Valore del monitoraggio delle condizioni strutturali di ponti soggetti al fenomeno di scalzamento. Caso studio : ponte di Borgoforte sul Po

Localized erosion is one of the main causes of damage to river bridges. The erosion phenomenon is due to the dragging action operated by the turbulent flow around the piers and abutments of the structure: this phenomenon is known as scour. The greatest risk conditions are found during flooding events, when the flow rates are greater inducing, consequently, higher values of average velocities. Scour is the main cause of collapse for bridges with water foundations as it can rapidly compromise the stiffness of the foundation leading to unacceptable movements or even failure of the foundation itself. Due to the large number of bridges subject to scour and the limited availability of financial resources, managers must prioritize certain structures when it comes to flood management. The decision to install a dynamic SHM system on a bridge must be balanced against the economic benefit of doing so. In this paper, a methodology is proposed to evaluate the benefit based on the Value of Information (VoI) derived from Bayesian decision analyses. We consider, for the analysis, a field case study, represented by the bridge over the Po river in Borgoforte, in the province of Mantova (Lombardy). Taking into account three possible collapse scenarios for the structure, the objective of the paper is to evaluate the benefit derived from the monitoring systems of the structural state of the bridge compared to the scenario in which no monitoring system is provided, to ascertain how useful these systems are in assisting the manager of the structure in the decision-making process during the occurrence of a flood.

L’erosione localizzata è una delle principali cause di danneggiamento dei ponti fluviali. Il fenomeno erosivo è dovuto all’azione di trascinamento operata dal flusso turbolento attorno alle pile e alle spalle della struttura: questo fenomeno è conosciuto come scalzamento. Le maggiori condizioni di rischio si rilevano durante gli eventi di piena, in cui le portate sono maggiori inducendo, di conseguenza, valori maggiori delle velocità medie. Lo scalzamento è la principale causa di collasso per i ponti con fondazioni in acqua in quanto può compromettere rapidamente la rigidità della fondazione portando a movimenti inaccettabili o addirittura alla rottura della fondazione stessa. A causa del gran numero di ponti soggetti a scalzamento e della limitata disponibilità di risorse finanziarie, i gestori devono dare la priorità a determinate strutture quando si tratta di gestione in caso di inondazioni. La decisione di installare un sistema SHM dinamico su un ponte deve essere bilanciata dal vantaggio economico di farlo. In questo documento si propone una metodologia per valutare il suddetto beneficio basandosi sul Valore di Informazione (VoI) derivante dalle analisi decisionali di tipo Bayesiano. Si considera, per le analisi, un caso di studio di campo, rappresentato dal ponte sul Po nella località di Borgoforte, in provincia di Mantova (Lombardia). Prendendo in considerazione tre possibili scenari di collasso per la struttura, l’obiettivo dell’elaborato è quello di valutare il beneficio derivato dai sistemi di monitoraggio dello stato strutturale del ponte rispetto allo scenario in cui non è previsto alcun sistema di monitoraggio, per accertare quanto questi sistemi siano utili nell'assistere il gestore della struttura nel processo decisionale durante il verificarsi di una piena.