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Tesi etd-11022011-200252


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
LIPPI, FRANCESCO VITTORIO
URN
etd-11022011-200252
Title
Valutazione e controllo del danneggiamento per fatica nei ponti ferroviari in acciaio
Settore scientifico disciplinare
ICAR/09
Corso di studi
SCIENZE E TECNICHE DELL'INGEGNERIA CIVILE
Supervisors
tutor Prof. Salvatore, Walter
Parole chiave
  • ponti ferroviari
  • fatica
  • acciaio
Data inizio appello
09/12/2011;
Consultabilità
Completa
Riassunto analitico
La corretta pianificazione degli interventi di manutenzione delle infrastrutture di
trasporto come i ponti ferroviari ha assunto nel corso degli anni un’importanza
sempre maggiore a causa delle perdite economiche connesse all’interruzione del
regolare servizio. Tale aspetto risulta inoltre amplificato dal fatto che sia i ponti già
esistenti che quelli di nuova costruzione saranno inclusi nella nuova rete di
trasporto Europea. In particolare la fatica risulta essere la causa di degrado più
diffusa nei ponti in acciaio ed in soluzione composta acciaio – calcestruzzo,
causando circa 80-90% dei danneggiamenti nei componenti metallici. I ponti
ferroviari sopportano milioni di cicli di carico durante la vita di esercizio ed sono
particolarmente soggetti a questo tipologia di danno.
Molte ricerche sono state realizzate per la valutazione del comportamento a fatica
dei ponti in acciaio e composti acciaio – calcestruzzo; tali studi hanno fornito la
base per l’elaborazione delle attuali Normative di progettazione. Tuttavia la corretta
stima dei fenomeni di fatica nelle nuove strutture ed in quelle esistenti rimane un
problema particolarmente complesso, determinato da fattori di incerta valutazione
come gli spettri di traffico realmente presenti sulle linee ferroviarie, il
comportamento dinamico effettivo degli impalcati in acciaio ed in soluzione
composta acciaio-calcestruzzo, l’influenza dei fenomeni di interazione dinamica
treno-struttura sull’intensità e l’andamento delle tensioni interne, l’effettiva
resistenza alla fatica di dettagli strutturali di incerta classificazione.
La presente tesi illustra una metodologia innovativa per la valutazione globale del
comportamento a fatica di ponti e viadotti ferroviari metallici. L’approccio si basa su
un’opportuna interconnessione delle più moderne tecniche di analisi sperimentali e
numeriche al fine di ottenere una valutazione realistica ed affidabile degli indici di
danneggiamento per fatica dei componenti principali e dei dettagli critici. Tali
tecniche di analisi riguardano i diversi aspetti che contribuiscono alla valutazione
del comportamento in esercizio degli impalcati metallici ed in particolare
riguardano: i) la modellazione meccanica delle strutture mediante modelli numerici;
ii) l’identificazione dinamica globale e/o locale; iii) l’aggiornamento dei modelli
numerici mediante algoritmi di ottimizzazione; iv) il monitoraggio strutturale e
l’identificazione del traffico ferroviario; v) la caratterizzazione sperimentale del
comportamento a fatica di dettagli critici.
La metodologia proposta è stata calibrata su due casi studio fornendo indicazioni
importanti circa l’effettivo comportamento in esercizio delle opere analizzate e, più
in generale, dimostrando la propria validità nel valutare in modo realistico ed
affidabile i principali parametri che contribuiscono a definire il comportamento a
fatica degli impalcati metallici, confermandosi come strumento particolarmente utile
e versatile per la stima dei fenomeni di fatica nelle strutture di nuova realizzazione
ed in quelle già esistenti.
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