Localizzazione del danno in un ponte sospeso tramite monitoraggio delle repliche sismiche

In zone colpite del terremoto la rapidità e l’affidabilità nella valutazione dei danni subiti da strutture strategiche, come ad esempio ponti di grande luce, è di fondamentale importanza, sia per le operazioni di protezione civile che per l’organizzazione e il coordinamento delle misure di emergenza immediate per la messa in sicurezza della struttura. In questo articolo vengono presentati i risultati ottenuti mediante l’applicazione di un metodo di identificazione del danno “Interpolation Damage Detection Method” ad un modello numerico ad elementi finiti dello Shimotsui-Seto in Giappone, un ponte sospeso di grande luce (940 m) con impalcato reticolare in acciaio. Il metodo consente di rilevare danneggiamenti, in termini di riduzioni di rigidezza lungo l’impalcato del ponte, sulla base delle risposte accelerometriche registrate sulla trave principale durante un evento sismico o durante una scossa di assestamento dopo l’insorgenza di danni. Ciò è possibile a condizione che siano disponibili risposte registrate nelle stesse postazioni di misura sulla struttura integra e sulla struttura danneggiata. La risposta del ponte sospeso, soggetto a eccitazione sismica, è stata calcolata in ambiente ANSYS utilizzando un modello ad elementi finiti derivato dai dati di progetto originali. Per riprodurre condizioni analoghe a quelle reali, i risultati numerici in termini di risposte temporali sono stati artificialmente modificati aggiungendo un rumore bianco gaussiano, allo scopo di simulare il rumore caratteristico di sensori di tipo “Micro Electro-Mechanical Systems”. L’affidabilità del “Interpolation Damage Detection Method” è stata verificata numericamente simulando il danno attraverso una riduzione della rigidezza in uno o più elementi strutturali del ponte. Al fine di studiare l’influenza della posizione, dell’intensità e del numero di sezioni danneggiate sui i risultati forniti da questa metodologia di identificazione del danno, nell’applicazione sono stati considerati svariati scenari di danno caratterizzati da diversa posizione e intensità della riduzione di rigidezza assunta a modellare il danno.