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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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INDICE
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
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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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