Il ponte di Strambino, 20 anni dopo: Identificazione dinamica dell’impalcato ed analisi quantitativa degli effetti dello scalzamento = The Strambino bridge, 20 years later: Dynamic identification of the deck and quantitative analysis of scour effects

Il monitoraggio strutturale (Structural Health Monitoring, SHM) ha assunto sempre più importanza negli ultimi anni, specialmente nelle infrastrutture e nelle grandi opere, vista la crescente età del nostro patrimonio edilizio e l’incremento degli eventi meteorologici estremi (ad esempio, alluvioni) causati dal cambiamento climatico. Una delle principali tecniche di monitoraggio non invasivo è l’identificazione dinamica, in particolare le tecniche di identificazione output-only, note in inglese come Operational Modal Analysis (OMA). Infatti, queste tecniche permettono di determinare la presenza di danno analizzando le variazioni dei parametri modali (frequenze naturali, smorzamenti modali e forme modali) ottenuti dalle registrazioni di accelerometri collocati sulla struttura, senza bisogno di una fonte controllata di input dinamico. Questa tesi si concentra sul ponte di Strambino, un ponte stradale di attraversamento fluviale situato nella Città Metropolitana di Torino, soggetto nel 2003 a scalzamento su una delle pile centrali, conseguentemente consolidata nello stesso anno. Il Professor Sabia e il Professor Foti si occuparono dell’identificazione dinamica con tecnica ARMAV (Autoregressive Moving-Average Model Vector) dell’impalcato effettuando due campagne di misurazioni, una nel 2003, prima dell’intervento, e una nel 2004, post-intervento. Partendo da queste misurazioni, si è effettuata una seconda identificazione dinamica utilizzando la tecnica SSI-DATA (Stochastic Subspace Identification Data Driven), standard odierno per l’identificazione dinamica output-only, sia per calibrare il modello, confrontando i risultati con quelli ottenuti con ARMAV, sia per definire lo stato “non danneggiato”, post-intervento di consolidamento. Successivamente si sono ottenuti i parametri dinamici delle registrazioni di un’ulteriore campagna di misure effettuata nel 2024. Il confronto tra i parametri modali ottenuti con ARMAV e con SSI-DATA nelle stesse campagne di misurazioni ha evidenziato una buona compatibilità delle stime. In particolare, SSI-DATA individua in modo efficace gli effetti dello scalzamento e dell’intervento di consolidamento nelle registrazioni del 2003 e del 2004. Inoltre, il presente lavoro ha confrontato i parametri modali tra diverse campate della medesima campagna di misurazioni, per cogliere differenze nel comportamento dinamico tra una campata e l’altra, e per le singole campate tra campagne di misurazioni differenti, per indagarne le variazioni nella risposta dinamica nel tempo. Si è proceduto all’identificazione di eventuali anomalie nella risposta dinamica dell’impalcato confrontando i parametri modali tramite 5 indici derivati. In particolare, gli indici, o damage-sensitive features (DSFs) scelti sono: il “MAC” (Modal Assurance Criterion) funzione della forma modale, “FS” (Frequency Similarity) funzione della frequenza naturale, “DS” (Damping Similarity) funzione dello smorzamento, “Error Frequency” funzione della frequenza naturale, “Error Frequency With Sign” funzione della frequenza naturale e il “CDF” (Curvature Damage Factor) funzione della curvatura della forma modale. Tali confronti hanno evidenziato la possibile presenza di scalzamento su una delle pile centrali nelle misurazioni del 2024, presumibilmente di minor entità rispetto a quanto riscontrato nel 2003.