Autore: Giuseppe Puglisi
Relatore: Pietro Crespi, Bruno Biondi
Azienda: STS Software Tecnico Scientifico (S.A. Li Battiati ,CT).
Master: Progettazione sismica per costruzioni sostenibili – 2018/19
Il presente lavoro riguarda la vulnerabilità sismica del Viadotto Federico II, ubicato nel Comune di Augusta (SR), collegante l’isola di Augusta e la terra ferma, realizzato nei primi anni ’90. L’impalcato di tale viadotto è costituito da due campate continue in cemento armato precompresso, aventi sezione a cassone con tre nervature. La larghezza complessiva del viadotto è di circa 16 m, con due banchine laterali di larghezza 1.50 m e due corsie nella zona centrale. Il viadotto si articola in n.18 pile disposte ad un interasse di costante di circa 37.50 m. Le pile sono del tipo a parete piena in cemento armato ordinario; esse hanno sezione costante avente spessore di 1.80 m ed alloggiano una fila di apparecchi di appoggio, ad eccezione della pila n.9 che ha lo spessore del fusto (220 cm) con sovrastante pulvino che su cui sono disposti n.2 file di apparecchi di appoggio. Le fondazioni sono del tipo indiretto e sono caratterizzate da una piastra dello spessore di circa 1.80 m, su pali trivellati gettati in opera in cemento armato ordinario del diametro di circa 1.25 m e lunghezza di circa 22 m (i pali hanno interasse 5.00 m e sono disposti su n.2 file distanti 4.25 m).
Per la caratterizzazione dei materiali è stata condotta una campagna di indagine al fine di integrare le informazioni già presenti negli elaborati strutturali originari, raggiungendo così un Livello di Conoscenza dell’opera pari a LC2, con un relativo fattore di confidenza FC=1.20. Dalle indagini geotecniche svolte sui terreni di base è stato possibile riscontrare che il sito in esame è caratterizzato da un suolo di tipo D (Capitolo n.3 – NTC2018). Note le caratteristiche dei materiali e del terreno è stata valutata la sicurezza dell’infrastruttura ai carichi stradali, riscontrando che la stessa risulta staticamente idonea a quanto previsto dal Capitolo 5 delle NTC2018.
Preso atto di tale positivo risultato si è poi proceduto con lo studio di vulnerabilità sismica della struttura tramite un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta, implementata su un modello agli elementi finiti con l’ausilio del software CDS WIN OPENSEES della STS s.r.l. Da tale analisi è emerso che la struttura presenta alcune criticità nelle sue parti sismo-resistenti, quali: appoggi, pile e fondazioni. Al fine di adeguare la struttura ai livelli di sicurezza imposti dalle NTC2018, è stato progettato un intervento di adeguamento sismico consistente nella sostituzione degli apparecchi di appoggio con un sistema di isolamento, da interporre tra la testa delle pile e l’impalcato, caratterizzato da isolatori elastomerici tipo FIP modello SI-S 800/160 con spostamento massimo consentito pari a 300 mm. Tale tecnica permette l’elongazione del periodo di vibrazione della struttura, comportando una diminuzione dell’ordinata spettrale. Il livello di sicurezza dell’intervento proposto, è stato valutato tramite un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta e tramite analisi dinamiche non lineari (del tipo time-history). Per la definizione dell’input sismico è stato utilizzato il software REXEL per determinare delle settuple di accelerogrammi allo SLV ed allo SLC. Poichè sono state considerati gruppi di sette accelerogrammi agenti in direzione X ed Y, le NTC2018 consentono di determinare le sollecitazioni e gli spostamenti come media dei massimi ricavati dalle integrazioni delle singole storie temporali. Da tali analisi è stato possibile riscontrare la compatibilità strutturale dei suddetti elementi sismo-resistenti, Pertanto la tecnica dell’isolamento sismico sopra descritta è risultata idonea all’adeguamento dell’infrastruttura alle azioni sismiche previste dalle Norme Tecniche per le Costruzioni vigenti in Italia giusto D.M. 17/01/2018.
vista aerea del ponte, vista della sede stradale e particolare dell’impalcato del FEM.
