali: l'ingranamento degli inerti, il meccanismo ad arco per azione dello sforzo normale, l'effetto pettine e la dowel-action, permettono al calcestruzzo di resistere a taglio.
Una eventuale rottura a taglio è di tipo fragile, poiché allo snervamento dell'armatura trasversale, l'ampiezza delle fessure aumenta, e conseguentemente l'effetto dei contributi secondari
diminuisce. Tale fenomeno, causa una rapida perdita di resistenza e può portare al collasso la struttura. Si deve inoltre sottolineare che i passati codici normativi erano meno conservativi nel progetto verso le azioni del taglio, rispetto a quelli attuali. Nelle strutture più vecchie infatti possono avvenire collassi per taglio quando è stata mobilitata solo una minima percentuale della resistenza a flessione.
2.13.9 Rottura dei traversi nelle pile a telaio
Tale tipologia di rotture è la conseguenza di una carenza:- Nella resistenza a taglio delle aree in cui il carico sismico e quello dovuto alla gravità si
sommano;
- Nella prematura interruzione dell'armatura longitudinale;
2.13.10 Rotture delle fondazioni
Danneggiamenti all'apparato delle fondazioni, in caso di sisma, sono rari. Si sono registrati
problemi con plinti eccessivamente flessibili che sono andati a collassare prima, rispetto alle pile, a causa di un'armatura troppa leggera a taglio e a flessione.