ATTIVITA’ DI STUDIO PER INTERVENTI FUNZIONALI ALLA

ATTIVITA’ DI STUDIO PER INTERVENTI FUNZIONALI ALLA VELOCIZZAZIONE A 200 KM/H DELLA LINEA FERROVIARIA VENEZIA – TRIESTE

TRATTA VENEZIA MESTRE – LATISANA

Ing. Massimo Nicolosi – DTP VE

Sezione di Venezia

Potenziamento linea ferroviaria Venezia - Trieste

Corridoi Core rete Trans European Network – Transport (rete TEN-T)

Sezione di Venezia

L’attuale linea ferroviaria Venezia – Trieste è parte integrante del Corridoio Mediterraneo che collega il territorio in sensotrasversale dal Valico di Modane al Valico di Villa Opicina, nonché del Corridoio Baltico Adriatico che collega i porti del MarBaltico con i porti italiani di Ancona e Ravenna


Sezione di Venezia

Nello scenario a medio termine sulla linea sono previsti degli interventi di potenziamento e di rimozione delle limitazioniesistenti per i merci, con lo scopo finale di rettificare il più possibile il tracciato tra Mestre e Ronchi Sud, portare la velocitàdi punta a 200 km/h e recuperare circa 10 min sulla percorrenza Nasce la necessità di analizzare le opere esistenti perstudiarne la compatibilità ai nuovi carichi e alle nuove velocità, prima di procedere con gli interventi più impattanti a livellodi infrastruttura.


Studi sviluppati

Verifiche delle opere d’arte esistenti neiconfronti dei carichi da traffico, ai fini

dell’eliminazione delle attuali limitazioni divelocità in categoria D4

della riclassificazione della linea allacategoria D2, percorribile ai 200 km/h

nel rispetto del Manuale di Progettazione RFIParte II – Sezione 2 – Ponti e Strutture

Verifiche di vulnerabilità sismica delle opered’arte esistenti ai sensi della OPCM 3274/03con redazione delle Schede di Sintesi diLivello 2 del Dipartimento di Protezione Civile

Sezione di Venezia


Sezione di Venezia


Categorie delle Linee Ferroviarie

In base ad accordi internazionali le linee delleprincipali reti ferroviarie europee sono stateclassificate in categorie, caratterizzate da unpeso massimo per asse (Pa) e da un pesomassimo per metro corrente (p) del carro,ottenuto ripartendo il carico totale lordo sullalunghezza L del carro

Sezione di Venezia


Interoperabilità delle linee ferroviarie

Si intende la possibilità di far circolare senza ostacoli itreni su reti ferroviarie differenti appartenenti ai varipaesi della UE

Le Specifiche tecniche di interoperabilità per ilsottosistema “infrastruttura” del sistema ferroviariodella UE, di cui al Regolamento (UE) n. 1299/2014,stabiliscono i criteri per poter definire l’interoperabilitàdi una linea ferroviaria di nuova costruzione o esistente

Definiscono una serie di categorie di linee, intese comeuna combinazione di codici di traffico (tipi di traffico)ammessi a circolare su ciascuna categoria

Per ciascuna categoria di linea i tipi di traffico ammessi acircolare sono determinati in funzione di alcuniparametri fondamentali, tra cui carico per asse deiconvogli e velocità della linea

Sezione di Venezia


Interoperabilità delle linee ferroviarie

Le specifiche tecniche di interoperabilità, definiscono trale altre cose, le modalità di verifica delle strutture diopere nuove ed esistenti

Per il progetto di velocizzazione della linea VeneziaMestre – Trieste, è stato fissato un codice di traffico diriferimento per la riclassificazione corrispondente al P4a(secondo l’Appendice E – Requisiti di capacità applicabilialle strutture in funzione del codice di traffico), per ilquale è richiesta la verifica della sicurezza strutturale peril transito di categorie di locomotive e motrici del tipo D2a 200 km/h

Sezione di Venezia


Sezione di Venezia

Casaratta km 42+559 / 2008

km 68+037

Lato valle: muratura

km 5+967

Lemene km 59+858 / 2009

Lemene – linea Casarsa km 0+518 / 2009

Fosson km 48+088 / 2011

Piave km 31+293 / 2012

Reghena km 57+655 / 2013


Sezione di Venezia

6 Scatolari in C.A.: di più recente realizzazione (anni ‘90 in poi). Progettati con riferimento ai sovraccarichi ferroviari attuali e sulla base delle prime normative

sismiche

32 PONTI A TRAVI APPOGGIATE:

Livenza: km 44+982

7 ponti a travata metallica reticolare 14 Impalcati a travi incorporate 5 Impalcati a travi in c.a.

4 Impalcati a solettone in c.a. 2 Impalcati a travate gemelle

km 42+559

L’impiego di questa particolare tipologia èlimitato ai casi i cui la velocità ≤ 160 km/h§2.5.2.3.1.1.1 Manuale di Progettazione

I due ponti sono oggetto di unaCAMPAGNA DI MONITORAGGIO tramiteaccelerometri per la valutazione eprevisione del comportamento al variaredella velocità.

km 27+649 km 65+663

km 68+037

Lato valle: muratura

Lato monte: cls

arco in muratura + arco in cls

km 5+967

km 68+037

1 PONTE AD ARCO:

Potenziamento linea ferroviaria Venezia - Trieste /Analisi di velocizzazione

Sezione di Venezia

km 68+037km 5+967

METODOLOGIA DI VERIFICA

- Analisi storico-critica: ricerca e studio dei dati d’archivio;

- Acquisizione dei dati: rilievo generale e di dettaglio dello stato di fatto, indaginidirette e indirette per la caratterizzazione dei materiali impiegati nellacostruzione, indagini sulle caratteristiche del terreno, redazione della relazionegeologica e geotecnica;

- Analisi con modelli di carico: diverse tipologie di analisi a seconda dell’opera(statiche e dinamiche), utilizzo in alcuni casi di metodi semplificati (come damanuale RFI), mentre in altri ausilio della modellazione agli elementi finiti;

- Verifiche di resistenza e deformabilità sulla base delle analisi effettuate (NTC2008)

Modellazione agli elementi finiti

di un ponte a travata reticolare in acciaio

MIDAS-CIVIL Ponte km 44+982

Catalogare le opere d’arte come:IDONEE, senza necessità d’interventi;IDONEE, con l’esecuzione di opportuni interventi di manutenzione straordinaria;NON IDONEE, da sostituire e realizzare ex novo;

OBIETTIVO DELLE VERIFICHE

Sezione di Venezia

km 5+967

km 68+037

Dati di Archivio – Rilievi – Indagini Dirette ed Indirette


Sezione di Venezia

km 5+967



Sezione di Venezia

km 5+967



Sezione di Venezia

km 5+967



Sezione di Venezia

km 5+967



Livelli di Conoscenza LC e fattori di Confidenza FC

Sulla base delle informazioni acquisite sullageometria e sui dettagli costruttivi, nonché sulleproprietà dei materiali, sono stati acquisiti illivello di conoscenza LC ed il fattore di confidenzaFC seguenti (§ C8.A.1.A.4 - Circolare 02-02-2009n. 617):

LC2 = Adeguata ; FC = 1,20

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Determinazione caratteristiche meccaniche materiali


Sezione di Venezia

Azioni sulla Struttura – Analisi dei carichi


Sezione di Venezia



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Sezione di Venezia

Metodologie di verifica della capacità portante delle opere


Calcolo dei sovraccarichi equivalenti flettenti e taglianti di categoria in funzione della portata teorica L del ponte

Calcolo del coefficiente dinamico reale (f reale) in funzione della portata teorica L del ponte per ottenere i sovraccarichi

dinamizzati realmente circolanti

Calcolo dei sovraccarichi equivalenti flettenti e taglianti di progetto del ponte

Calcolo del coefficiente dinamico di progetto (φ progetto) - par. 2.11.4.1. MP RFI - per incrementare i sovraccarichi statici ed

ottenere i sovraccarichi dinamizzati di progetto

Livello Semplificato per ponti a semplice appoggio

Confronto dei sovraccarichi di categoria dinamizzati con quelli dinamizzati di progetto

Sovraccarichi di progetto > Sovraccarichi di categoria Analisi conclusa

Sovraccarichi di progetto < Sovraccarichi di categoria Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

Sezione di Venezia



Impalcati in c.a. - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

Sezione di Venezia



Oltre all’analisi agli E.F. tenendo conto dell’assenza di armature planari in direzionetrasversale all’asse dei binari (armature trasversali costituite da ganci), si è ritenutoopportuno considerare uno schema di comportamento a trave appoggiata, conlarghezza pari a quella di diffusione del carico accidentale esercitato dai treni finoall’asse della soletta, considerando altresì una riduzione della resistenza dellearmature pari al 10 %, fattore che tiene conto dell’età e dello stato di vetustà dellestrutture.Come immaginabile tale schema statico fornisce sollecitazioni superiori al modelload E.F., valori che sono stati utilizzati per l’esecuzione delle verifiche di resistenza.

Impalcati in c.a. - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

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Livello Semplificato per ponti a semplice appoggio

Sezione di Venezia



Ponti metallici - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

Le longherine vengono verificate come semplicemente appoggiate all’estremità, computando nel calcolo anche le sollecitazioni derivanti dalla compartecipazionedelle stesse alla deformazione della struttura principale, valutazione condotta con riferimento allo schema statico complessivo del ponte, tenendo in debito contola deformabilità degli elementi di attacco, assumendo una sezione convenzionale delle longherine pari al 60 % dell’area effettiva

Sezione di Venezia



FC = 1,00


Sezione di Venezia




PONTI METALLICI A TRAVI GEMELLE

L’impiego di questo tipo di travate è da limitarsiad esigenze specifiche, per velocità di tracciatomax di 160 km/h, data la loro leggerezzastrutturale ed al tipo di posa d’armamento cherichiede per velocità superiori interventi dimanutenzione più frequenti.

Considerata la recente sostituzione dei ponti aikm 42+559 e km 57+655, rispettivamente 2008 e2013, si è proceduto ad una campagnad’indagine dinamica per la determinazione delleforme modali, frequenze di vibrazione, valori dismorzamento ed accelerazione, dati necessarialla definizione di un modello numericoaffidabile su cui simulare gli incrementi divelocità richiesti e valutare il comportamentodelle strutture.

Casaratta km 42+559

Reghena km 57+655

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Ponti ad arco - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

Il primo passo della procedura prevede l’analisi tridimensionale elastica lineare aE.F. del ponte, utilizzando un modello costitutivo di solido isotropo ed elastico,giustificato dal fatto che i ponti in muratura sono strutture prevalentementecompresse, con limitate zone parzializzate e che per stati tensionali elastici incompressione risultano ben schematizzabili con modelli isotropi elastici.L’affidabilità del modello è tanto inferiore quanto maggiore è la presenza di gravideficienze strutturali e/o danneggiamenti o avanzati stati di degrado dei materiali.Si ottiene così una stima dello stato tensionale nei diversi elementi strutturali checonsente una verifica generale dell’opera, per decidere se proseguire verso analisidi maggior dettaglio.

Il secondo passo della procedura prevede una analisi bidimensionale dellastruttura, riducendo il ponte ad una striscia longitudinale di larghezza unitaria incui si trascura sia il contributo alla resistenza dei timpani che quello dovutoall’interazione riempimento – arcata. Il modello costitutivo scelto per la muraturain compressione può essere fragile o duttile con controllo di duttilità, con sceltadipendente dal grado di conoscenza del materiale e tenendo conto checonsiderare il materiale perfettamente fragile sottostima la reale resistenza dellamuratura.

Calcolo prima frequenza naturale flessionale con analisi dinamica

Sezione di Venezia



Ponti ad arco - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

Se la luce del ponte non supera 2 volte lalunghezza del singolo carro, la condizione dicarico più gravosa per ponti ad arco a singolacampata prevede il baricentro del carrelloanteriore disposto ad 1/3 della luce mentre ilcarrello posteriore è fuori dal ponte o appenaall’interno. Se la luce è superiore, la posizionepiù gravosa è quella in cui il baricentro dell’interocarro è ad 1/3 della luce, ovvero in posizioneadiacente.Nel caso in esame, data la piccola luce dell’arco,sono state considerate 3 condizioni di caricorispettivamente con il baricentro del carrelloanteriore posto ad 1/5, 1/4 ed 1/3 della lucenetta dell’arco, mentre il carrello posteriore èancora al di fuori del ponte.

Sezione di Venezia



Scatolari in c.a. - Analisi rigorosa ai sensi delle NTC 2008

ANALISI DOCUMENTI D’ARCHIVIO

Si è proceduto all’esame, ove presenti, deiprogetti originari verificando dalle relazioni dicalcolo l’utilizzo o meno dei sovraccarichiferroviari della Circolare del 02/06/1995 e s.i. del13/01/1997, coincidenti con i carichi dellenormative vigenti e pertanto garanzia dellacapacità portante al codice D2 a 200 km/h.

Per strutture progettate/realizzate in periodiantecedenti, con riferimento a quantoevidenziato nelle relazioni di calcolo, siprovveduto ad una verifica semplificata conmodellazione ad E.F. e successivo confronto con icarichi di progetto

Sovraccarichi di progetto > Sovraccarichi di categoria Analisi conclusa

Inviluppo M max - D4 Inviluppo M max – D2

Sezione di Venezia

km 68+037km 5+967


RISULTATI

- ELIMINAZIONE delle attuali limitazioni di velocità alla categoria D4: tutte le opere d’arte analizzate sono risultate idonee.

- RICLASSIFICAZIONE alla categoria D2 percorribile a 200 km/h:

Ponti a travi reticolari metalliche: tutte idonee;Ponti a travi incorporate: tutte idonee, ad eccezione di una;Scatolari in c.a.: idonei;Ponte ad arco: idoneo;Ponti a solettone in c.a. e a travi in c.a.: 8 NON idonee e da SOSTITUIRE, 1 idonea

NECCESSITA’ DI INTERVENIRE SU 9OPERE DI 39DI CUI :SOSTITUZIONE COMPLETA : 9

assenza pulvino

manutenzione

Fenomeni di rottura localizzata Vetustà armature a taglio Vetustà armature a taglio e flessione

Potenziamento linea ferroviaria Venezia – Trieste /Analisi vulnerabilità sismica

Sezione di Venezia

km 5+967

Potenziamento linea ferroviaria Venezia – Trieste /Analisi vulnerabilità sismica

Sezione di Venezia

km 5+967

RISULTATI

Ponti a travi reticolari metalliche: 1 idonea, 6 da adeguarePonti a travi incorporate: 10 idonee, 4 da adeguareScatolari in c.a.: idoneiPonte ad arco: idoneoPonti metallici a travi gemelle: idoneiPonti a solettone in c.a. e a travi in c.a.: idonei

INTERVENTI:10 OPERE SU 39

Piave - km 31+293

Adeguamento ancoraggio appoggi ai pulvini

Inserimento ritegni antisismici

Incremento capacità pila a pressoflessione e taglio

Redazione delle Schede di Sintesi di Livello 2

predisposte dal DPC

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