PROCEDURA D’INDAGINE PROPOSTA PER I PONTI AD ARCO IN

Lo scopo di questo progetto è quello di individuare una procedura ottimizzata per analizzare i ponti ad arco in muratura sfruttando le innovative tecnologie disponibili.

In particolare nello studio, l’utilizzo del georadar per il rilievo di fessure passanti nascoste si è rivelato un’applicazione innovativa e funzionale per investigare lo stato della struttura non direttamente accessibile in modo non distruttivo. Inoltre le prove vibrometriche, le prove con martinetti piatti e le prove penetrometriche standard si sono rivelate fondamentali per investigare le cause dei danneggiamenti e per calibrare i modelli fem di calcolo. L’indagine termografica, infine, si è dimostrata l’unica tecnica in grado di rilevare i problemi di umidità, discontinuità e non omogeneità sulla muratura.

Il presente caso di studio è stato scelto per esporre i vantaggi e gli svantaggi di ciascuna tecnica di indagine in accordo con i risultati sperimentali ottenuti durante la ricerca. Una procedura standard d’indagine riguardante tutti gli aspetti strutturali di un ponte ad arco in muratura dovrebbe includere i seguenti passi: indagine storica, rilievo visivo, indagine geotecnica del terreno di fondazione, indagine termografica, indagine georadar, prove con martinetti piatti singoli e doppi e, se appropriate, analisi vibrometriche e dinamiche.

Per valutare la sicurezza strutturale di ponti ad arco in muratura le seguenti tecniche sono state applicate e studiate:

- il rilievo visivo, che rappresenta il primo approccio per stimare lo stato di salute dell’opera d’arte, permette di trovare tutti i danni e i difetti visibili e di ricostruire la mappatura del degrado; inoltre permette di investigare altre strutture limitrofe alla ricerca di danneggiamenti simili o riconducibili a cause medesime;

- un’indagine storica è basilare per ricostruire lo stato dell’arte, le tecniche di costruzione e i materiali referenziati all’epoca della costruzione; l’ambiente idraulico e geotecnico preesistente alla realizzazione del ponte; gli approcci progettuali e molte altre informazioni utili per descrivere ed interpretare la struttura. Inoltre, la ricerca storica può essere estesa a strutture similari per confrontare condizioni di danneggiamento analoghe e le relative cause e conseguenze già palesate;

- i rilievi geometrico e topografico rappresentano la base per la costruzione dei modelli di calcolo del ponte e dell’interazione terreno-struttura;

- le prove con martinetto piatto singolo e doppio sono necessarie per valutare lo stato di stress presente nella muratura, stimare il modulo elastico medio e la

resistenza a rottura necessari alla definizione del modello fem e relative verifiche. Le prove in sito con martinetto piatto sono più efficienti rispetto alle prove condotte in laboratorio dove i campioni sono disturbati e non rappresentativi delle condizioni reali; inoltre, le prove in laboratorio non possono fornire alcuna informazione sullo stato di stress presente nella struttura.

- Le indagini georadar hanno mostrato un elevato potenziale in quanto permettono di indagare zone non direttamente accessibili alla ricerca di danneggiamenti su tutto lo spessore del ponte senza la necessità di eseguire alcuna demolizione. Il georadar offre, inoltre, la possibilità di indagare tutta l’area dell’impalcato del ponte e delle spalle.

- Nel caso dei ponti in muratura, l’indagine termografica, al contrario dell’indagine georadar, si dimostra efficace per investigare la parte più superficiale, quindi si presenta meno utile; tuttavia, la termografia può rilevare danneggiamenti dove il georadar non può, come ad esempio sui muri d’ala e sui muri di contenimento tramite delle termofoto prospettiche. Inoltre, l’analisi termografica può fornire informazioni sulla presenza di umidità nella muratura, cosa non ottenibile con le altre tecniche.

- Le prove vibrometriche permettono di confrontare l’intensità e l’ampiezza delle vibrazioni indotte dal traffico con i limiti prescritti dalle normative di riferimento, per escludere o includere tale aspetto nelle cause del danneggiamento.

Lo studio condotto ha dimostrato che la completa comprensione e definizione della sicurezza strutturale e dello stato di conservazione di un ponte e, più in generale, di una struttura è possibile solo attraverso una completa procedura d’indagine, come esposto nei paragrafi precedenti. L’analisi di un elevato numero di ponti ad arco in muratura ha permesso di rilevare che spesso le cause del danneggiamento sono problemi fondazionali e dallo studio esposto si evince che un’adeguata conoscenza del terreno superficiale e profondo garantisce un corretto concepimento fondazionale. Nel caso del retrofit di ponti esistenti gli errori progettuali possono essere evitati grazie ad estese campagne d’indagine, come quella qui presentata. Altri lavori [14] hanno mostrato che le prove di carico statiche sono un altro utile metodo di indagine non distruttiva per i ponti ad arco in muratura mentre le prove di caratterizzazione dinamica sono meno affidabili data l’elevata massività di questa

tipologia strutturale. I risultati delle prove in sito e dei test condotti devono essere utilizzati per analizzare e comprendere la storia tensionale propria dell’oggetto d’indagine; essi devono essere valutati e ponderati considerando il reale comportamento degli elementi e della struttura in muratura. In questo caso di studio lo stato tensionale presente nelle spalle è stato valutato sperimentalmente mediante prove con martinetti piatti singoli e doppi. Le analisi lineari condotte sono rappresentative dello stato limite di servizio, oggetto dello studio, infatti le tensioni misurate sperimentalmente coincidono con quelle calcolate con le analisi fem. Il comportamento non-lineare della muratura dovrà essere valutato in un successivo step del progetto di retrofit in cui i meccanismi di collasso vengono rappresentati e studiati con lo scopo di definire correttamente gli interventi da eseguire.

4.7 CONCLUSIONI

Numerosi ponti storici ad arco in muratura fanno attualmente parte della rete stradale italiana ed europea. L’efficienza strutturale di queste opere d’arte garantisce alle stesse di tollerare gli elevati carichi da traffico oggigiorno presenti. Inoltre, i ponti ad arco in muratura rappresentano un’importante parte del patrimonio storico e architettonico costruito. Per le ragioni sopraesposte è fondamentale preservare e non sostituire tali costruzioni.

Il progetto di retrofit rappresenta la soluzione per la riabilitazione e il recupero dei ponti esistenti in accordo con le prestazioni richieste dalle normative vigenti. Risulta evidente da quanto presentato che il primo passo che compone il progetto di retrofit è la campagna d’indagini necessaria alla definizione del grado di sicurezza e di salute strutturale del manufatto.

In questo capitolo un caso studio è stato presentato ed esaminato per presentare le principali tecniche d’indagine applicate. Vantaggi e svantaggi sono stati valutati. Una procedura di indagine per lo studio dei ponti ad arco in muratura è stata presentata, includendo i seguenti passaggi: indagine storica, indagine visiva, rilievo geometrico del ponte e topografico dell’area, prove con martinetto piatto singolo e doppio,

indagine georadar, analisi termografica e, se necessarie, analisi vibrometriche e dinamiche, prove di carico.

Le indagini in sito sono, infine, il metodo più affidabile per provare l’efficienza degli interventi di retrofitting eseguiti in accordo con il progetto di recupero.

5. IL PONTE AD ARCO IN MURATURA “DELLA CASTAGNARA”