Prestressed CFRP strips per il rinforzo di ponti in calcestruzzo: un caso applicativo sui box girder
Il prolungamento della vita utile delle infrastrutture esistenti rappresenta un obiettivo strategico per la riduzione dell’impatto ambientale legato alle demolizioni e ricostruzioni. L’impiego di materiali compositi avanzati, quali le strisce in CFRP (polimeri rinforzati con fibre di carbonio) pretese, apre scenari operativi concreti per il consolidamento di ponti in calcestruzzo armato precompresso. Un caso studio recentemente pubblicato su Infrastructures (Vol. 11, Pag. 180) documenta l’applicazione di questa tecnologia su un ponte ferroviario a travate in box girder prefabbricati, situato a Štrbské Pleso, nella regione degli Alti Tatra in Slovacchia.
L’intervento, uno dei primi in Europa centrale, ha richiesto una procedura diagnostica approfondita e una verifica numerica secondo gli Eurocodici, con livelli di affidabilità modificati e coefficienti di sicurezza parziali adeguati allo stato di conservazione della struttura.
Diagnostica e modellazione numerica della struttura esistente
Il ponte oggetto di studio è composto da sei campate semplici, realizzate con travi prefabbricate in calcestruzzo precompresso post-teso di tipo box girder. La sequenza operativa ha preso avvio da un’ispezione visiva e da una campagna di prove non distruttive e semi-distruttive, finalizzate alla verifica delle dimensioni reali e delle caratteristiche meccaniche dei materiali. Tali indagini hanno permesso di acquisire i dati geometrici e resistivi necessari alla successiva modellazione.
Per il calcolo della capacità portante residua è stato sviluppato un modello numerico tridimensionale agli elementi finiti (FEM). L’analisi è stata condotta secondo l’approccio normativo degli Eurocodici, adottando fattori di sicurezza parziali ridotti, conformemente ai criteri di affidabilità previsti per strutture esistenti. I risultati hanno evidenziato una capacità portante insufficiente rispetto ai carichi di esercizio attuali, rendendo indispensabile un intervento di rinforzo.
Scelta e applicazione delle strisce in CFRP pretese
Tra le alternative disponibili per il miglioramento strutturale, la soluzione basata sull’applicazione di strisce in CFRP pretese è stata individuata come la più idonea per il caso specifico. La tecnologia, già consolidata nel rinforzo di edifici, trova qui una delle prime applicazioni documentate su ponti, soggetti a carichi dinamici ciclici. Le strisce sono state posizionate nella parte inferiore dei box girder, dove le sollecitazioni di trazione sono massime.
L’intervento ha previsto la post-tensione delle fibre di carbonio mediante un sistema di ancoraggio meccanico, in grado di trasferire lo sforzo di pretensione alla struttura esistente senza richiedere opere provvisionali invasive. Il monitoraggio della procedura ha garantito il controllo delle deformazioni e delle tensioni in fase di applicazione.
Impatto sulla durabilità e sulla decarbonizzazione
Dal punto di vista normativo e progettuale, il caso studio offre spunti rilevanti per i tecnici chiamati a valutare interventi di rinforzo su ponti esistenti. L’utilizzo di materiali compositi pretesi consente di aumentare la resistenza e la durabilità della struttura, prolungandone il ciclo di vita senza demolizione. Ciò contribuisce alla riduzione delle emissioni di CO₂ (decarbonizzazione), aspetto sempre più centrale nei criteri di valutazione ambientale delle opere pubbliche.
La procedura descritta evidenzia la necessità di un’accurata fase diagnostica e di una modellazione numerica avanzata per determinare l’effettiva necessità di rinforzo e per dimensionare correttamente l’intervento. L’adozione di fattori di sicurezza parziali modificati (inferiori a quelli previsti per le nuove costruzioni) è coerente con l’approccio degli Eurocodici per le strutture esistenti, ma impone al progettista una valutazione critica dei dati sperimentali raccolti.
Per i professionisti del settore, il caso rappresenta un riferimento operativo per future applicazioni della tecnica CFRP pretesa su ponti a travata, in particolare su box girder prefabbricati, aprendo la strada a un utilizzo più esteso anche in contesti normativi diversi da quello slovacco.
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