Skattørsundet

Conoscere

Molti ponti europei hanno più di cinquant'anni e non rispettano le norme attuali, ma restano parte essenziale della rete stradale. Nel nord della Norvegia il problema è evidente: secondo un rapporto di Statens vegvesen del 2017, circa metà dei 16.791 ponti del Paese non era ispezionata in modo adeguato e circa 1.087 presentavano danni seri o critici.

Il ponte di Skattørsundet collega le isole di Kågen e Skjervøya, nella contea di Troms og Finnmark, ed è un collegamento strategico: con il tunnel di Maursund unisce Skjervøy alla terraferma. È un ponte a piastra in calcestruzzo armato aperto nel 1971, lungo 804 m, con la campata più lunga di 32 m, diviso in quattro tratti da tre giunti di dilatazione.

Il sopralluogo del 10 luglio 2024 ha mostrato appoggi molto degradati e probabilmente bloccati, forti riduzioni di sezione alla base di diverse pile, fessure nei muri delle spalle e barre di precompressione esterne corrose.

Misurare

La campagna di analisi modale operativa si è svolta tra giugno e luglio 2024, solo nelle ore notturne e senza chiudere il ponte. Sono stati usati 16 accelerometri piezoelettrici ad alta sensibilità (PCB 393B12, 10 V/g), due centraline LEAP DAQ sincronizzate e un server di acquisizione: i segnali, registrati a 1000 Hz in acquisizioni da 30 minuti, sono stati ricampionati a 20 Hz per l'identificazione.

Con 39 pile e due spalle non era possibile strumentare tutto il ponte insieme: le misure sono state organizzate in cinque campagne, con configurazioni multirun che si sovrappongono in alcuni punti.

Modellare

Dai disegni originali è stato costruito un modello agli elementi finiti a travi spesse (LUSAS), senza i cavi di precompressione per mancanza di dati. Le prime quattordici frequenze calcolate sono comprese tra 0,91 e 1,93 Hz, con forme modali non uniformi che coinvolgono solo parti del ponte: per questo il modello è servito prima di tutto a decidere dove mettere i sensori, ed è stato verificato con le prove spot del 19 giugno.

Le prime frequenze identificate con il multirun del 13 luglio sono vicine a quelle del modello non calibrato, segno che i modi trasversali più bassi dipendono soprattutto dalla rigidezza delle pile. Per i modi più alti le frequenze misurate sono più basse di quelle calcolate, come se il calcestruzzo dell'impalcato fosse meno rigido del previsto o degradato.

Sul tratto che contiene la campata principale il modello è stato poi aggiornato in modo automatico (software MuDI), cambiando il modulo elastico di 40 porzioni di impalcato e pile fino a ridurre la differenza con le misure: il risultato finale ha un MAC di 0,937.

Risultato

Le misure indicano dove guardare: appoggi bloccati e una zona meno rigida attorno alla campata principale.

Il primo tratto non ha modi longitudinali: è collegato rigidamente alla spalla, come suggeriva il sopralluogo. Il secondo tratto vibra in direzione longitudinale a 1,224 Hz, il terzo e il quarto a circa 1,915 Hz: il secondo tratto è quindi più deformabile, per pile più alte o per una rigidezza ridotta da danno o degrado.

Sulla campata principale da 32 m lo spostamento modale massimo non cade in mezzeria, nonostante la geometria simmetrica, e le forme mostrano un'irregolarità vicino alla pila 12. L'aggiornamento del modello concentra la riduzione di rigidezza nella terza e quarta campata e nella seconda pila del tratto: i punti su cui indirizzare le prossime indagini.