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Progettazione, realizzazione e manutenzione di

ponti e gallerie ferroviarie

Innovazione nella tecnologia dei materiali

Manutenzione delle opere d’arte ferroviarie: monitoraggio e interventi

Ing. Luciano Frittelli

RFI – Direzione Produzione – Direzione Ingegneria e Tecnologie

Bari, 5 Febbraio 2016Politecnico di Bari, Aula Magna «Attilio Alto» - Via Orabona 4

Con il Patrocinio di:

http://www.cifi.it/

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Indice argomenti

1. Consistenze infrastruttura RFI;

2. Normativa RFI;

3. Monitoraggio delle opere d’arte tramite:

Unità di Acquisizione Dati;

Sistemi Aeromobili a Pilotaggio Remoto (droni) (APR);

4. Monitoraggio delle aree soggette a fenomeni di dissesto

idrogeologico tramite:

Reti allarmate;

Teleidrometri.

Consistenze infrastruttura RFI

Tipologia opere d’arte Consistenze

Gallerie 2.213

Sottopassaggi di località 1.217Barriere antirumore 1.573Paratie/diaframmi/palancolate 202Sistemazione idrauliche 1.200Muri/dune 19.837

Opere paramassi/paravalanghe 330Scogliere 228

Rivestimenti di parete 533Pozzi 653Ponti/viadotti/cavalcavia/sottovia 24.791

Ponticelli/tombini/sifoni/cunicoli 41.419Cunette di piattaforma 10.813

Fossi di guardia 4.994Scivoli trasversali deflusso acque 204Cunicoli drenanti 150Drenaggi sub orizzontali 11Pensiline 3.818

TOTALE 114.186

Tipologia punti singolari* Consistenze

Alluvione 1.556

Piattaforma cedevole 712

Caduta massi 364

Erosione 212

Frana 1.156

TOTALE 4.000

(*) I punti singolari sono tratti di

linea caratterizzati da fenomeni

attivi o potenziali di dissesto

idrogeologico, sui quali vengono

applicate politiche manutentive

specifiche (consistenti

generalmente in vigilanza

straordinaria in caso di allerta

meteo e, laddove occorra, in

impianti di monitoraggio).

66.000

(dati aggiornati al 1/2/2016)

Normativa RFI: visita opere d’arte

Attività disciplinata dall’Istruzione 44C «Visite di controllo ai ponti, alle

gallerie e alle altre opere d’arte dell’infrastruttura ferroviaria» [RFI DTC

SICS PO IFS 001 A del 7/8/2013];

Le visite di controllo si distinguono in:

periodiche ordinarie (frequenza annuale )

periodiche speciali ai ponti, viadotti e sottovia, ad arco o a impalcato:

principali (frequenza triennale)

generali (frequenza sessennale)

alle travate metalliche (D.M. 6/5/1916) [frequenza sessennale];

alle opere di nuova costruzione (frequenza decrescente a partire dalla prima visita

generale);

straordinarie (on demand):

a seguito di eventi eccezionali;

specialistiche.

Normativa RFI: visita opere d’arte

I controlli visivi «sono da integrare, di volta in volta,

all’occorrenza, con opportune misure e verifiche

strumentali» [par. II.3];

«Un monitoraggio continuo può essere adottato per

mantenere il controllo di particolari fenomeni

evolutivi o di particolare situazioni che insorgono tra

due ispezioni consecutive. I difetti potenzialmente

pericolosi per la circolazione ferroviaria possono così

essere monitorati e la loro progressione registrata tra

due ispezioni successive» [par. II.3.1.2].

Normativa RFI: gestione allerte meteo

Attività disciplinata dalla Linea Guida «Procedure e

interventi di protezione della sede dai fenomeni di

dissesto idrogeologico» [RFI DTC INC LG IFS 002 B

del 24/12/2014];

Si avvale del supporto dell’applicativo Meteo RFI,

specificato nella «Linea guida per la gestione degli avvisi

di allert meteo RFI» [RFI DPR LG IFS 018 A del

6/9/2013];

Ogni DTP ha emanato una propria metodologia

operativa per l’attivazione della vigilanza straordinaria in

caso di previsione di avverse condizioni meteorologiche

o criticità idrogeologiche e idrauliche nelle linee di

propria giurisdizione.

Normativa RFI: gestione allerte meteo

Unità di Acquisizione Dati (U.A.D.)

Apparati intelligenti in grado di svolgere

molteplici funzioni finalizzate all’ottenimento

dei dati dal sistema di monitoraggio.

Consentono il monitoraggio dei fenomeni

fisici di varia natura (sollecitazioni,

deformazioni, ecc.) mediante misure

elettriche.

La maggior parte di essi è stata progettata ed

installata per il monitoraggio in fase

costruttiva e di collaudo.

Alcuni di essi sono stati realizzati a seguito di

specifiche prescrizioni sul controllo delle

opere in esercizio da parte di enti terzi e /o

collaudatori.

Architettura di sistema su livelli gerarchici

(o sottosistemi): Posto Centrale Satellite (PCS) →

Posto Periferico Fisso (PPF)

Unità Logica di Acquisizione Dati (insieme

di una U.A.D. - Unità Master – a cui sono

collegate più mU.A.D.-Unità Slave- ossia

«sensori»)

→

U.A.D.: prime esperienze su linee AV

Obiettivo: analisi di un possibile impiego delle U.A.D. con finalità manutentive delle Opere d’Arte.

Opere analizzate (A.V./A.C. Milano-Bologna anno 2013) :Viadotto Panaro – campata iperstatica Viadotto Brennero – campata isostatica

Fasi delle analisi: Scelta e studio dell’opera

Studio del sistema di monitoraggio

Sopralluogo in sito

Verifica strumentazione esistente e attiva

Reperimento dati e loro pretrattamento

Analisi dei dati (analisi statistica e ricerca correlazioni)

Confronto andamento cronologico dati

Determinazione modus operandi

per replicamento studio su altre opere

Individuazione sensori

funzionanti/starati/non funzionanti

Analisi e verifica della necessità di interventi di manutenzione straordinaria dei

sistemi di monitoraggio realizzati a seguito di specifiche prescrizioni sul controllo delle

opere in esercizio sulle linee A.V./A.C. da parte di enti terzi e /o collaudatori:

U.A.D.: attività in corso su linee AV

sistema di monitoraggio degli stralli e delle

pile in alveo del ponte sul Po (tratta Milano-

Bologna)

sistema di monitoraggio delle aree in frana

Laurenziano e Diaterna (tratta Bologna-

Firenze)

sistema di monitoraggio dell’area in frana

interessante la galleria Madonna del Piano

(tratta Roma-Napoli)

sistema di allarme allagamento della galleria

Fontanellato (tratta Milano-Bologna)

impianto anemometrico per il rilevamento delle

azioni anomale dei venti «Tora e Piccilli 1» (tratta

Roma-Napoli)

Sistemi APR: campo di applicazione in RFI

L’Istruzione 44C [RFI DTC SICS PO IFS 001 A del 7/8/2013

par. II.3], prevede per i ponti, viadotti, sottovia ad arco o a

impalcato delle visite che «saranno eseguite su tutta l’opera

nel suo complesso con mezzi adatti a consentire l’accesso

alle varie parti della struttura alla distanza di contatto».

Problematica dell’accessibilità delle opere:

Componenti incassati o difficilmente accessibili per loro

stessa natura (apparecchi d’appoggio, giunti, solette,

drenaggi, ancoraggi, ecc.);

Situazioni orografiche difficoltose (fiumi, valli, ecc.).

Interferenze con l’esercizio ferroviario e costi

di gestione (fornitura o noleggio, formazione

personale, manutenzione, ecc.) dei mezzi speciali

«standard» quali:

By-bridge;

Piattaforme elevabili.

Opportunità di impiego

dei droni anche in altri

ambiti ferroviari (security,

aree in frana, TE, ecc.)

Sistemi APR: campo di applicazione in RFI

Sistemi APR: prime esperienze in RFI

Visite pilota ponti sul Tevere linee Roma-Genova,

Roma-Viterbo, Roma-Fiumicino

AIBOTIX22/05/13

MICRODRONES21/10/13

AISICO18/12/13

ITALDRON27/02/14

GEOGRAPHIKE06/03/14

NUOVI SISTEMI12/02/14

SERVIZI TOPOGRAFICI14/02/14

Sistemi APR: esigenze di RFI

Emesso protocollo di sperimentazione [RFI DPR

DIT LG IFS 001 del 9/2/2015] che prevede:

4 categorie tipo di opere da ispezionare (tipologie più ricorrenti

e con tipiche difficoltà per accesso/visibilità): ponte in alveo;

travata metallica;

ponte ad arco in muratura;

viadotto con pile alte (altezza>10m).

Attività richieste a valle delle prove di campo: Report fotografico completo dell’ispezione effettuata con APR;

Key plan generale (con suddivisione di ogni elemento strutturale in

sottoquadranti);

Modello 3D fotografico;

Ripresa generale dell’opera effettuata con APR;

Report in formato excel della visita ispettiva in analogia alle visite col sistema

DOMUS;

Rilievo geometrico strutturale

Sistemi APR: attività in corso e future

Sperimentazione nell’ambito della DTP di Firenze di

rilievo di 8 opere (35 campate) per un importo di circa

€ 150.000,00 (gara in corso).

Predisposizione di un Accordo Quadro nazionale (in

più lotti) di un servizio di ispezione dei ponti ferroviari

con l’ausilio di aeromobili a pilotaggio remoto

(strategia futura).

Reti allarmate: principio di funzionamento

Il Manuale di Progettazione delle Opere Civili [RFI DTC

SICS A IFS 001 A del 29/12/2015 – Parte II - Sezione 3

CORPO STRADALE – Allegato D1: Relazione tecnica]

prevede che «la rete allarmata è realizzata mediante cavi

metallici elettrificati, disposta parallelamente al binario, in

modo da intercettare gli elementi lapidei aventi

dimensioni tali da compromettere la sicurezza della

circolazione una volta invasa la sede ferroviaria».

La caduta dell’elemento lapideo deve intercettare e

rompere almeno un cavo elettrico. La rottura del cavo

causa l’apertura del circuito elettrico e provoca la

conseguente generazione dell’allarme segnalatore di

una possibile invasione della sede ferroviaria.

Il sistema si compone:

La rete di rilevamento;

Il sistema di alimentazione elettrica della rete di

rilevamento;

L’impianto di allarme e segnalamento.

Reti allarmate: schema tipo

Reti allarmate: installazioni presenti sulla rete

Linea Orte-Falconara loc. Genga

Linea Ceva-S. Giuseppe loc. Cengio

Linea Domodossola-Iselle loc. Ossola

Reti allarmate: consistenza attuale e programmi

Reti allarmate attive sulla rete Reti allarmate da realizzare (2016/2018)

DTP Reti allarmate Estensione (m)

AN00 1 180

CA00 1 1.800

FI00 7 1.440

GE00 2 1.800

MI00 9 4.320

NA00 - -

PA00 20 8.100

RC00 22 4.860

RM00 2 360

TO00 2 1.260

TS00 - -

VE00 3 990

VR00 1 270

Totale complessivo 70 25.380

2

7

1

26

7

ANCONA MILANO REGGIO CAL. TORINO VERONA

Monitoraggio idraulico: campo di applicazione

Impiegabili da opere d’arte importanti come

ponti/ponticelli/tombini a sistemi di smaltimento acque

di piattaforma, a tergo dei muri, a muri di sostegno in zone

di frana, zone a rischio fornite dalle Autorità di bacino,

soggette ad allagamenti per insufficienza idraulica degli

attraversamenti ferroviaria e/o degli alvei e/o delle opere a

monte della linea ferroviaria.

Tipologia di dati: previsionali e pluvio/nivo/idrometrici in

tempo reale.

Fonti esterne:

Autorità statali: Dipartimento Protezione Civile, Ufficio Tecnico Dighe;

Autorità regionali/provinciali/comunali: Prefetture; Autorità di Bacino,

Centro Funzionali Decentrati del DPC, Sindaci e assessori;

Servizi/strutture operative: Vigili del fuoco;

Fonti interne:

Meteo RFI;

Aste idrometriche fissate sulle pile centrali dei ponti;

Teleidrometri;

Altri sistemi interni di monitoraggio (centraline per la misura del vento,

sistema MTR, ecc.).

Monitoraggio idraulico: fonti dati

Buona prassi per essere preparati ad affrontare una criticità

idraulica:

1) Individuazione dei bacini idrografici dei corsi d’acqua attraversati

dalla linea ferroviaria;

2) Scelta degli idrometri a monte dell’attraversamento ferroviario

(eventualmente se l’idrometro a monte si trova molto lontano dalla

ferrovia, anche gli idrometri a valle);

3) Creazione di un archivio storico delle piene registrate dagli

idrometri correlato con gli eventi critici registrati da RFI;

4) Installazione di un teleidrometro sul ponte ferroviario le cui

misure siano correlate con le registrazioni degli idrometri installati

a monte;

5) Censimento dei serbatoi di ritenuta presenti a monte del

teleidrometro RFI che potrebbe registrare variazioni di livello non

dovute a precipitazioni.

Monitoraggio idraulico: buona prassi

Bacini idrografici della Provincia Autonoma di Trento

Regione/Provincia Ente proprietario idrometro Link web alla rete Stazione idrometrica Corso d'acqua monitorato Link web stazione idrometrica

Veneto ARPAVhttp://www.arpa.veneto.it/bollettini/htm/dati

_idrometeo.asp

Bacchiglione a Vicenza Bacchiglionehttp://www.arpa.veneto.it/temi-

ambientali/acqua/datiacqua/dati_idrometeo_stazione.php?id=333&sr=1&idsr=300005837

Retrone a S. Agostino Retronehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Guà a Ponte Asse Guàhttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Alpone a San Bonifacio Alponehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Alpone a Monteforte Alponehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Adige a Verona Adigehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Adige a Legnago Adigehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Adige a Badia Polesine Adigehttp://www.arpa.veneto.it/temi-


Lombardia

ARPALO

http://www.agenziainterregionalepo.it/dati-

idrologici.html

Borgoforte Po http://46.37.22.75:8085/public/index.php?load=ist&station=2773

AIPO Revere (Ostiglia) Po http://46.37.22.75:8085/public/index.php?load=ist&station=38

Trentino Provincia di Trento- Ufficio Dighehttp://www.floods.it/public/193.138.160.11

5.php

Borghetto Adige http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=399700.php

Ala Ala http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=399800.php

Marco Adige http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=371200.php

Rovereto Lena http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=145500.php

Villa Lagarina Adige http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=416600.php

Trento Fersina Fersina http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=145200.php

Trento - S.Lorenzo - Adige http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=238800.php

Lavis Avisio http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=402300.php

San Michele All'Adige Adige http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=33900.php

Alto Adige Provincia di Bolzanohttp://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-

idrometriche.asp

Bronzolo Adige http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=133

Bolzano sud Adige/Isarco http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=1400

Bressanone Isarco http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=130

Campo di Trens Isarco http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=521

Vandoies Rienza http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=129

Stegona Rienza http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=128

Monguelfo Rienza http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=126

Versciaco Drava http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=1427

Elenco di idrometri di enti esterni ad RFI

Alto

Adige

Provinci

a di

Bolzano

http://www.pr

ovincia.bz.it/m

eteo/stazioni-

idrometriche.a

sp

Bronzo

lo

Adig

e

http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-

idrometriche.asp?stat_stid=133

1) Individuazione bacini attraversati dalla ferrovia

http://www.arpa.veneto.it/bollettini/htm/dati_idrometeo.asp

http://www.arpa.veneto.it/temi-ambientali/acqua/datiacqua/dati_idrometeo_stazione.php?id=333&sr=1&idsr=300005837








http://www.agenziainterregionalepo.it/dati-idrologici.html

http://46.37.22.75:8085/public/index.php?load=ist&station=2773

http://46.37.22.75:8085/public/index.php?load=ist&station=38

http://www.floods.it/public/193.138.160.115.php

http://www.floods.it/public/DettStaz.php?Nome=399700.php









http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp

http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp?stat_stid=133








http://www.provincia.bz.it/meteo/stazioni-idrometriche.asp


2) Scelta degli idrometri a monte della ferrovia

Ubicazione degli idrometri scelti in Alto Adige

Ubicazione degli idrometri scelti in Trentino

4) Installazione teleidrometro su un ponte RFI

Ubicazione degli idrometri scelti nel

Veneto e Lombardia

DTP VR – teleidrometro sul Fiume Bacchiglione

nei pressi di Vicenza km 200+424 linea Milano-

Venezia

Le misure sono disponibili al link:

http://rfi-dashboard.corr-

tek.net/charts

Ubicazione teleidrometro sul ponte

http://rfi-dashboard.corr-tek.net/charts

Livelli idrometrici registrati dal teleidrometro

N.B.: Le misure sono rispetto all’impalcato: cioè il livello si trova a 4.96m sotto l’impalcato.

Schematizzazione delle aree

di allerta su disegno del ponte

4) Installazione teleidrometro su un ponte RFI

5) Censimento serbatoi a monte del teleidrometro

Invaso di potenziale impatto sull’infrastruttura

Bacini di ritenuta presenti nel territorio della

DTP VERONA e potenzialmente

interferenti con linea ALTO ADIGE

Bacini di ritenuta presenti nel

TRENTINO

Provinci

a

Link web

alla reteDiga o Località

Corso

d'acqua

interessati

Descrizione opera e tipologia di interferenza

TRENTO

http://www.fl

oods.it/publi

c/ubicazione

dighe.php

Ala Adige

Opera di ritenuta sull'Adige (briglia) per

alimentazione di canale artificiale ad uso irriguo e

scolmatore. A valle la linea Verona-Brennero si

sviluppa in parallelismo

Mori Adige

Opera di ritenuta sull'Adige (briglia) per

alimentazione di canale artificiale ad uso irriguo e

scolmatore. A valle la linea Verona-Brennero si

sviluppa in parallelismo

Diga di San

ColombanoLeno

Diga a Monte del Torrente Leno,

attraversamento ferroviario a Valle del Bacino in

prossimità di Rovereto. Ponte in ferro al km

70+361 della Linea Verona-Brennero.

Diga di Mollaro Noce

Diga su Torrente Noce. Il Noce è un tributario del

Fiume Adige (destra idrografica) dall'abitato di

Mezzolombardo verso sud. Da questa località

verso sud la linea si sviluppa in sostanzioale

parallelismo con il F. Adige.

http://www.floods.it/public/ubicazionedighe.php

Progettazione, realizzazione e manutenzione di

ponti e gallerie ferroviarie

Innovazione nella tecnologia dei materiali

Manutenzione delle opere d’arte ferroviarie: monitoraggio e interventi

Ing. Luciano Frittelli

RFI – Direzione Produzione – Direzione Ingegneria e Tecnologie

Bari, 5 Febbraio 2016Politecnico di Bari, Aula Magna «Attilio Alto» - Via Orabona 4

Con il Patrocinio

di:

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progettazione, realizzazione e manutenzione di ponti e ... - cifi frittelli... · obiettivo:...

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