Identificazione dinamica · Regno Unito

Ponte strallato pedonale

Pennyferry · passerella in acciaio a Durham

Il ponte strallato pedonale visto dall'impalcato, con il pilone e gli stralli
Il ponte visto dall'impalcato. Foto: Giuseppe Occhipinti.
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Conoscere

Le passerelle pedonali strallate sono strutture leggere e snelle, con modi di vibrare ravvicinati e sensibili al passaggio delle persone. Conoscerne il comportamento dinamico reale è il punto di partenza per valutarne il comfort e la sicurezza e per impostarne il monitoraggio.

La passerella è lunga circa 60 m e larga 3,4 m: l'impalcato in acciaio è sostenuto da sei stralli collegati a un pilone asimmetrico. Lo studio è stato svolto nel 2026 per l'Università di Durham ed è servito anche come prova in sito della piattaforma di misura con accelerometri QMEMS.

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Misurare

La campagna di vibrazioni ambientali si è svolta il 16 luglio 2026 ed è durata circa tre ore, con il ponte aperto e il traffico pedonale normale: nessuna interruzione e nessuna interazione con chi lo attraversava.

Il pilone non era accessibile, quindi la rete è stata progettata sull'impalcato per rendere ben osservabili i principali modi di vibrare: nove Smart Sensor Box con accelerometri QMEMS Epson M-A370 e una stazione di riferimento a terra, per un totale di 30 canali. Ogni box acquisisce i dati in locale, senza cavi verso un sistema centrale. Nelle frequenze principali l'impalcato amplifica il moto di circa 40 dB rispetto al suolo.

Schema 3D della passerella con la posizione dei sensori e le direzioni di misura X, Y, Z
Disposizione delle Smart Sensor Box sull'impalcato e direzioni di misura: X in rosso, Y in verde, Z in blu.
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Modellare

Le frequenze, gli smorzamenti e le forme modali sono stati identificati con il metodo SSI-UPC (Stochastic Subspace Identification). Il diagramma di stabilizzazione mostra poli stabili già a ordini bassi del modello e coerenti fino agli ordini più alti: un segno della buona qualità delle misure.

Tra 0 e 8 Hz sono stati identificati dodici modi stabili, raccolti in due gruppi di frequenze ravvicinate: circa 1,8–3,7 Hz e 5,2–7,8 Hz. Le forme modali si possono esplorare in 3D in fondo alla pagina.

Modi identificati con l'analisi modale operativa.
GruppoIntervallo [Hz]Modi
11,816 – 3,71112 modi stabili in tutto, tra 0 e 8 Hz
25,228 – 7,770
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Risultato

Dodici modi identificati in tre ore, senza fermare il passaggio dei pedoni.

La divisione in due gruppi di frequenze è tipica degli impalcati sospesi a più stralli, dove ogni ancoraggio si comporta come un appoggio elastico. La prima e la terza forma modale lo confermano: l'impalcato non lavora come una trave continua sospesa, ma come una successione di campate su appoggi elastici.

La campagna ha inoltre confermato che la piattaforma QMEMS esegue un'analisi modale operativa affidabile anche su strutture leggere con modi molto ravvicinati.

Immagini

Smart Sensor Box e batteria alla base del ponte

Pubblicazioni

  1. 2026Performance evaluation and field validation of next-generation QMEMS accelerometers for seismology, structural health monitoring, and impact-based earthquake early warning
    Patanè D., Todorokihara M., Fertitta G., Martino C., Occhipinti G., Sicali A., Sabella F. Sensors 26, 5528. DOI 10.3390/s26175528

Identificazione dinamica · 16 luglio 2026

Forme modali identificate

Modi di vibrare del ponte identificati dalle vibrazioni ambientali con l'analisi modale operativa. Scegli il modo dall'elenco, ruota la vista 3D trascinandola e avvia l'animazione per vedere la forma in movimento.

Elaborazione tramite GOES OMA/SHM Toolbox · forme normalizzate, ampiezza amplificata per la lettura

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