Il Ponte San Michele di Paderno D'Adda. Esame di un'opera storica a 130 anni dalla costruzione

This thesis examines the Ponte San Michele in Paderno d’Adda, an iron arch bridge with mixed rail-road traffic, built between 1887 and 1889 by Società Nazionale delle Officine di Savigliano, in Turin. The aim is to contribute in dealing with some of the most particular aspects that this great structure presents. The first part is a summary of the researches and checks carried out on historical sources, focusing on the regulations of the late nineteenth century, on the types and characteristics of the materials used at the time. The discussion is then devoted to the structural analysis methods used in those years, centered on the Elastic Center Theory, and the repetition of those design calculations. This comparison, in addition to be an interesting review of the historical methods of mechanics, also represents a numerical check of the methods of the past with different calculation tools with greater precision. The same analysis was then repeated with a Finite Element model. Finally, a comparison was made between the different calculation methods. Next, attention is paid to the lattice structure on the sides of the deck with a shear-resisting function. The behavior of this latticework, made of thin and low-weight sections, required the formulation of specific theories, which have been analyzed, exploited and then compared with Finite Element models. The problem of deterioration of the structure is addressed, specifically the interstitial swellings present in most of the elements. Case studies and a proposal to handle this damage effects are presented. Finally, the effects of temperature are examined. It is highlighted how, on such broad structures, the temperature causes significant distortions, that are often difficult to grasp intuitively. In conclusion, this work sought to highlight the problems to be faced in dealing with important 100-year-old metal structures, to deepen and solve the main aspects of concerning the structural safety and contribute in defining the criteria for a functional recovery.

Questo elaborato prende in esame il Ponte San Michele a Paderno d’Adda, un ponte ad arco in ferro a traffico misto ferroviario-stradale, costruito tra il 1887 e il 1889 dalla Società Nazionale delle Officine di Savigliano, di Torino. Lo scopo è dare un contributo nel trattare alcuni degli aspetti più particolari che presenta questa grande opera. Nella prima parte si raccoglie una sintesi delle ricerche e delle verifiche effettuate sulle fonti storiche, concentrando l’attenzione sulle normative di fine Ottocento, sui tipi e sulle caratteristiche dei materiali di allora, molto diversi da quelli moderni. La trattazione è poi dedicata ai metodi di analisi strutturale utilizzati in quegli anni, incentrati sulla Teoria dell’Ellisse di Elasticità, e nella ripetizione di tali calcoli di progetto. Questo confronto, oltre ad essere un’interessante rivisitazione dei metodi storici della meccanica, ha rappresentato anche un controllo numerico dei metodi del passato con strumenti di calcolo di precisione diversa e maggiore. La stessa analisi è stata poi ripetuta con un modello per Elementi Finiti. Per finire si è realizzato un confronto tra i diversi metodi di calcolo. Successivamente si pone l’attenzione sulla struttura reticolare diffusa a cortina sui fianchi dell’impalcato con funzione resistente a taglio. Il comportamento di questo graticcio, composto da profili di sezione e peso contenuti, richiese la formulazione di teorie specifiche, che anche in questo caso sono state riutilizzate e poi confrontate con analisi parallele per E.F. Si affronta il problema degli ammaloramenti della struttura, nello specifico i rigonfiamenti interstiziali presenti in buona parte delle membrature. Viene presentata una casistica e si pone il problema di come valutare la potenziale pericolosità di questo fenomeno. Infine, si esaminano gli effetti della temperatura, mettendo in evidenza come, su opere così estese, la temperatura provochi distorsioni notevoli e spesso difficili da cogliere a livello intuitivo. In conclusione, questo lavoro ha cercato di mettere in luce i problemi da affrontare nel trattare importanti strutture metalliche centenarie e ha cercato di approfondire e dare soluzione ai principali aspetti riguardanti la sicurezza dell’opera e ai criteri di recupero funzionale.