MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL' INFRASTRUTTURA FERROVIARIA - RemTech Expo
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MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA
IL PROGRAMMA DELLE VERIFICHE DI VULNERABILITÀ
E DEGLI INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO SISMICO
Ing. Alessio Aluffi
RFI - Direzione Tecnica
Standard Infrastruttura
19 settembre 2019
RemTech Expo 2019 (18, 19, 20 Settembre) FerraraFiere
www.remtechexpo.com
MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA
LA SISMICITÀ ITALIANA TERREMOTI IN NUMERI
La frizione tra la Placca Euroasiatica e quella Oltre 3.600 eventi sismici con magnitudo Mw > 4
Africana è la principale causa della sismicità italiana catalogati dall’anno 1000 al 2018*
Mw 4 – 5 2935
Mw 5 – 6 644
Mw 6 – 6.5 50
Mw 6.5 – 7 29
Mw 7 – 7.38 9
* Parametric Catalogue of Italian Earthquakes.
The number comprises both instrumental and macroseismic data
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Il programma delle Verifiche di Vulnerabilità e degli interventi di Miglioramento Sismico Ing. Alessio Aluffi
MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA
RETE FERROVIARIA ITALIANA OPERE D’ARTE IN NUMERI MATERIALI
ACCIAIO
O MISTI MURATURA
Viadotti
n° 1.575 18% 36%
circa 19.000 opere d’arte
con luce > 3 m Ponti
corrispondenti a circa 570 n° 8.085
km di linea ferroviaria
Sottopassi
n° 10.162 C.A. E C.A.P.
46%
La maggior parte dei ponti è stata Le opere d’arte con età
23.502 km di linee convenzionali realizzata negli ultimi 150 anni maggiore risultano
(vita media 70 anni) maggiormente vulnerabili.
1.467 km di linee AV/AC 1908: Prime disposizioni
antisismiche regionali dopo il Necessità di una strategia
terremoto di Messina del 1908 di medio e lungo termine
24.969 km di rete per la mitigazione del
(di cui in esercizio 16.781 km) 1984: Prima normativa nazionale
rischio sismico
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MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA
Quadro Normativo di Riferimento
ORDINANZA DEL PRESIDENTE DEL CONSIGLIO DEI MINISTRI N° 3274 DEL 20 MARZO 2003
Aggiorna le zone sismiche, stabilisce le norme tecniche per la verifica e la progettazione di interventi sismici su edifici,
ponti e opere di sostegno; introduce:
• l’obbligo di verifica sulle opere esistenti;
• I criteri per la programmazione degli interventi di adeguamento sismico (piano annuale, triennale e straordinario).
Art. 2 – Comma 3 e 5
«Le verifiche di cui al presente comma dovranno … … riguardare in via prioritaria edifici ed opere ubicate nelle zone 1 e 2»
«Nel caso di opere progettate secondo le norme vigenti successivamente al 1984 … … non è prescritta l’esecuzione di una
nuova verifica di adeguatezza alla norma.»
PRESIDENZA DEL CONSIGLIO DEI MINISTRI - DIPARTIMENTO DELLA PROTEZIONE CIVILE - DECRETO 21 OTTOBRE 2003 N. 3685
ELENCO A ELENCO B
Edifici ed opere infrastrutturali di interesse strategico di competenza Edifici ed opere infrastrutturali di competenza statale che possono
statale la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo assumere rilevanza in relazione alle conseguenze di un eventuale
fondamentale per le finalità di protezione civile; collasso;
Edifici ospitanti funzioni di comando, supervisione e controllo, sale Edifici pubblici o comunque destinati allo svolgimento di funzioni
operative, strutture ed impianti di trasmissione, banche dati, strutture di pubbliche, nonché aperti al pubblico suscettibili di grande affollamento, il
supporto logistico per il personale operativo ed adibite all’attività di cui collasso può provocare gravi conseguenze in termini di perdite di vite
supporto alle operazioni di protezione civile di supporto logistico; umane;
Opere Infrastrutturali (autostrade, stazioni aeroportuali, etc.). Opere d’arte relative al sistema di grande viabilità ferroviaria.
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MITIGAZIONE DEL RISCHIO SISMICO DELL’INFRASTRUTTURA FERROVIARIA
Quadro Normativo di Riferimento
INTERPRETAZIONE DEGLI ELENCHI DA PARTE DI RFI
DECRETO 21 OTTOBRE 2003 N. 3685
ELENCO A ELENCO B
Fabbricati viaggiatori e/o tecnologici ospitanti: funzioni di comando, Fabbricati viaggiatori suscettibili di grande affollamento il cui collasso
supervisione e controllo, sale operative, strutture ed impianti di può provocare gravi conseguenze in termini di perdite di vite umane;
trasmissione e banche dati;
Edifici che ospitano impianti funzionali all’esercizio del sistema di
Edifici che ospitano impianti funzionali all’esercizio della rete AV/AC; grande viabilità ferroviaria;
Fabbricati viaggiatori appartenenti alla network “Grandi stazioni Rail” Fabbricati viaggiatori appartenenti alla network ex «Centostazioni»;
Opere d’arte ricadenti nelle tratte di collegamento al sistema di Opere d’arte relative al sistema di grande viabilità ferroviaria
grande viabilità ferroviaria.
EDIFICI: OPERE D’ARTE:
Fabbricati viaggiatori - Classe S20600 Ponti - Classe S30650
Fabbricati con apparecchiature tecnologiche - Classe S20600 Viadotti - Classe S30650
Fabbricati contenenti i C.E.D. - Classe S20600 Sottovia - Classe S30650
Sottopassaggi di località - Classe S27150
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Censimento delle Opere: Definizione del Sistema di Grande Viabilità Ferroviaria
2003 SISTEMA DI GRANDE VIABILITÀ FERROVIARIA
Inteso come l’insieme di infrastrutture ferroviarie in grado di garantire i
principali collegamenti nel Paese e su cui transita la gran parte del traffico
ferroviario viaggiatori e merci
2009 Di comune accordo con il Dipartimento della Protezione Civile, il
precedente «SISTEMA DI GRANDE VIABILITÀ FERROVIARIA», è stato:
• Dettagliato in corrispondenza dei nodi di Ancona, Torino, Milano,
Venezia, Verona, Cagliari, Genova, Bologna, Firenze, Pisa, Roma,
Napoli, Trieste, Reggio Calabria, Bari e Palermo;
• Integrato, su indicazione informale del Dipartimento della Protezione
Civile, con i principali valichi alpini (le linee afferenti ai Confini di Stato
con la Francia - via Ventimiglia e via Modane; con la Svizzera - via Iselle
e via Chiasso; con l’Austria - via Brennero e via Tarvisio - e con la
Slovenia;
• Integrato con i collegamenti alle Grandi Stazioni
• Affiancato dalla rete Alta Velocità/Alta Capacità di recente attivazione.
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MAPPA DEL RISCHIO SISMICO* SISTEMA DI GRANDE VIABILITÀ* ESPOSIZIONE DELLE OPERE*
9%
27% Zona 1
Zona 4
Opere d’Arte
35% 29%
Zona 3 Zona 2
3%
26% Zona 1
Zona 4
* 6420 km
552 km ZONA 1
Zona 1 ag > 0,25 g Edifici
Zona 2 0,15 g < ag ≤ 0,25 g 2012 km ZONA 2
42%
Zona 3 0,05 g < ag ≤ 0,15 g Zona 3
29%
2081 km ZONA 3
Zona 4 ag ≤ 0,05 g Zona 2
1775 km ZONA 4 Percentuale valutata su
* OPCM 3274 – All. 1 e s.m.i. n. 7800 Ponti e n. 1120 Fabbricati
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Censimento delle Opere afferenti al Sistema di Grande Viabilità Ferroviaria - Verifiche di Livello «0»
Per tutte le opere appartenenti agli elenchi A e B
è stata effettuata nell’anno 2010 la verifica di livello “0”,
attraverso la compilazione delle apposite
schede prodotte dal Dipartimento della Protezione Civile
per opere infrastrutturali e edifici
TOTALE
n. 8920 schede liv. 0
n. 7800 n. 1120
Opere d’Arte Edifici
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Individuazione delle graduatorie di priorità – Definizione dei criteri
In collaborazione con ReLuis, per ciascuna delle seguenti categorie di opere
Ponti in c.a. e c.a.p. Ponti ad arco in muratura Fabbricati in c.a.
Ponti in acciaio Ponti ad arco in c.a. Fabbricati in muratura
si è proceduto alla:
Definizione di classi omogenee per struttura, tipologia edilizia e materiale;
Individuazione di opere rappresentative di ciascuna classe omogenea (opere master);
Esecuzione delle verifiche sismiche di livello 1 e 2 delle opere master e valutazione della vulnerabilità sismica rappresentativa
delle classi anche attraverso analisi parametriche svolte al variare dei parametri geometrici/meccanici all’interno delle stesse.
È stato così possibile definire un elenco delle Opere Prioritarie da sottoporre a verifica di vulnerabilità sismica in funzione di:
Tipologia, Geometria, Ubicazione (zona sismica) e Materiale costitutivo delle stesse.
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Individuazione delle graduatorie di priorità – Analisi Parametriche
Sono state condotte delle analisi parametriche al fine di stabilire la opere prioritarie da sottoporre a verifica sismica.
PONTI AD ARCO IN MURATURA PONTI IN CARPENTERIA METALLICA E MISTI PONTI IN C.A. E C.A.P.
Analisi parametriche per valutare il valore di
Analisi parametriche con il metodo accelerazione al suolo che produce la crisi della Nella figura sono riportati i rapporti tra
cinematico, variando i rapporti geometrici pila da ponte e degli appoggi al variare dei domanda e capacità
Significativi (spessore/luce e freccia/luce). parametri geometrici. di resistenza al sisma.
Identificate le opere prioritarie sulla base dei
Identificate le opere prioritarie sulla base di Identificate come prioritarie le opere
valori di accelerazione valutati dalle analisi e in
curve di isoaccelerazione e sulla vetustà delle funzione dei parametri geometrici e multicampata con luce maggiore di 15 m,
opere. dettagli costruttivi. indipendentemente dagli altri parametri.
Sono state individuate circa 800 opere prioritarie
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Individuazione delle graduatorie di priorità – Analisi Parametriche
Sono state condotte delle analisi parametriche al fine di stabilire la opere prioritarie da sottoporre a verifica sismica.
FABBRICATI IN MURATURA FABBRICATI IN CALCESTRUZZO ARMATO
fragilità
FV2 fabbricato viaggiatori con due piani
D indicatore di superficie espresso in m2 (da A 600 m2)
I indica irregolarità in elevazione del fabbricato
L o ALL indicano pianta del fabbricato allungata o ad L
MA o MB muratura di alta qualità o di media qualità
OA o OCA rispettivamente orizzontamenti in acciaio o in cemento armato
Sono stati identificati come prioritari i fabbricati irregolari in pianta e/o in elevazione
Sono stati individuati circa 70 edifici prioritari
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Opere Prioritarie – Verifiche Sismiche di Livello 1 e 2
RILIEVI GEOMETRIA ANALISI
STATICA N.L.
MATERIALI; CAPACITA’ o
INDAGINI CURVA DI CAPACITA’
LIVELLI STRUTTURALE ANALISI
STRUTTURALI CONOSCENZA CINEMATICA L.
(LC1, LC2, LC3)
CARATTERISTICHE VERIFICA
SITO
CATEGORIA
INDAGINI
TERRENO DOMANDA SISMICA CURVA DI DOMANDA
GEOGNOSTICHE
(A,B,C,D,E)
IMPORTANZA
DELL’ OPERA
La vulnerabilità sismica può essere calcolata dal rapporto tra la accelerazione La verifica sismica risulta positiva quando il minimo
di picco al suolo che porta la perdita delle capacità della struttura degli l’indicatori di rischio, calcolati per ogni
(CAPACITA’) e l’accelerazione di picco al suolo attesa (DOMANDA). meccanismo di collasso considerato, è maggiore a 1.
Indicatore di
PGACapacità
Rischio Sismico
IR = IR > 1.00
PGADomanda
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Verifiche Sismiche su Opere d’Arte e Fabbricati – Progetti di Miglioramento sismico
1 ATTIVITA’ di INDAGINE e RILIEVO 3 PROGETTI di MIGLIORAMENTO SISMICO
dal 2013 ad oggi concluse su 1’813 opere (1’737 ponti /76 fabbricati) ed
conclusi su 228 ponti dei 570 che non soddisfano le verifiche
avviate su ulteriori 2’200 opere (29 AQ ‘’indagini e rilievi’’ attivi in DTP)
2 VERIFICHE di VULNERABILITA’ SISMICA
ad oggi concluse su 1’067 ponti e 4 fabbricati
Interventi progettati per resistere ad
un terremoto che si verifica ogni 700
anni secondo NTC 2018
Vita nominale opere* = 50 anni
Coefficiente d’uso* = 1.5
~50% delle opere verificate non soddisfa le verifiche *Manuale di progettazione opere PERIODO DI RIFERIMENTO
civili RFI DTC SI MA IFS 001 C
VR = 50 x 1.5 = 75 anni
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Gli Interventi di Miglioramento Sismico - Misure Passive
Centinatura dell’arco
Avviati n. 46 interventi nel 2018
Pianificato l’avvio di ~ 100 interventi nel 2019/2020
Micropali di fondazione
Fodera in c.a. su spalle, pile e arco Impermeabilizzazione
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MISURE ATTIVE
Gestione delle emergenze - Applicativo «Allerte Sisma» in Sala Operativa Nazionale
Per dare una pronta risposta all’emergenza è essenziale disporre di informazioni rapide ed affidabili per:
Impedire la circolazione ferroviaria nelle tratte di linea potenzialmente danneggiate dal sisma;
Ottimizzare la gestione di tecnici e mezzi mobilitati per le verifiche post-sisma minimizzando le interruzioni dell’esercizio.
1 DIPARTIMENTO PROTEZIONE CIVILE 2 RFI – GESTORE DELL’INFRASTRUTTURA
GROUND MOTION
PEAK GROUND ACCELERATION ZONA ROSSA E ZONA GIALLA
PREDICTION EQUATION
COORDINATE
EPICENTRALI
RY
MAGNITUDO RR
STIMA TEMPISTICHE
~ 2 min 1a comunicazione M
~ 4 - 5 min Verifica delle informazioni ZONA ROSSA Potenzialmente interessata da livelli di scuotimento elevati
ZONA GIALLA Potenzialmente interessata da livelli di scuotimento moderati
~ 15 - 30 min Consolidamento delle
informazioni Sono state individuate 2 relazioni che restituiscono, per una assegnata magnitudo M, le distanze
RR e RY , i raggi delle zona rossa e zona gialla a partire da opportune espressioni di attenuazione
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MISURE ATTIVE
Gestione delle emergenze - Applicativo «Allerte Sisma» in Sala Operativa Nazionale
3 DEFINIZIONE DEI DEGRADI NELLA CIRCOLAZIONE 4 RIATTIVAZIONE DELLA CIRCOLAZIONE
La riattivazione dell’esercizio ferroviario è consentita
ZONA ROSSA Sospensione della circolazione
solo a valle degli esiti positivi delle visite ispettive
svolte secondo apposite procedure di RFI.
ZONA GIALLA Riduzione di velocità con marcia a vista
Ulteriori limitazioni all’esercizio possono essere istituite
in funzione dello stato di manutenzione dei ponti e dei viadotti
(verificati annualmente da personale tecnico qualificato).
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MISURE ATTIVE
Gestione dell’emergenza sismica – Evoluzione dell’Applicativo in fase di sviluppo
MAPPA DI SCUOTIMENTO MAPPA DELLO SCENARIO DI DANNO
• Fornisce una stima delle accelerazioni al suolo che si verificano lungo • Fornisce un quadro del possibile danneggiamento manifestato dalle
l’infrastruttura tenendo conto degli effetti stratigrafici su ciascun sito. strutture definito sulla base di curve di fragilità.
• Sono state individuate le più recenti ed affidabili relazioni di attenuazione • Sono in corso di definizione le curve di fragilità sviluppate ad hoc per le
(GMPE) applicabili al territorio Nazionale. categorie di opere che compongono la rete ferroviaria Italiana
TRATTE DOVE TRATTE DOVE TRATTE DELLA RETE
RALLENTARE LA SOSPENDERE LA CHE NON RICHIEDONO
CIRCOLAZIONE CIRCOLAZIONE NESSUNA ISPEZIONE
COORDINATE
EPICENTRALI
TRATTE DELLA RETE CON
MAPPE DI MAPPE DI RISCHIO MODERATO
RELAZIONI EFFETTI CURVE DI
MAGNITUDO SCUOTIMENTO SCENARIO DI DA ISPEZIONARE IN
ATTENUAZIONE LOCALI FRAGILITÀ
SU WEBGIS DANNO SU WEBGIS SECONDA FASE
100% TRATTE DELLA RETE CON
90%
80%
RISCHIO ELEVATO
70% Ground A CATEGORIE DA ISPEZIONARE IN VIA
60%
50%
Ground B
Ground C
DI SITO PRIORITARIA
40% Ground D
30% Ground E
20%
10% SVILUPPI
0%
PROVE IN SITO EARTHQUAKE
RFI
EARLY
Il tool consentirà di indirizzare in via prioritaria le squadre di ispettori su quelle opere
WARNING
che hanno una probabilità maggiore di risultare danneggiate dal terremoto. SYSTEM
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Il programma delle Verifiche di Vulnerabilità e degli interventi di Miglioramento Sismico Ing. Alessio AluffiGRAZIE PER L’ATTENZIONE Ing. Alessio Aluffi| RFI – Direzione Tecnica | Standard Infrastruttura
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