Ponti e autostrade: l’impegno dei gestori per la sicurezza delle opere d’arte

Le Linee Guida sui ponti esistenti, approvate con Decreto del Ministero delle Infrastrutture e Trasporti nel 2020, hanno sollecitato le risposte dei gestori autostradali e stradali, impegnati già da subito nella valutazione del rischio e nel monitoraggio dei ponti secondo le nuove direttive. Se ne è parlato a settembre al convegno organizzato da PIARC Italia in collaborazione con Anas S.p.A. sul tema “Nuove Tecnologie Applicate al Monitoraggio e al Controllo dei Ponti”. All’evento è intervenuta anche SITE S.p.A., che ha condiviso le proprie competenze sul monitoraggio delle infrastrutture attraverso la piattaforma di gestione KIRETI Smart Bridge. Ma vediamo in sintesi come i gestori delle autostrade si stanno muovendo a seguito dell’entrata in vigore delle nuove Linee Guida per il monitoraggio dei ponti.

Autostrada dei Fiori: 650 ponti e viadotti da monitorare

Autostrada dei Fiori, che fa parte del Gruppo ASTM, gestisce la rete autostradale che comprende i tronchi Torino-Savona e Savona-Ventimiglia. Nei 240 chilometri della rete autostradale sono presenti ben 650 opere tra ponti, viadotti, cavalcavia e sottovia con una luce superiore ai 6 metri. In seguito all’approvazione del Decreto MIT n. 578 del 17/12/2020, Autostrada dei Fiori ha rivisto il censimento di tutte le opere secondo le nuove modalità. Ha poi implementato la piattaforma informatica esistente per adeguarla alle Linee Guida. In questo modo, la gestione informatizzata del patrimonio infrastrutturale ha migliorato i livelli di conoscenza delle singole opere. Il Livello 0 delle Linee Guida – ossia il censimento dei ponti e dei viadotti – è stato dunque completato per tutte le opere ricadenti nell’ambito di applicazione.

Per quanto riguarda il Livello 1 delle Linee Guida – le ispezioni delle strutture – Autostrada dei Fiori ha già completato il lavoro per le opere principali, contando di terminare entro la fine del 2021 l’ispezione anche di quelle minori.

Passando al Livello 2 – l’analisi dei rischi – è emerso che il 25% delle 650 opere gestite ricade nella classe di attenzione strutturale e fondazionale alta, mentre il 60% rientra nella classe medio-alta. Per quanto riguarda invece l’aspetto sismico, è stato riscontrato che il 20% delle opere è in classe di attenzione alta e il 55% in classe medio-alta. È invece ancora da concludere l’attività di valutazione dei rischi relativi alle frane e all’aspetto idraulico.

Di fronte a questi dati, Autostrada dei Fiori ha deciso di eseguire verifiche di sicurezza per tutte le opere sulla Torino-Savona, ancor prima di avere i risultati dell’indagine relativa alle frane e all’idraulica. Da queste verifiche è emerso che solo il 50% circa delle opere presenti su questo tronco autostradale, secondo le nuove Linee Guida, è pienamente transitabile. Si è intervenuti allora con azioni immediate che hanno previsto diverse limitazioni nell’utilizzo dell’infrastruttura: riduzione del numero di corsie aperte al traffico, riduzione dei carichi, della velocità e altro ancora. La seconda misura adottata è stata quella di installare pese dinamiche per il controllo della massa dei veicoli lungo l’intera autostrada e nei punti più strategici.

Molte di queste opere sono state poi dotate di sistemi di monitoraggio MEMS – accelerometri e inclinometri – abbinati a un sistema di modellazione degli elementi finiti dell’opera. Ciò permette di ottenere una curva di deperimento della struttura, in modo da monitorarla nel medio-lungo periodo. Un altro intervento realizzato è stato il prelievo di travi di impalcato per eseguire dei test al vero, con lo scopo di comprenderne la resistenza e la capacità resistente residua.

Autostrade Venete: 120 opere monitorate da un Bridge Management System

Una delle caratteristiche della rete autostradale veneta è quella di essere particolarmente trafficata. La tratta con più carico, la Padova-Venezia, vede transitare infatti 150.000 veicoli medi giornalieri, mentre il passante di Mestre conta 70.000 vetture al giorno.

Il patrimonio di 120 opere d’arte di competenza del gestore autostradale è monitorato a partire dal 2015 da un Bridge Management System sviluppato dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale dell’Università di Padova e basato sulla logica del controllo della curva di degrado.

Dal momento che le Linee Guida identificano i ponti di calcestruzzo armato precompresso a cavi post-tesi come strutture critiche, evidenziando la necessità di eseguire ispezioni speciali, Autostrade Venete ha condotto assieme al DICEA delle prove di campo per correlare il comportamento dinamico delle strutture con il comportamento delle strutture al momento del collaudo statico. A tale scopo, sono state anche ripetute le prove di collaudo statico per avere ulteriori elementi di confronto.

Autostrade Venete sta inoltre lavorando sulla definizione del cosiddetto monitoraggio dinamico. Attraverso l’applicazione di sensori sulle opere e allo studio approfondito delle strutture, si andrà a evidenziare l’effettivo comportamento dell’opera e quindi prevedere un progetto di monitoraggio permanente. Il gestore autostradale sta portando avanti questi test assieme al Politecnico di Milano, con l’obiettivo che possano servire sia a tenere sotto controllo opere già “attenzionate”, sia a integrare le ispezioni periodiche.

Ciò che auspica Autostrade Venete, al di là delle azioni di monitoraggio previste dalle Linee Guida, è favorire il ricambio delle opere d’arte a intervalli di tempo predefiniti, incentivando piani di investimento per sostituire le opere giunte alla conclusione della loro vita utile.

Autostrada del Brennero, verifiche accurate per 90 ponti “test”

Autostrada del Brennero ospita circa 360 opere con luce superiore ai 6 metri, che quindi rientrano nel campo di applicazione del Decreto. Fra queste, è stato individuato un gruppo di 90 ponti e viadotti con luce superiore ai 50 metri dal quale partire con l’applicazione delle Linee Guida. Le restanti opere restano comunque ispezionate e rientrano in programmi di manutenzione ordinaria e straordinaria secondo procedure già consolidate.

Per quanto riguarda le 90 opere sottoposte a test, si tratta di ponti e viadotti situati nel tratto più a nord dell’autostrada. Di queste strutture si ha già un’ampia conoscenza, dal momento che il gestore dispone dei documenti originari dei progetti, dei certificati delle prove sui materiali risalenti alle costruzioni e delle relazioni di collaudo. Visto che le Linee Guida richiedono di consolidare questa conoscenza con prove attualizzate, il Livello 0 del censimento è stato completato integrando e ristrutturando tutte le informazioni già a disposizione.

Dopodiché si è proceduto alle ispezioni visive richieste dal Livello 1 e in seguito sono state redatte le schede di difettosità. Il livello di difettosità, combinato con gli altri fattori primari e secondari, ha portato a determinare la classe di attenzione di vulnerabilità strutturale e fondazionale delle opere. Sulle 90 strutture prese in esame, ben 45 sono risultate in classe alta, pur non avendo dei livelli di difettosità elevati, 39 in classe medio-alta, soltanto 6 in classe media.

A condizionare questo esito sono state la classe di esposizione e la classe di pericolosità, legate ai dati del traffico e al tipo di veicoli che transitano sull’autostrada. Dal momento che l’A22 ha un traffico giornaliero elevato e un tipo di traffico composto per buona parte da mezzi pesanti, la classe di pericolosità è risultata alta a prescindere. Per quanto riguarda la classe di esposizione, le opere si distribuiscono fra le classi media, medio-alta o alta.

Anche in relazione a questi dati, Autostrade del Brennero ha proceduto nella classificazione della valutazione del rischio basandosi principalmente sulla classe di attenzione strutturale. Questo perché, anche prima della valutazione dei rischi frane, idraulico e sismico, la maggior parte delle strutture sarebbe comunque rientrata in una classe di attenzione alta. Per tutte le 90 opere prese in esame il gestore ha dunque deciso di avviare le verifiche accurate di Livello 4.

ASTRAL: 3 progetti pilota per individuare un approccio metodologico

ASTRAL gestisce in concessione tutta la rete stradale regionale del Lazio per un totale di 1.500 chilometri. Nella rete sono presenti 424 opere d’arte: 328 ponti, 77 cavalcavia, 6 viadotti e 13 gallerie. Per questo ASTRAL è stata sempre molto sensibile alla sicurezza delle opere, molte delle quali piuttosto datate e alcune realizzate in zone all’epoca non classificate come sismiche.

In risposta alle Linee Guida, ASTRAL ha voluto individuare un approccio metodologico per la valutazione e l’adeguamento delle opere esistenti, ma anche per la ricerca di tecnici specializzati nell’adeguamento statico, sismico e funzionale di ponti e viadotti. Per individuare la metodologia più efficace in modo veloce, ASTRAL ha attivato tre progetti pilota su specifiche infrastrutture.

Il primo progetto pilota riguarda un viadotto sulla via Flacca, in provincia di Latina, collocato vicino al mare e quindi aggredito dalla salsedine. Oltre alla valutazione dello stato di consistenza, all’analisi storica e al rilievo geometrico, sono state fatte prove di carico e scarico per verificarne subito la transitabilità. Questi test sono stati necessari perché il concessionario non ha la completa conoscenza di ogni opera d’arte gestita, vista la difficoltà a reperirne i progetti strutturali esecutivi (molte delle strutture gestite sono state ereditate da Anas). Al termine del progetto si capirà se la metodologia può essere estesa ad altre opere per valutarne immediatamente la transitabilità.

Il secondo progetto pilota, che coinvolge un cavalcavia sempre sulla via Flacca, utilizza una metodologia completamente diversa. Fermo restando la campagna di indagini visive comune a tutti i procedimenti, ASTRAL sta sperimentando un sistema di monitoraggio e controllo strutturale in continuo da remoto. Questo sistema prevede l’utilizzo di inclinometri biassiali e accelerometri per misurare ciclicamente e in continuo la rigidezza flessionale dell’impalcato, la rigidezza torsionale dell’impalcato e la rigidezza flessionale dei pilastri circolari.

Il terzo progetto pilota riguarda invece 28 opere d’arte sulla strada regionale 627 della Vandra, che collega Sora (FR) al Molise. Il progetto, in fase di affidamento, è inerente l’implementazione dell’Archivio Informatico Nazionale delle Opere Pubbliche (AINOP) e rappresenta l’adeguamento ai Livelli 0, 1 e 2 delle Linee Guida.