On condition assessment and maintenance of cable-stayed bridges

Cable-stayed bridges represent some of the most challenging applications of structural engineering and are critical components of infrastructure systems. Moreover, they generally involve numerous peculiarities that impact on their design, assessment, and maintenance and which deserve specific attention compared to other typologies of bridges. It is therefore a priority for authorities and governments to properly protect, maintain, and manage these systems during the structural lifetime. The thesis presents an overview on the condition assessment of deteriorating cable-stayed bridges through inspection and maintenance activities, with emphasis on the effects of cable corrosion and associated protection techniques. History and construction typologies of cable-stayed bridges, as well as the most important structural features of the main components including deck, pylons, cables, and anchorage systems, are presented. Insights in the structural modeling and analysis of the bridge components are also discussed with specific attention to the design and maintenance of steel stays. Monitoring systems adopted to estimate the residual tension in the cables and identify corrosion scenarios are finally presented for the evaluation of the condition damage state.

I ponti strallati rappresentano alcune delle applicazioni più sfidanti dell’ingegneria strutturale e costituiscono elementi critici dei sistemi infrastrutturali. Tali opere coinvolgono inoltre numerose peculiarità che caratterizzano le fasi di progetto, valutazione e manutenzione e che richiedono un’attenzione specifica rispetto ad altre tipologie di ponti. È quindi prioritario per le autorità e gli enti governativi proteggere, manutenere e gestire correttamente tali opere durante la loro vita di servizio. La tesi presenta una panoramica sulla valutazione delle condizioni di servizio dei ponti strallati mediante attività di ispezione e manutenzione, con particolare attenzione per gli effetti della corrosione degli stralli e le relative tecniche di protezione. Viene ripercorsa l’evoluzione storica dei ponti strallati e si presenta una descrizione delle tipologie costruttive e delle caratteristiche di maggiore rilievo dei principali componenti, tra cui impalcato, pile, stralli e sistemi di ancoraggio. Vengono dati inoltre alcuni approfondimenti sui metodi di modellazione e analisi strutturale dei componenti, con specifica attenzione al progetto e alla manutenzione degli stralli. Vengono infine presentati sistemi di monitoraggio per la stima della tensione residua degli stralli e l’individuazione di scenari di corrosione a supporto della valutazione dello stato di degrado di ponti strallati.