Structural robustness evaluation of half-joint bridges

Aging infrastructure, particularly half-joint reinforced concrete (RC) girder bridges, presents significant vulnerabilities that can lead to progressive collapse under abnormal loading conditions. This study investigates the structural robustness of such bridges, using the Annone Overpass collapse as a case study to explore load redistribution patterns and failure mechanisms. A 3D finite element model of the central span was developed in Abaqus, incorporating non-linear material properties and bi-linear translational springs as supports for realistic structural behavior. Simulated failure scenarios evaluated the structural response to support removal, with robustness assessed through three deterministic indicators based on displacement, stored energy, and ultimate load capacity. Findings reveal how inelastic strain accumulation and load redistribution impact robustness, yielding lower robustness values compared to elastic models, and show adaptive load-bearing behaviors emerging under selective support loss. This research contributes a refined robustness assessment approach for aging infrastructure, underscoring its importance in bridge design and maintenance.

Le infrastrutture invecchiate, in particolare i ponti a trave in cemento armato (RC) con giunti parziali, presentano vulnerabilità significative che possono portare al collasso progressivo sotto condizioni di carico anomale. Questo studio indaga la robustezza strutturale di tali ponti, utilizzando il crollo del cavalcavia di Annone come caso di studio per esplorare i meccanismi di ridistribuzione dei carichi e di cedimento. Un modello a elementi finiti 3D della campata centrale è stato sviluppato in Abaqus, incorporando proprietà dei materiali non lineari e molle traslazionali bilineari come supporti per rappresentare in modo realistico il comportamento strutturale. Scenari di cedimento simulati hanno valutato la risposta strutturale alla rimozione dei supporti, con la robustezza valutata attraverso tre indicatori deterministici basati su spostamento, energia accumulata e capacità di carico ultima. I risultati rivelano come l'accumulo di deformazioni inelastiche e la ridistribuzione dei carichi influenzino la robustezza, generando valori inferiori rispetto ai modelli elastici, e mostrano comportamenti adattivi di carico che emergono in risposta alla perdita selettiva di supporti. Questa ricerca contribuisce a un approccio raffinato per la valutazione della robustezza delle infrastrutture invecchiate, evidenziando la sua importanza nella progettazione e nella manutenzione dei ponti.