Time-shifted curvature come indicatore di danno su ponti stradali ed effetti dell'interazione veicolo-struttura

In questo lavoro di tesi si analizza un metodo di monitoraggio strutturale per ponti esistenti che sfrutta le registrazioni di più dispositivi di misura posti su un veicolo sensorizzato per rilevare lo stato di salute del ponte. La tecnica in oggetto utilizza gli spostamenti ricavati dai sensori a bordo del veicolo registrati durante il suo passaggio sul ponte per ricostruire la Time-Shifted Curvature Drive-By. Le variazioni di questa misura vengono utilizzate come indicatori di danno in grado di localizzare e stimare l’entità dello stesso. Nello sviluppo della tesi vengono considerati diversi casi studio utilizzando un algoritmo agli elementi finiti per la simulazione dell’interazione dinamica veicolo-struttura (Vehicle-Bridge Interaction- VBI). L’algoritmo, implementato in ambiente MATLAB, permette di risolvere il problema accoppiato VBI tramite una procedura iterativa che sfrutta le forze di contatto ed usa opportuni metodi integrazione numerica per risolvere sia le equazioni del moto del veicolo che quelle del ponte. Il veicolo è schematizzato mediante un modello dinamico discreto a quattro gradi di libertà, mentre il ponte è modellato come una trave alla Eulero-Bernoulli discretizzata agli elementi finiti. Il modello accoppiato permette, inoltre, di riprodurre le irregolarità del profilo stradale. Con l’obiettivo di testare l’applicabilità e l’affidabilità del metodo, vengono analizzati diversi casi studio variando la posizione del danno, la velocità del veicolo, il profilo stradale e si propone anche l’aggiunta di un sensore di inclinazione. I risultati ottenuti dimostrano una buona capacità del metodo di individuare danni dovuti a perdite di rigidezza in presenza di profilo stradale liscio (caso ideale) o irregolare (caso reale).