Protezione sismica del ponte ad arco sul fiume Krka (Croazia) mediante dissipatori viscosi ed appoggi speciali con spine a rottura

Uno schema di vincolo particolare utilizzato più volte dai progettisti croati nei ponti ad arco a via superiore: appoggi fissi in chiave che diventano mobili longitudinali in fase sismica permettendo l’attivazione di dissipatori viscosi collocati sulle spalle del ponte.

Il ponte sul fiume Krka è inserito nel tratto dell’Autostrada Adriatica A1 Zagabria-Spalato, ai limiti del parco nazionale Krka a circa 20 km da Spalato.
L’impalcato, costituito da 12 campate continue a sezione mista acciaio–calcestruzzo per una lunghezza totale di 391 metri, poggia sulla struttura principale ad arco in c.a. di 204 metri di luce.
Il ponte si trova in un’area sismica caratterizzata da PGA = 0.2 g, il che ha condotto ad una progettazione con protezione sismica mediante l’utilizzo di dissipatori viscosi collocati sulle due spalle del ponte.
Gli appoggi utilizzati sono del tipo a disco elastomerico confinato: oltre alle classiche tipologie di appoggi fissi (in corrispondenza delle pile più snelle) e scorrevoli, sulla pila 8 in chiave arco sono stati previsti apparecchi d’appoggio speciali con spine a rottura.

Lo schema vincolare adottato conferisce quindi alla struttura un diverso comportamento nelle due diverse condizioni di servizio e sismiche: quando, per effetto del sisma di progetto, i carichi orizzontali superano il valore di soglia imposto, nella fattispecie 1000 kN/appoggio, le spine a rottura si tranciano e gli appoggi speciali fisso ed unidirezionale trasversale di pila 8 diventano liberi di scorrere rispettivamente in direzione longitudinale il primo, ed in tutte le direzioni il secondo.
A questo punto i dissipatori viscosi sono attivati per dissipare l’energia del sisma e controllare il movimento dell’impalcato nel piano.
I dissipatori viscosi, installati in coppia su entrambe le spalle, sono stati progettati ognuno per trasferire una forza sismica massima di 2000 kN e consentire una corsa longitudinale di ±230 mm.

Sono costituiti essenzialmente da un cilindro con stelo e pistone interno che divide in due camere riempite con fluido lo spazio interno al cilindro. Gli ancoraggi di estremità sono sferici per agevolare la messa in opera e far fronte alle piccole differenze di movimento trasversale e verticale delle estremità.

La legge costitutiva, F = c v a,viene realizzata con esponente della velocità a=0.15, valutato come il più adatto nel caso di applicazioni in ambito antisismico.

I dissipatori sono stati sottoposti ad una campagna di prove dinamiche nel laboratorio della FIP Industriale,
dalle quali si è estrapolata anche la curva caratteristica allegata.

Francesco Tomaselli (francesco.tomaselli@fip-group.it)

Riferimenti bibliografici

Baldo P., Tomaselli F., Savor Z. (2006) Krka arch bridge seismic protection: viscous dampers and special bearings system. Proc. of International Conference on Bridges, Dubrovnik, Croatia.


Dossier a cura di FIP INDUSTRIALE