Studio della sicurezza di ponti esistenti: interoperabilità tra calcolo strutturale e geotecnico

In questi ultimi anni la comunità ingegneristica ha manifestato un notevole aumento di interesse per le tematiche di interazione terreno/struttura.
Il problema è certamente uno dei più complessi.
Nonostante l’incremento esponenziale delle prestazioni dei calcolatori negli ultimi due decenni, a cui ha fatto seguito un incessante sviluppo di metodi numerici, l’interazione dei programmi di analisi strutturale con le problematiche geotecniche rimane limitata
. I codici di calcolo specialistici per l’ingegneria strutturale restano avulsi dal contesto geotecnico e viceversa. La causa va ricercata nelle potenzialità estremamente specialistiche che un solutore pensato per lo studio di questioni geotecniche deve avere; si pensi, ad esempio, a tutte le problematiche legate alla gestione dell’acqua, soprattutto in terreni a grana fine o alla necessità di garantire uno stato di sforzo iniziale a deformazione nulla a simulare la fase geostatica. Si consideri, infine, la complessità che i legami costitutivi per i terreni devono avere per cogliere i molteplici aspetti di questo materiale naturale, non fabbricato dall’uomo e difficilmente investigabile.
Tuttavia, rimane un punto fondamentale poter inserire l’opera strutturale all’interno del suo contesto geotecnico, soprattutto nei casi di opere completamente o parzialmente immerse nel terreno (gallerie, opere di sostegno, spalle da ponte, ecc.). Esiste una mutua e reciproca influenza dello stato tenso-deformativo: la rigidezza (e la resistenza) della fondazione determina la risposta del manufatto che a sua volta influisce con la sua rigidezza sulla risposta della fondazione. Spesso i programmi di analisi strutturale ricorrono all’uso di molle elastiche o elasto-plastiche, ma non è una strategia comunque sufficiente a cogliere aspetti tipici dei terreni, quali ad esempio la variazione della rigidezza con lo stato di sovraconsolidazione.
I software che tramite un approccio “a molle” riescono ad implementare anche questo tipo di comportamento si configurano comunque come riservati all’ambito geotecnico (si pensi ad esempio al programma Paratie Plus sviluppato da Ce.A.S. e dedicato allo studio delle opere di sostegno flessibili). 
In molti progetti è sempre più richiesta la necessità di sviluppare le analisi sfruttando le massime potenzialità sia lato strutture sia lato geotecnica.  
Da qui emerge la chiara necessità di stabilire un collegamento tra questi due ambienti di calcolo.
La soluzione presentata nel nostro articolo pubblicato su Ingenio consiste nel far interagire due programmi: Midas GEN, strumento indispensabile per l’ingegnere strutturista e Flac3D, software general purpouse per l’ingegneria geotecnica. Avevamo già introdotto il link Flac3D – Midas GEN in questo articolo.
Come verrà meglio spiegato, l’interazione è possibile grazie alla flessibilità e all’apertura dei due codici di calcolo.
Facendo riferimento ad un caso reale relativo ad un ponte stradale con impalcato costituito da travi in c.a.p., si illustreranno le problematiche principali in essere, i passaggi significativi ed i vantaggi indubbiamente ottenuti. 

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