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Ispezione e manutenzione per la durabilità dei ponti: criteri di gestione, contesto normativo,

metodi di intervento

Milano, 28 marzo 2019

Il nuovo modello di manutenzione programmata in Anas: le ispezioni di ponti e viadotti

28 Marzo 2019

Ing. Paolo Mannella

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Ispezione delle Opere d’arteQuadro normativo

Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici 19 luglio 1967, n°6736/61/A1.

Controllo delle condizioni di stabilità delle opere stradali

Nella circolare sono stabilite le regole per l’ispezione delle strutture mettendo in evidenza l’importanza di ispezioniaccurate e periodiche, della vigilanza assidua del patrimonio di opere d’arte stradali e di conseguenza, delle operazionidi manutenzione e ripristino. I punti principali della Circolare del 1967, sono l’esecuzione di una ispezione trimestrale,eseguita da tecnici, e da un’ispezione annuale sui manufatti più importanti eseguita da ingegneri; la Circolare neillustra le modalità per l’esecuzione e prevede la compilazione di un rapporto d’ispezione e di una scheda con i dati delmanufatto e delle sue caratteristiche principali.

28/03/2019

Il nuovo modello di manutenzione programmata in Anas: le ispezioni di ponti e viadotti I Ing. Paolo Mannella

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Piano Industriale ANAS "2016 – 2020” Iniziative progettuali per Ponti e Viadotti

Nel mese di luglio 2016 ANAS ha presentato il nuovo piano industriale “2016 – 2020” che mostra gli obiettivistrategici che la società intende perseguire nei prossimi 4 anni. Il nuovo piano industriale prevede una serie diiniziative progettuali volte ad incrementare l’efficienza e l’efficacia delle principali aree gestionali ed operative diANAS.

In tale contesto, le iniziative progettuali volte al monitoraggio degli asset e alla successiva programmazione degliinterventi di Manutenzione Straordinaria rientrano tra le attività a più alto contenuto strategico per ANAS inconsiderazione dell’importanza che l’efficace manutenzione della rete viaria riveste sia per ANAS che per l’Italia nelsuo complesso.

Per quanto riguarda Ponti e Viadotti sono stati avviate le seguenti attività:

• Definizione Piano Monitoraggio – Definizione Nuova Procedura di Ispezione;

• Realizzazione di un Bridge Management System (BMS) – Sistema di Road Asset Management che supporta gliutenti nella fase di programmazione degli interventi di Manutenzione Straordinaria nel medio-lungo periodo.

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Nuova Procedura di IspezioneAttività, ruoli e frequenza

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Tipologia Descrizione Ispettore Frequenza

Ispezione

Ricorrente

Ispezione visiva, senza mezzi speciali, con controllo

di: piano viabile, barriere di sicurezza e parapetti,

elementi strutturali, appoggi, giunti, drenaggi,

cedimenti del terreno, problemi in alveo, erosioni

pile/spalle

Sorvegliante

(approvata dal tecnico

Capo Nucleo)

• Trimestrale

Ispezione

Principale

Ispezione visiva con uso di mezzi speciali (by bridge)

qualora la struttura non consenta un rilievo

difettologico di dettaglio

Tecnico del Capo Centro

(o Ingegnere incaricato)

con eventuale ausilio del

sorvegliante

• Annuale per le opere d’arte

principali (opera con almeno una

campata con luce ≥ 30 metri

• Su segnalazione derivante dalle

ispezioni ricorrenti

Ispezione

Approfondita

Ispezione con uso di strumentazione (per

l’esecuzione di indagini e CND) e mezzi speciali, in

accordo con quanto previsto nel Progetto di

Ispezione e secondo le specifiche necessità di

approfondimento

Ingegnere strutturista

con squadra di tecnici ed

eventuale personale con

abilitazioni per specifiche

attività

• Su segnalazione derivante dalle

ispezioni principali

• A seguito di eventi straordinari

che richiedono l’utilizzo di

strumentali e/o indagini speciali


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Nuova Procedura di IspezioneDiagramma di Flusso

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Le attività e le valutazioniche innescano le varieprocedure di ispezionesono schematizzate nelseguente flusso


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Nuova Procedura di Ispezione Aspetti correlati

Di seguito sono specificati alcuni aspetti legati alla messa in esercizio della Nuova Procedura di Ispezione

• La Formazione è stata erogata in due fasi:

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Fase Personale ANAS Quando Ambito Certificazione

1 Capi Centro e Responsabili MS 30/06/2018 Ispezione principale di Ponti

e Viadotti

Patentino

2 Sorveglianti e Capi nucleo 31/12/2018 Ispezione ricorrente di Ponti

e Viadotti

Attestazione ANAS

• Il processo che definisce l’iter approvativo, gli attori ed i sistemi coinvolti – nonché le modalità di interazione traquesti – è stato già comunicato durante gli incontri con le aree compartimentali e meglio specificato durante i corsidi formazione.


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Bridge Management System (BMS)Contesto di riferimento

La rinnovata visione di gestione della strada supera la logica dell’intervento episodico o emergenziale e grazie ad unacorretta lettura dei caratteri dell’infrastruttura e degli eventi che su questa, o al suo intorno, si verificano intervieneprogrammaticamente prevenendo le criticità di sicurezza, funzionalità o comfort della rete.

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Bridge Management System (BMS)Dati e sistemi coinvolti

Il modello RAM Locale classifica la necessità di intervento per ogni Ponte/Viadotto calcolando un Indice di Rilevanzadel Degrado (IRD) e un Indice di Degrado Futuro (IDF), combinando diverse informazioni:

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BMS

Ponti e viadotti

Degrado dell’Opera

• Evidenze dall’Ispezione Principale

• Evidenze dall’Ispezione Ricorrente

Vulnerabilità Strutturale Intrinseca

• Materiale

• Schema Statico

• Età

Parametri ambientali

• Quota s.l.m. dell’opera

• Distanza dal mare dell’opera

• Pericolosità sismica, idraulica e geologica

Parametri di esercizio

• Traffico leggero e pesante annualemedio

• Interventi di MO/MS eseguiti


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Bridge Management System (BMS)Logiche di prioritizzazione degli interventi

Indice di Rilevanza del degrado

Durante l’ispezione principale i difetti vengono rilevati in modo codificato in funzione della tipologia del difetto, deltipo e del numero di elementi strutturali che lo presentano (estensione percentuale). Ad ogni difetto è associato unpeso dello stesso, in funzione delle conseguenze che il difetto può causare sulla struttura, anche in relazioneall’elemento strutturale sul quale è rilevato.

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Sulla base di tali informazioni è possibile valutare:

• Funzionalità dell’opera [IF], ricavata dai difetti individuati eche esprime la capacità della stessa di garantire la continuitàdi servizio in sicurezza: un’unica criticità grave (es.: un soloimpalcato su 30 con difetto con voto massimo) devecomunque generare un alert.

• Indice di Degrado dell’Opera [IDOp], esprime un giudiziocomplessivo sullo stato di salute della singola opera.

Indice di Rilevanza del degrado

IRD = f (IF , IDOp)


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Previsione del degrado (PD)

Per poter eseguire la pianificazione pluriennale della manutenzione straordinaria delle opere d’arte, è necessarioconoscere il loro stato di conservazione attuale, al fine di individuare le strutture sulle quali è necessario eseguire“subito” interventi di manutenzione.

Per le opere non ammalorate (o quelle per le quali non si prevede un intervento nel primo anno) è invece necessariovalutare e prevedere l’evoluzione del degrado delle opere, anche in funzione dell’esposizione ai carichi ambientali edi esercizio:

• Vulnerabilità strutturale intrinseca

• Materiale

• Schema statico

• Età

• Parametri ambientali

• Quota s.l.m. e localizzazione dell’opera

• Distanza dal mare dell’opera

• Pericolosità (sismica, idraulica e geologica)

• Parametri di esercizio

• Traffico leggero e pesante annuale medio

• Interventi di MO/MS passati

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La valutazione di una singola opera d’arte viene effettuata attraverso le fasi rappresentate nello schema sottostante,tali fasi permettono il calcolo dell’Indice di Degrado Futuro (IDF):

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STATO DI CONSERVAZIONE

1. Funzionalità dell’opera «Triade» voti max.

2. Stato Complessivo Indice Degrado opera (fa (..))

FORZANTI DI DEGRADO

1. Vulnerabilità strutturale intrinseca

2. Interferenze ambientali

3. Condizioni di esercizio

INDICE DI DEGRADO FUTURO

Combinazione di:

• Stato di conservazione

• Forzanti di degrado


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Per calcolare l’IDF di ciascuna opera d’arte sono stati strutturati quattro alberi decisionali che permetteranno divalutare le specifiche caratteristiche (fa (..), fb (..), fc (..), fd (..)). Lo stato complessivo è funzione della combinazionedelle specifiche caratteristiche

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Stato di conservazione

fa (..)

Vulnerabilità Strutturale

fb (..)

Interferenze ambientali

fc (..)

Forzanti di degrado

fd (..)

g (fa, fb, fc, fd )


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Di seguito viene presentata la tabella dei risultati estratti dal BMS realizzato, dove:

• fa() Indice di Degrado dell’Opera;

• IF* Indice di funzionalità, rappresentazione sintetica della triade dei voti;

• IRD Indice di rilevanza del degrado, che individua la necessità d’intervento attuale;

• fb(), fc(), fd() Forzanti di degrado;

• PD Previsione del degrado, forzanti di degrado applicate all’indice di degrado dell’opera;

fa(..) * fb(..) * fc(..) * fd(..);

• PDN* Normalizzazione del PD;

• IDF Indice di degrado futuro normalizzato su base 100

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Cod. Opera fa(..) Voto 1 Elem 1 Voto 2 Elem 2 Voto 3 Elem 3 IF IRD fb(..) fc(..) fd(..) PD PDN IDF

19001003758 71.884,25 7 Impalcati 7 Fondazioni 6 Impalcati 510 3 2,00 4,40 1,32 835.007,45 100,0% 100

19001000070 4.760,68 7 Impalcati 7 Pile 7 Pile 511 1 2,00 1,65 1,32 20.737,53 2,5% 100

17001005820 832,46 7 Impalcati 7 Impalcati 7 Pile 511 2 2,00 1,10 1,00 1.831,41 0,2% 100

03001006820 14.401,59 7 Impalcati 7 Impalcati 5 Impalcati 509 5 2,00 1,60 1,20 55.302,11 6,6% 100

17001003342 4.397,22 7 Impalcati 7 Pile 6 Impalcati 510 4 2,00 1,10 1,10 10.641,27 1,3% 100



(*)Il calcolo è mostrato nelle slide successive


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Bridge Management System (BMS)Vulnerabilità strutturale intrinseca

Ipotesi

• In caso di opere con più impalcati di diverso materiale, èstato attribuito il materiale con peso maggiore

• In caso di opere con più impalcati con schema staticodiverso, è stato attribuito quello con peso maggiore

• In caso di tutte e tre le informazioni mancanti, il pesodella Vulnerabilità Strutturale non è stato considerato(posto pari a 1).

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MATERIALE

Muratura C.A. C.A.P pre C.A.P post Acciaio Acc/cls Murat/cls Altro

DA

TA

< 1961 1,8 2 2 2 2 2 2 nc

1961 - 1980 1,8 1,8 1,8 2 1,8 1,8 1,8 nc

1980 - 2000 1,5 1,5 1,8 1,8 1,5 1,5 1,5 nc

> 2001 na 1,1 1,5 1,5 1,1 1,1 1,5 nc

AGGRAVANTE

NO SI Coef.

SC

HE

MA

STA

TIC

O

Arco in muratura (S1) X

Travata appoggiata (S2) X

Travata continua (S3) X

Travata Gerber (S4) X 1,2

Telaio semplice (S5) X

Telaio multiplo (S6) X

Strallato (S7) X 1,1

Arco a via superiore (S8) X

Arco a via inferiore (S9) X

Sospeso (S10) X 1,1

Stampella (S11) X 1,1


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Bridge Management System (BMS)Interferenze ambientali – clima e distanza dalla costa

Sulla base della posizione geografica dell’opera sono state definite:

• la quota, la zona climatica e le zona neve ex NTC 2008

• la distanza dalla costa

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Classe Coef.

D c

ost

a (

m) Dc ≤ 500 A 2,0

500 < Dc ≤ 2000 M 1,2

Dc ≥ 2000 B 1,0

ZONA NTC Quota PESO

I - Alpina > 200 m 2,0

I - Alpina ≤ 200 m 1,8

I - Mediterranea > 200 m 1,6

I - Mediterranea ≤ 200 m 1,3

II > 200 m 1,4

II ≤ 200 m 1,2

III > 200 m 1,1

III ≤ 200 m 1,0

Distanza dal mare


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Bridge Management System (BMS)Interferenze ambientali – pericolosità sismica e clima e idrogeologica

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Ipotesi

• La pericolosità territoriale è stata individuata dall’intersezione dellaposizione dei ponti ANAS con le seguenti cartografie ufficiali:

• Mosaicatura della pericolosità idraulica prodotta da ISPRA nel 2015;

• Mosaicatura della pericolosità da frana prodotta da ISPRA nel 2015;

• Mappa della pericolosità sismica come da ordinanza PCM 3274 del 2003;

• dati delle pericolosità sono stati ottenuti esclusivamente persovrapposizione planimetrica dell’ubicazione iniziale dell’opera.

PERICOLOSITA' DA FRANE LEGENDA PESO

P4 P3 P2 P1 AA NC AA Molto Alta 4

ZO

NA

SIS

MIC

A

1 AA AA AA AA AA A A Alta 2

2 AA AA A A A MA MA Medio Alta 1,5

3 A MA MB MB MB MB MB Medio Bassa 1,2

4 MA MA MB MB B B B Bassa 1,1

PERICOLOSITA’ IDRAULICA*

P3 A 1,3

P2 M 1,2

P1 B 1,1


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Nuova Procedura di Ispezione Esecuzione Ispezioni – App Mobile

Al fine di agevolare la fase di esecuzione delle Ispezioni sono state realizzate delle specifiche App mediante le quali ilpersonale gestirà le attività di rilievo ed ispezione su strada.

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Nello specifico sono state realizzate due App:

• Ispezioni Ricorrenti – I Sorveglianti compilano unascheda di ispezione semplificata attraverso unaprima valutazione visiva sugli elementi principali;

• Ispezioni Principale – I Capi Centro compilano unascheda di ispezione dettagliata individuando perogni elemento strutturale ogni singolo difettodell’opera d’arte.

Per quanto riguarda le Ispezioni Ricorrenti sono state già concluse due campagne, effettuate nel IV Trimestre 2017 enel I Trimestre 2018, che hanno permesso di individuare lo stato di circa il 98% dei Ponti e Viadotti gestiti da ANAS.


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Nuova Procedura di Ispezione App Mobile – IDEA Mobile – Ispezioni Ricorrenti

Applicazione utilizzata dai sorveglianti per la compilazione della scheda di ispezione semplificata.

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Assegnazione Schede al singolo sorvegliante.

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Schede di Ispezione compilate con valutazione visiva.

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Nuova Procedura di Ispezione App Mobile – BMS Mobile – Ispezioni Principali

Applicazione utilizzata dai capi centro per la compilazione della scheda di ispezione dettagliata.

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Scheda di Ispezione.

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Dettagli difetti riportati all’interno della scheda di ispezione.

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Area Compartimentale PONTI PONTI RILEVATI PONTI NON RILEVATI PONTI NON ISPEZIONABILI ISPEZIONE PRINCIPALE % RILIEVO

Abruzzo 694 416 278 15 23 59,9%

Autostrada del Mediterraneo 883 736 147 8 31 83,4%

Autostrade 464 402 62 38 39 86,6%

Basilicata 830 787 43 22 12 94,8%

Cagliari 816 729 87 9 96 89,3%

Calabria 1.137 879 258 16 116 77,3%

Campania 731 557 174 39 34 76,2%

Catania 454 359 95 22 40 79,1%

Emilia Romagna 555 505 50 4 50 91,0%

Friuli Venezia Giulia 163 163 0 1 14 100,0%

Lazio 459 321 138 14 26 69,9%

Liguria 282 100 182 23 12 35,5%

Lombardia 511 378 133 13 38 74,0%

Marche 460 439 21 23 12 95,4%

Molise 440 439 1 21 25 99,8%

Palermo 685 534 175 9 27 78,0%

Piemonte 496 496 0 25 75 100,0%

Puglia 874 865 9 33 16 99,0%

Sassari 443 399 44 2 20 90,1%

Toscana 659 625 34 10 11 94,8%

Umbria 592 165 427 22 1 27,9%

Valle di Aosta 101 101 0 14 15 100,0%

Veneto 389 389 0 10 41 100,0%

Totale Complessivo 13.118 10.784 2.358 393 774 82,2%

Nuova Procedura di Ispezione Ispezioni Ricorrenti – Sintesi rilievi 2018/T4

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Bridge Management System (BMS)Pianificazione & Analisi

Uno strumento di Business Intelligence, Qlik Sense, ha permesso di:

1. Realizzare un motore di calcolo in grado di implementare le logiche di prioritizzazione;

2. Rappresentare diverse dimensioni di analisi a disposizione degli utenti.

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Elenco dei ponti

per ordine di

criticità


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In base ai valori ottenuti per l’Indice di Rilevanza del Degrado sono state stabilite classi di criticità, anche avvalendosidi mappe geolocalizzate per una più immediata individuazione delle opere su cui intervenire con urgenza(rappresentate dal colore rosso).

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Il BMS prevede varie tipologie di report riguardanti KPI interessanti per l’utente, quali il numero dei ponti censiti, leispezioni ricorrenti e principali eseguite, le opere con difetti rilevati sia per Coordinamento Territoriale che per AreaCompartimentale, etc.

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I KPI ritenuti più significati per la valutazione delle priorità di intervento sono visualizzati graficamente come mostratoin figura:

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Lo strumento permette di visualizzare anche i dati relativi alle attività delle ispezioni ricorrenti sinteticamente…

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… e dettagliatamente

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Grazie per l’attenzione

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