Ispezione e manutenzione per la durabilità dei ponti: criteri di gestione, contesto normativo, metodi di intervento. Milano, 28 marzo 2019

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1 Ispezione e manutenzione per la durabilità dei ponti: criteri di gestione, contesto normativo, metodi di intervento Milano, 28 marzo 2019

2 Il nuovo modello di manutenzione programmata in Anas: le ispezioni di ponti e viadotti Ing. Paolo Mannella 28 Marzo 2019

3 Ispezione delle Opere d arte Quadro normativo Circolare del Ministero dei Lavori Pubblici 19 luglio 1967, n 6736/61/A1. Controllo delle condizioni di stabilità delle opere stradali Nella circolare sono stabilite le regole per l ispezione delle strutture mettendo in evidenza l importanza di ispezioni accurate e periodiche, della vigilanza assidua del patrimonio di opere d arte stradali e di conseguenza, delle operazioni di manutenzione e ripristino. I punti principali della Circolare del 1967, sono l esecuzione di una ispezione trimestrale, eseguita da tecnici, e da un ispezione annuale sui manufatti più importanti eseguita da ingegneri; la Circolare ne illustra le modalità per l esecuzione e prevede la compilazione di un rapporto d ispezione e di una scheda con i dati del manufatto e delle sue caratteristiche principali. 3

4 Piano Industriale ANAS " Iniziative progettuali per Ponti e Viadotti Nel mese di luglio 2016 ANAS ha presentato il nuovo piano industriale che mostra gli obiettivi strategici che la società intende perseguire nei prossimi 4 anni. Il nuovo piano industriale prevede una serie di iniziative progettuali volte ad incrementare l efficienza e l efficacia delle principali aree gestionali ed operative di ANAS. In tale contesto, le iniziative progettuali volte al monitoraggio degli asset e alla successiva programmazione degli interventi di Manutenzione Straordinaria rientrano tra le attività a più alto contenuto strategico per ANAS in considerazione dell importanza che l efficace manutenzione della rete viaria riveste sia per ANAS che per l Italia nel suo complesso. Per quanto riguarda Ponti e Viadotti sono stati avviate le seguenti attività: Definizione Piano Monitoraggio Definizione Nuova Procedura di Ispezione; Realizzazione di un Bridge Management System (BMS) Sistema di Road Asset Management che supporta gli utenti nella fase di programmazione degli interventi di Manutenzione Straordinaria nel medio-lungo periodo. 4

5 Nuova Procedura di Ispezione Attività, ruoli e frequenza Tipologia Descrizione Ispettore Frequenza Ispezione Ricorrente Ispezione visiva, senza mezzi speciali, con controllo di: piano viabile, barriere di sicurezza e parapetti, elementi strutturali, appoggi, giunti, drenaggi, cedimenti del terreno, problemi in alveo, erosioni pile/spalle Sorvegliante (approvata dal tecnico Capo Nucleo) Trimestrale Ispezione Principale Ispezione visiva con uso di mezzi speciali(by bridge) qualora la struttura non consenta un rilievo difettologico di dettaglio Tecnico del Capo Centro (o Ingegnere incaricato) con eventuale ausilio del sorvegliante Annuale per le opere d arte principali (opera con almeno una campataconluce 30metri Su segnalazione derivante dalle ispezioni ricorrenti Ispezione Approfondita Ispezione con uso di strumentazione (per l esecuzione di indagini e CND) e mezzi speciali, in accordo con quanto previsto nel Progetto di Ispezione e secondo le specifiche necessità di approfondimento Ingegnere strutturista con squadra di tecnici ed eventuale personale con abilitazioni per specifiche attività Su segnalazione derivante dalle ispezioni principali A seguito di eventi straordinari che richiedono l utilizzo di strumentali e/o indagini speciali 5

6 Nuova Procedura di Ispezione Diagramma di Flusso Le attività e le valutazioni che innescano le varie procedure di ispezione sono schematizzate nel seguente flusso 6

7 Nuova Procedura di Ispezione Aspetti correlati Di seguito sono specificati alcuni aspetti legati alla messa in esercizio della Nuova Procedura di Ispezione La Formazioneèstataerogatainduefasi: Fase Personale ANAS Quando Ambito Certificazione 1 Capi Centro e Responsabili MS 30/06/2018 Ispezione principale di Ponti eviadotti 2 Sorveglianti e Capi nucleo 31/12/2018 Ispezione ricorrente di Ponti eviadotti Patentino Attestazione ANAS Il processo che definisce l iter approvativo, gli attori ed i sistemi coinvolti nonché le modalità di interazione tra questi è stato già comunicato durante gli incontri con le aree compartimentali e meglio specificato durante i corsi di formazione. 7

8 Bridge Management System (BMS) Contesto di riferimento La rinnovata visione di gestione della strada supera la logica dell intervento episodico o emergenziale e grazie ad una corretta lettura dei caratteri dell infrastruttura e degli eventi che su questa, o al suo intorno, si verificano interviene programmaticamente prevenendo le criticità di sicurezza, funzionalità o comfort della rete. 8

9 Bridge Management System (BMS) Dati e sistemi coinvolti Il modello RAM Locale classifica la necessità di intervento per ogni Ponte/Viadotto calcolando un Indice di Rilevanza del Degrado(IRD) e un Indice di Degrado Futuro(IDF), combinando diverse informazioni: Degrado dell Opera Evidenze dall Ispezione Principale Evidenze dall Ispezione Ricorrente Vulnerabilità Strutturale Intrinseca Materiale Schema Statico Età BMS Ponti e viadotti Parametri ambientali Quota s.l.m. dell opera Distanza dal mare dell opera Pericolosità sismica, idraulica e geologica Parametri di esercizio Traffico leggero e pesante annuale medio Interventi di MO/MS eseguiti 9

10 Bridge Management System (BMS) Logiche di prioritizzazione degli interventi Indice di Rilevanza del degrado Durante l ispezione principale i difetti vengono rilevati in modo codificato in funzione della tipologia del difetto, del tipo e del numero di elementi strutturali che lo presentano (estensione percentuale). Ad ogni difetto è associato un peso dello stesso, in funzione delle conseguenze che il difetto può causare sulla struttura, anche in relazione all elemento strutturale sul quale è rilevato. Sulla base di tali informazioni è possibile valutare: Funzionalità dell opera [IF], ricavata dai difetti individuati e che esprime la capacità della stessa di garantire la continuità di servizio in sicurezza: un unica criticità grave (es.: un solo impalcato su 30 con difetto con voto massimo) deve comunque generare un alert. Indice di Degrado dell Opera [IDOp], esprime un giudizio complessivo sullo stato di salute della singola opera. Indice di Rilevanza del degrado IRD = f (IF, IDOp) 10

11 Bridge Management System (BMS) Logiche di prioritizzazione degli interventi Previsione del degrado(pd) Per poter eseguire la pianificazione pluriennale della manutenzione straordinaria delle opere d arte, è necessario conoscere il loro stato di conservazione attuale, al fine di individuare le strutture sulle quali è necessario eseguire subito interventi di manutenzione. Per le opere non ammalorate (o quelle per le quali non si prevede un intervento nel primo anno) è invece necessario valutare e prevedere l evoluzione del degrado delle opere, anche in funzione dell esposizione ai carichi ambientali e di esercizio: Vulnerabilità strutturale intrinseca Materiale Schema statico Età Parametri ambientali Quota s.l.m. e localizzazione dell opera Distanza dal mare dell opera Pericolosità (sismica, idraulica e geologica) Parametri di esercizio Traffico leggero e pesante annuale medio Interventi di MO/MS passati 11

12 Bridge Management System (BMS) Logiche di prioritizzazione degli interventi La valutazione di una singola opera d arte viene effettuata attraverso le fasi rappresentate nello schema sottostante, tali fasi permettono il calcolo dell Indice di Degrado Futuro(IDF): STATO DI CONSERVAZIONE FORZANTI DI DEGRADO INDICE DI DEGRADO FUTURO 1. Funzionalità dell opera «Triade» voti max. 2. Stato Complessivo Indice Degrado opera (fa (..)) 1. Vulnerabilità strutturale intrinseca 2. Interferenze ambientali 3. Condizioni di esercizio Combinazione di: Stato di conservazione Forzanti di degrado 12

13 Bridge Management System (BMS) Logiche di prioritizzazione degli interventi Per calcolare l IDF di ciascuna opera d arte sono stati strutturati quattro alberi decisionali che permetteranno di valutare le specifiche caratteristiche (f a (..), f b (..), f c (..), f d (..)). Lo stato complessivo è funzione della combinazione delle specifiche caratteristiche Stato di conservazione f a (..) Vulnerabilità Strutturale f b (..) g (f a, f b, f c, f d ) Interferenze ambientali f c (..) Forzanti di degrado f d (..) 13

14 Bridge Management System (BMS) Logiche di prioritizzazione degli interventi Di seguito viene presentata la tabella dei risultati estratti dal BMS realizzato, dove: f a () IndicediDegradodell Opera; IF* Indice di funzionalità, rappresentazione sintetica della triade dei voti; IRD Indice di rilevanza del degrado, che individua la necessità d intervento attuale; f b (),f c (),f d () Forzantididegrado; PD Previsione del degrado, forzanti di degrado applicate all indice di degrado dell opera; f a (..)*f b (..)*f c (..)*f d (..); PDN* Normalizzazione del PD; IDF Indice di degrado futuro normalizzato su base 100 Cod. Opera f a (..) Voto 1 Elem 1 Voto 2 Elem 2 Voto 3 Elem 3 IF IRD f b (..) f c (..) f d (..) PD PDN IDF ,25 7 Impalcati 7 Fondazioni 6 Impalcati ,00 4,40 1, ,45 100,0% ,68 7 Impalcati 7 Pile 7 Pile ,00 1,65 1, ,53 2,5% ,46 7 Impalcati 7 Impalcati 7 Pile ,00 1,10 1, ,41 0,2% ,59 7 Impalcati 7 Impalcati 5 Impalcati ,00 1,60 1, ,11 6,6% ,22 7 Impalcati 7 Pile 6 Impalcati ,00 1,10 1, ,27 1,3% ,97 7 Impalcati 7 Pile 5 Impalcati ,00 4,40 1, ,52 1,3% ,38 7 Impalcati 7 Pile 5 Impalcati ,00 1,10 1, ,45 0,3% 100 (*)Il calcolo è mostrato nelle slide successive 14

15 Bridge Management System (BMS) Vulnerabilità strutturale intrinseca DATA MATERIALE Muratura C.A. C.A.P pre C.A.P post Acciaio Acc/cls Murat/cls Altro < , nc ,8 1,8 1,8 2 1,8 1,8 1,8 nc ,5 1,5 1,8 1,8 1,5 1,5 1,5 nc > 2001 na 1,1 1,5 1,5 1,1 1,1 1,5 nc Ipotesi Incasodiopereconpiùimpalcatididiversomateriale,è stato attribuito il materiale con peso maggiore In caso di opere con più impalcati con schema statico diverso, è stato attribuito quello con peso maggiore In caso di tutte e tre le informazioni mancanti, il peso della Vulnerabilità Strutturale non è stato considerato (postoparia1). SCHEMA STATICO AGGRAVANTE NO SI Coef. Arco in muratura (S1) X Travata appoggiata (S2) X Travata continua (S3) X Travata Gerber (S4) X 1,2 Telaio semplice (S5) X Telaio multiplo (S6) X Strallato (S7) X 1,1 Arco a via superiore (S8) X Arco a via inferiore (S9) X Sospeso (S10) X 1,1 Stampella (S11) X 1,1 15

16 Bridge Management System (BMS) Interferenze ambientali clima e distanza dalla costa Sulla base della posizione geografica dell opera sono state definite: laquota,lazonaclimatica elezonaneveexntc2008 la distanza dalla costa ZONA NTC Quota PESO I -Alpina > 200 m 2,0 I -Alpina 200 m 1,8 I - Mediterranea > 200 m 1,6 I - Mediterranea 200 m 1,3 II > 200 m 1,4 II 200 m 1,2 III > 200 m 1,1 III 200 m 1,0 Distanza dal mare D costa (m) Classe Coef. Dc 500 A 2,0 500 < Dc 2000 M 1,2 Dc 2000 B 1,0 16

17 Bridge Management System (BMS) Interferenze ambientali pericolosità sismica e clima e idrogeologica ZONA SISMICA PERICOLOSITA' DA FRANE LEGENDA PESO P4 P3 P2 P1 AA NC AA Molto Alta 4 1 AA AA AA AA AA A A Alta 2 2 AA AA A A A MA MA Medio Alta 1,5 3 A MA MB MB MB MB MB Medio Bassa 1,2 4 MA MA MB MB B B B Bassa 1,1 PERICOLOSITA IDRAULICA* P3 A 1,3 P2 M 1,2 P1 B 1,1 Ipotesi La pericolosità territoriale è stata individuata dall intersezione della posizione dei ponti ANAS con le seguenti cartografie ufficiali: Mosaicatura della pericolosità idraulica prodotta da ISPRA nel 2015; Mosaicatura della pericolosità da frana prodotta da ISPRA nel 2015; Mappa della pericolosità sismica come da ordinanza PCM 3274 del 2003; dati delle pericolosità sono stati ottenuti esclusivamente per sovrapposizione planimetrica dell ubicazione iniziale dell opera. 17

18 Nuova Procedura di Ispezione Esecuzione Ispezioni App Mobile Al fine di agevolare la fase di esecuzione delle Ispezioni sono state realizzate delle specifiche App mediante le quali il personale gestirà le attività di rilievo ed ispezione su strada. Nello specifico sono state realizzate due App: Ispezioni Ricorrenti I Sorveglianti compilano una scheda di ispezione semplificata attraverso una prima valutazione visiva sugli elementi principali; Ispezioni Principale I Capi Centro compilano una scheda di ispezione dettagliata individuando per ogni elemento strutturale ogni singolo difetto dell opera d arte. Per quanto riguarda le Ispezioni Ricorrenti sono state già concluse due campagne, effettuate nel IV Trimestre 2017 e nelitrimestre2018,chehannopermessodiindividuarelostatodicircail98%deipontieviadottigestitidaanas. 18

19 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile IDEA Mobile Ispezioni Ricorrenti Applicazione utilizzata dai sorveglianti per la compilazione della scheda di ispezione semplificata. 19

20 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile IDEA Mobile Ispezioni Ricorrenti Assegnazione Schede al singolo sorvegliante. 20

21 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile IDEA Mobile Ispezioni Ricorrenti Schede di Ispezione compilate con valutazione visiva. 21

22 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile BMS Mobile Ispezioni Principali Applicazione utilizzata dai capi centro per la compilazione della scheda di ispezione dettagliata. 22

23 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile BMS Mobile Ispezioni Principali Scheda di Ispezione. 23

24 Nuova Procedura di Ispezione App Mobile BMS Mobile Ispezioni Principali Dettagli difetti riportati all interno della scheda di ispezione. 24

25 Nuova Procedura di Ispezione Ispezioni Ricorrenti Sintesi rilievi 2018/T4 Area Compartimentale PONTI PONTI RILEVATI PONTI NON RILEVATI PONTI NON ISPEZIONABILI ISPEZIONE PRINCIPALE % RILIEVO Abruzzo ,9% Autostrada del Mediterraneo ,4% Autostrade ,6% Basilicata ,8% Cagliari ,3% Calabria ,3% Campania ,2% Catania ,1% Emilia Romagna ,0% Friuli Venezia Giulia ,0% Lazio ,9% Liguria ,5% Lombardia ,0% Marche ,4% Molise ,8% Palermo ,0% Piemonte ,0% Puglia ,0% Sassari ,1% Toscana ,8% Umbria ,9% Valle di Aosta ,0% Veneto ,0% Totale Complessivo ,2% 25

26 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi Uno strumento di Business Intelligence, Qlik Sense, ha permesso di: 1. Realizzare un motore di calcolo in grado di implementare le logiche di prioritizzazione; 2. Rappresentare diverse dimensioni di analisi a disposizione degli utenti. Elenco dei ponti per ordine di criticità 26

27 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi In base ai valori ottenuti per l Indice di Rilevanza del Degrado sono state stabilite classi di criticità, anche avvalendosi di mappe geolocalizzate per una più immediata individuazione delle opere su cui intervenire con urgenza (rappresentate dal colore rosso). 27

28 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi Il BMS prevede varie tipologie di report riguardanti KPI interessanti per l utente, quali il numero dei ponti censiti, le ispezioni ricorrenti e principali eseguite, le opere con difetti rilevati sia per Coordinamento Territoriale che per Area Compartimentale, etc. 28

29 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi I KPI ritenuti più significati per la valutazione delle priorità di intervento sono visualizzati graficamente come mostrato in figura: 29

30 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi Lo strumento permette di visualizzare anche i dati relativi alle attività delle ispezioni ricorrenti sinteticamente 30

31 Bridge Management System (BMS) Pianificazione & Analisi e dettagliatamente 31

32 Grazie per l attenzione