Le disposizioni della norma AASHTO LRFD per lo stato limite Strength I non risultano rappresentative dei veicoli effettivamente registrati dalle stazioni Weigh-in-Motion disposte lungo le autostrade interestatali. È l’esito a cui arrivano Aneta K. Luszczynska e Andrzej S. Nowak nello studio pubblicato su Infrastructures (doi: 10.3390/infrastructures11080290), che ricostruisce gli spettri di carico live specifici del sito a partire dai dati WIM dell’Alabama.
Dalla campagna Ontario degli anni Novanta ai WIM attuali
La calibrazione dell’AASHTO LRFD Bridge Design Code, sviluppata negli anni Novanta, passava per l’estrapolazione delle distribuzioni al fine di stimare i carichi live massimi medi riferiti a un orizzonte di 75 anni. La base statistica di quel lavoro portava però un limite strutturale: i rilievi sui camion circolanti in Ontario si fermavano a un campione di dimensioni contenute, condizione poco favorable quando l’obiettivo è leggere le code alte di una distribuzione di carichi.
Nel frattempo la tecnologia Weigh-in-Motion ha compiuto passi avanti. Oggi milioni di veicoli vengono misurati in modo continuo in svariate località, con una densità di campionamento che non ha confronto con le campagne storiche. È su questa nuova scala di osservazione che si concentra l’indagine.
Spettri di carico specifici del sito dal database WIM dell’Alabama
L’obiettivo dichiarato è l’esame degli spettri di carico live specifici del sito ricavati dalla banca dati WIM dell’Alabama. Il volume di informazioni raccolto dal Dipartimento dei Trasporti è molto ampio e viene impiegato per il calcolo di momenti e tagli su luci comprese tra 30 ft (9 m) e 200 ft (60 m).
Sul piano della procedura, le funzioni di distribuzione cumulativa dei bias ratio, espressi come rapporto tra WIM Truck e HL-93 Loading, vengono riportate su carta di probabilità normale e successivamente estrapolate. Il metodo consente di confrontare in termini probabilistici il traffico realmente transitato con il carico convenzionale di riferimento, lucia per lucia, sull’intero intervallo di spanne esaminato.
Il confronto con HL-93 sullo stato limite Strength I
I risultati sono diretti: le prescrizioni AASHTO per lo stato limite Strength I non descrivono in modo rappresentativo i veicoli osservati nei siti WIM collocati sulle autostrade interestatali. Sulle tratte a maggiore intensità di traffico pesante, quindi, il carico live estrapolato dai dati misurati e il modello codificato non coincidono, con tutte le conseguenze che questa discrepanza comporta per l’impiego dello spettro normativo in sede di verifica.
Il parco ponti statunitense come orizzonte del problema
La rilevanza del tema si misura sul sistema infrastrutturale statunitense. Si contano più di 623.000 ponti, di cui il 6,8% in condizioni scadenti. Ogni giorno oltre 100 milioni di attraversamenti interessano i manufatti strutturalmente deficienti, e il fabbisogno di riabilitazione del sistema viene stimato in 191 miliardi di dollari. In un contesto di questa entità, la qualità degli spettri di carico utilizzati incide direttamente sulle attività di monitoraggio dei ponti.
Lo studio conferma inoltre due direzioni di lavoro: la raccolta continua dei dati di traffico e l’uso di procedure di analisi affidabilistica. Due elementi che, letti insieme, ridisegnano il modo in cui il carico live entra nelle verifiche dei manufatti esistenti.
Per i professionisti che operano su valutazione e monitoraggio di ponti, il messaggio resta quello messo in luce dai due autori: dove una stazione WIM fornisce misure estese nel tempo, gli spettri di carico sito specifici offrono una base più solida delle sole ipotesi codificate, e l’estrapolazione su carta di probabilità resta lo strumento per portare i dati misurati verso gli orizzonti di ritorno di progetto.
Lascia un commento