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MONITORAGGIO E VALUTAZIONE DI PONTI E VIADOTTI – STATO DELL’ARTE E PROSPETTIVE

LA GESTIONE DEI PONTI FERROVIARIMonitoraggio dei Ponti e Viadotti dell’Infrastruttura

Roma, 14 Febbraio 2019

Ing. Franco Iacobini| Responsabile Standard Infrastruttura |RFI – Direzione Tecnica

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Monitoraggio dei Ponti e Viadotti dell’Infrastruttura | Ing. Franco Iacobini

Roma, 14/02/2019

MONITORAGGIO DEI PONTI E VIADOTTI DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA

In circa 17’000 km di rete ferroviaria gestita da RFI sono presenti 

circa 19’000 ponti con Luce > 3 m

L’INFRASTRUTTURAFERROVIARIAOPERE IN CIFRE

n° 1’575Viadotti

n° 8’085Ponti 

n° 10’162Sottovia

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MONITORAGGIO DEI PONTI E VIADOTTI DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA

180019002000

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QUADRO NORMATIVO DI RIFERIMENTO

PROCEDURA DTC PSE 44 1 0 E METODOLOGIA OPERATIVA DPR MO SE 03 1 0

• Frequenza e Modalità delle visite dicontrollo ai ponti, alle gallerie e allealtre opere d’arte dell’infrastrutturaferroviaria;

• Tenuta delle registrazioni sullo statodi conservazione delle principaliopere d’arte.

• Modalità per la verbalizzazionedelle visite alle opere d’arte.

• Attività preliminari, strumentazionie mezzi d’opera necessari perl’esecuzione delle visite e gestionedella documentazione tecnica.

Ciclo VisitePONTI, VIADOTTI E SOTTOVIA AD ARCO O AD IMPALCATO

Registrazione dei difetti con il sistema DOMUS

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IL SISTEMA D.O.M.U.S. BRIDGE MANAGEMENT SYSTEM

OMOGENIZZAZIONE del GIUDIZIO

OTTIMIZZAZIONE della PIANIFICAZIONE

STORICIZZAZIONE e CONDIVISIONE dei   RISULTATI

Modello in DOMUS

ANAGRAFICA

Struttura Identificazione Difetti

Catalogo Difetti

REGISTRAZIONE DIFETTI RISULTATI

Sintesi dell’Ispettore

Sintesi del DOMUS

GIUDIZIO DELL’OPERA(SUPPORTO PER L’ISPETTORE)

DIAGNOSTICA OPERA D’ARTE MANUTENZIONE UNIFICATA STANDARD

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LA FORMAZIONE DEL PERSONALE SPECIALIZZATOSORVEGLIANZA E MANUTENZIONE STRAORDINARIA

Dal 2014 corsi di formazione per 700 risorse e 

circa 80 risorse per le visite periodiche generali ai ponti.

La formazione: 

prerequisiti e moduli teorici

addestramento e tirocinio 

Personale formato per l’attività. 

ABILITAZIONI FERROVIARIE

MI‐OC1 > Manutentore Opere Civili

MI‐OC2 > Specialista Opere Civili

MI‐OC3 > Manutentore Opere Metalliche

Visite ORDINARIE

Visite PRINCIPALI

Visite STRAORDINARIE(eventi eccezionali)

Visite ORDINARIE

Visite PRINCIPALI

Visite STRAORDINARIE(eventi eccezionali)

• Conoscere l’opera d’arte;

• Valutare lo stato di conservazione;

• Valutare i provvedimenti necessari.

Visite GENERALI

Visite ORDINARIE

Visite PRINCIPALI

Visite STRAORDINARIE

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Sviluppare dei modelli di degrado, pericolosità, vulnerabilità e costoper analisi di rischio → priorità degli interventi di ripristino.  

• MODELLI DI DEGRADO                →

• MODELLI DI MANUTENZIONE    →

• MODELLI DI COSTO                       →

• MODELLO DI AFFIDABILITÀ  →

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GLI SVILUPPI DEL D.O.M.U.S.UPGRADE DEL BMS DI RFI

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OBIETTIVO

Processo Decisionale del BMS Effetto degli Interventi sullo Stato di Condizione dell’Opera

predizione da una condizione di stato alla successiva

piano di manutenzione degli elementi strutturali

stima dei costi di manutenzione, ispezione, ricostruzione e ristrutturazione

predizione dell’evoluzione dello stato di sicurezza dei ponti

Esempio di ESTENSIONE del DOMUS

DECISIONE

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DRONI E SOFTWARE PER IL RICONOSCIMENTO AUTOMATICO DEL DIFETTOSORVEGLIANZA E MANUTENZIONE STRAORDINARIA

Sviluppo di algoritmi di machine learningSoftware di gestione e catalogazione automatica

Le ispezioni sono condotte anche con mezzi speciali (by‐ bridge epiattaforme elevabili); per l’ispezione di campate con difficoltà diaccesso si è ricorso all’utilizzo di droni per il rilievo fotografico 3Dmisurabile e interfacciabile con il DOMUS.

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PROSPETTIVE: SISTEMA DI MONITORAGGIO DEI PONTI

DIAGNOSTICA E GESTIONE DELLA VITA DELL’INFRASTRUTTURA

Ispezione visiva secondo procedure e 

in caso di eventi eccezionali (sisma) e 

monitoraggio strumentale su condizione

Integrazione dell’ispezione visiva con 

moderni sistemi di monitoraggio, che 

forniscono informazioni sullo stato attuale 

dell’opera e sulle priorità di intervento

Inclinometri

Sensori di deformazione

Accelerometri

Strategia di Azione Attuale Linee di Sviluppo

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Identificazione delle grandezze dinamiche idonee per l’individuazione degli ammaloramenti delle diverse tipologie di ponti ferroviari. 

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GLI SVILUPPI NEL MONITORAGGIOIDENTIFICAZIONE DINAMICA DI PONTI FERROVIARI

INDICE 

OBIETTIVO

Prove sperimentali per l’identificazione dinamicaInstallazione di una rete di sensori 

accelerometrici per misurare la risposta dinamica della struttura

Modellazione in ambito FEM Calibrazione di modelli di calcolo atti a rappresentare il comportamento reale 

della struttura

Analisi critica dei risultatiValutazione dell’influenza del degrado sul comportamento in campo dinamico della 

struttura oggetto di analisi

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SISTEMI DI MONITORAGGIO SU UN VIADOTTO FERROVIARIO – CERVIGNANO DEL FRIULI (UD)

Nel 2018 RFI ha portato a termine l’installazione di un SISTEMA DI MONITORAGGIO su n. 3 campate del Viadotto, 

che registra in continuo il comportamento strutturale dell’opera.

CAMPATA 1 CAMPATA 2 CAMPATA 3

Una rete di sensorimisura in tempo reale gli spostamenti, le rotazioni , le deformazioni, le frequenze ed i modi di vibrare  degli impalcati.

Un apposito software di monitoraggio elabora i dati ricevuti dalla rete di sensori, comunicando eventuali comportamenti anomali 

della struttura.

CASO DI APPLICAZIONE

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SENSORE per il monitoraggio dei fenomeni di scalzamento delle fondazioni in alveo

Strumento interrato direttamente a contatto con l’ambiente di misura. 

Utilizza un array di reticoli di Bragg (FBG) stampati su una fibra ottica come sensori di temperatura, per determinare l’interfaccia liquido‐solida. 

SENSORE FBG

SISTEMA DI MONITORAGGIO DEI PONTISCALZAMENTO DELLE FONDAZIONI IN ALVEO

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POSIZIONE del FONDO ALVEO

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Acquisizione dati:Deformazioni SpostamentiRotazioni Stati tensionali

MONITORAGGIO IN CONTINUO DEI PONTI I parametri misurati verranno confrontati con valori limite da non superare determinati LIVELLI di SOGLIA:

Soglia di AllertaI parametri monitorati sono compresi entro 

i limiti di sicurezza

Soglia di Allarmerappresenta un danneggiamento dell’opera. 

I parametri monitorati superano i limiti di sicurezza

Definizione delle AZIONI:

Aumento della FREQUENZA delle VISITE alle opere

Limitazioni VELOCITA’

Limitazioni di CARICO

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SISTEMA DI MONITORAGGIO DEI PONTIDIAGNOSTICA E GESTIONE DELLA VITA DELL’INFRASTRUTTURA

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SISTEMA DI MONITORAGGIO DEI PONTI ‐ PROSPETTIVEDIAGNOSTICA E GESTIONE DELLA VITA DELL’INFRASTRUTTURA

Caratteristiche dellestruttura:‐ Geometria‐ Materiali‐ Progetti‐ Indagini e rilievi‐ Livelli di soglia

INPUT UTENTE

PIATTAFORMA CLOUD E INTELLIGENZA

CONFIGURAZIONE E SISTEMA DI MONITORAGGIO

MODELLO NUMERICO FEM

Invio delle misure effettuate dai sensori alla piattaforma 

cloud

ACQUISIZIONE DEI DATI

ANALISI DEI DATISviluppo del modello 

numerico FEMALGORITMI STRUTTURALI

Confronto con i livelli di soglia

SEGNALAZIONI ANOMALIE AL 

GESTORE

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IMPLEMENTAZIONE DI UN SISTEMA DI EARLY WARNING SISMICO

Stazioni accelerometriche di RFI installate lungo linea collegate da unsistema di comunicazione su fibra ottica dedicata

Stima l’intensità di un terremoto a partire dai primi secondi registratidalle stazioni più prossime all’epicentro

In alcuni secondi avvia la frenatura di emergenza per ridurre la velocità dimarcia prima che lo scuotimento pericoloso raggiunga i treni.

Sistemi di EEW sono presenti ed in corso di sviluppo in:

Cina

Giappone

Messico

California

SPERIMENTAZIONE 2018‐2020 SU TRATTA PILOTA  

LINEA ALTA VELOCITÀ ROMA ‐NAPOLI

PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO

• Centralina di acquisizione 3canali;

• Accelerometro a 3 componentiinstallato in un pozzettodedicato;

• Antenna GPS per il timing

• Centralina di acquisizione 6canali;

• Accelerometro a 3 componentiinstallato in un pozzettodedicato;

• Accelerometro a 3 componentiinstallato in foro a 20 m diprofondità;

• Antenna GPS per il timing

STAZIONE TIPO A

STAZIONE TIPO B

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INTERNET OF THINGS & BIG DATA

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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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