TECNICHE DI MONITRAGGIO STRUTTURALE SU PONTI E VIADOTTI

1. Ingegneria Strutturale
Monitoraggi Strutturali a Fibre Ottiche
su Edifici Civili - Industriali e Infrastrutture
00172 Roma (Italy) – Via delle Ciliegie 141.b - 00132 Roma (Italy) - Via Giuseppe Vigoni, 7/a
1001 Manila ( Filippine ) Makati, Remedios, Bldg, suite, 896 - Pechino, Cina, 57, East Chang An Avenue , Wangfujing Street ,
T +39 06-93577095 r.a. - F +39 06-62206275
info@ingdiegodellerba.it - ingdiego@ingdiegodellerba.it - d.dellerba@pec.ording.roma.it
www.ingdiegodellerba.it

2. Delco Engineering and Design Office s.r.l
Ingegneria Civile - Industriale - Ambientale
Tecnologie Ambientali e Difesa del Suolo
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SISMLAB s.r.l.
Spin-Off Università della Calabria
Sismlab è un'azienda Spin-Off dell'Università della Calabria, attiva dal 2005 nel campo
del monitoraggio strutturale. Le attività principali intraprese nascono da studi
scientifici condotti presso Atenei ed Istituti di Ricerca che, attraverso ricerche
applicate, consentono di proporre agli operatori del settore nuove metodologie
sperimentali per il controllo dei materiali, degli stati di dissesto degli edifici e per il
monitoraggio in remoto di qualsiasi opera nell'ingegneria civile. Tra i molteplici studi
condotti negli ultimi anni, attività di rilievo ha assunto il controllo in tempo reale di
edifici strategici e di opere infrastrutturali, siano esse in c.a., in c.a.p. o in acciaio.
La presenza di competenze altamente specializzate pone Sismlab, come azienda
leader in ambito nazionale ed internazionale.
Delco Engineering and Design Office S.r.l.
Delco Engineering and Design Office S.r.l. è una società di ingegneria che opera sin
da 1985 in Italia e in molte parti del mondo.
Arabia Saudita, Filippine, Vietnam,
Argentina e altri continenti... sono stati il banco prova per la realizzazione di
importanti progetti di Ingegneria civile - Industriale - Infrastrutturali
Dal 2001 la società in collaborazione con Università e Enti Nazionali e Internazionali
di ricerca scientifica ha sviluppato nuove tecnologie sul monitoraggio strutturale di
opere di ingegneria mirate ad assicurarne la sicurezza senza soluzione di continuità
per la salvaguardia di persone e cose.
L’Abruzzo terremotato vede la società impegnata nel recupero statico e
riqualificazione funzionale di importati edifici pubblici e privati dove sono applicate
tecnologie all’avanguardia e di ultima generazione.

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Premessa
La società Delco Engineering and Design Office s.r.l. e lo Spin-Off Università della
Calabria Sismlab s.r.l., da alcuni anni, svolgono correntemente attività di monitoraggio
strutturale con rilevatori basati su tecnologie a fibra ottica, su ponti, viadotti, opere di
sostegno ed edifici civili.
Le attività di controllo sono finalizzate alla verifica delle fasi costruttive, alla
interpretazione delle prove di carico e di collaudo ed allo screening periodico nelle fasi di
esercizio congruentemente con i programmi di manutenzione.
Nelle pagine seguenti, suddivise per macroarie, sono illustrate alcune attività di
monitoraggio svolte sul territorio nazionale dalle due società.
1.0 IL MONITORAGGIO STRUTTURALE
Il monitoraggio strutturale, implementato come attività continuativa che segue l’opera
dalle fasi costruttive per tutto il ciclo di vita, sicuramente amplia le conoscenze sul
comportamento reale, riducendo le incertezze sulle caratteristiche dei materiali utilizzati, sulla
presenza di eventuali difetti costruttivi, e rappresenta un formidabile strumento per stabilire se
la struttura, in una particolare epoca, conserva ancora i requisiti di progetto e se le diverse
membrature presentano gli stessi stati di sollecitazione rilevati all’epoca dell’entrata in
servizio dell’opera.
Concretamente, sulle membrature portanti in calcestruzzo armato, sia appartenenti ad
edifici, ponti o opere geotecniche, è possibile installare dei sensori per rilevare stati
deformativi e conseguentemente impegni tensionali.
Di seguito, sono riportate alcune immagini (Fig.1-5) relative alla installazione di sensori a
fibra ottica su membrature di diversa natura.

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FIG. 1- INSTALLAZIONE DI SENSORI A FIBRA OTTICA SU TRAVE DA PONTE
FIG. 2- INSTALLAZIONE DI SENSORI A FIBRA OTTICA SU PALO DI FONDAZIONE

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FIG. 3- INSTALLAZIONE DI SENSORI A FIBRA OTTICA SU UN MURO DI SOSTEGNO
FIG. 4- INSTALLAZIONE DI SENSORI A FIBRA OTTICA SU TIRANTI DI ANCORAGGIO

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Deformazion e media del sensore n° 11 (SN738
12/10/2010 dopo circa 34 giorni di
4) applicato sul pilastro a partire dalla data
maturazione del calcestruzzo
FIG. 5- INSTALLAZIONE DI SENSORI A FIBRA OTTICA SU UN EDIFICIO IN C.A.
La disponibilità dei sensori all’interno delle membrature portanti consente di acquisire i
livelli di deformazione in diverse fasi.
Nella figura 6, con riferimento ad una membratura monitorata, ed in particolare al regime
di deformazione acquisito su un periodo temporale di ventiquattro mesi e per una singola
barra d’acciaio, sono riportate le fasi con l’indicazione dei gruppi di lettura.
FIG. 6- ANDAMENTO DELLE DEFORMAZIONI NEL TEMPO CON SUDDIVISIONE IN FASI E GRUPPI DI MISURE.
1-apr-11
1-mag-11
1-giu-11
1-lug-11
1-ago-11
1-set-11
1-ott-11
1-nov-11
1-dic-11
1-gen-12
1-feb-12
1-mar-12
1-apr-12
1-mag-12
1-giu-12
1-lug-12
1-ago-12
1-set-12
1-ott-12
1-nov-12
1-dic-12
Data
Dati per la verifica delle fasi costruttive Dati per la verifica dello stato di esercizio
-0.000100
-0.000300
-0.000500
I° gruppo di dati II° gruppo di dati III° gruppo di dati
Deformazionemedi
1-ott-10
1-nov-10
1-dic-10
1-gen-11
1-feb-11
1-mar-11

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Da questa breve panoramica offerta sull’argomento, appare evidente che il monitoraggio
strutturale metta a disposizione degli operatori del settore, un utile strumento metodologico
basato su tecniche sperimentali NDT per eseguire verifiche ad ampio spettro, comprendendo
sia le attività costruttive, che tutto il periodo di vita utile dell’opera.
Di seguito, sono restituiti alcuni esempi di monitoraggio proposti sul territorio nazionale
dalle due società.
2.0 ESEMPIO DI MONITORAGGIO SU UN VIADOTTO IN C.A.
Nome Viadotto- Quartiere S.Rita - Bari
Struttura Impalcato in c.a.p., Pile in c.a.
Committente DEBAR COSTRUZIONI s.p.a. per conto dell'Amministrazione Comunale di
Bari
Ubicazione Quartiere S.Rita - Bari
Attività
svolta
Realizzazione di un sistema di monitoraggio a fibra ottica per il controllo delle
travi in precompresso e delle membrature portanti nelle fasi realizzative.
Attività sperimentale durante le fasi di collaudo e nel corso della vita utile
dell'opera.
Breve descrizione:
Si riporta il sistema di monitoraggio a fibre ottiche installato su un viadotto realizzato
a Bari, nel quartiere S. Rita, il quale costituisce una delle opere previste nell’ambito degli
interventi straordinari varati dall’Amministrazione Comunale a valle degli interventi
alluvionali dell’Ottobre del 2003.
L’opera si compone di 5 campate, di luce pari a 22.30 m ciascuna, per una lunghezza
complessiva di 112 m circa.
L’impalcato, largo complessivamente 16.40 m (di cui 9.00 m di piano viabile), è realizzato a
mezzo di 9 travi in c.a.p. con sezione a “I”, solidarizzate da una soletta gettata in opera e da
tre trasversi (due di testata ed uno di campata) di spessore pari a 30 cm.
Le travi sono previste prefabbricate in stabilimento e precompresse con armature pre-tese
costituite da trefoli stabilizzati ad andamento rettilineo; lo schema statico di ogni singola
campata è previsto in semplice appoggio.
Il basamento delle pile è a sezione rettangolare con rostri arrotondati, di lunghezza
complessiva pari a 14.51 m e spessore di 1.60 m; la parte sommitale, invece, ha forma svasata

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con sezione massima in sommità pari a 2.70 m e sezione minima all’attacco con il basamento
pila di 1.00 m.
Dal punto di vista strutturale l’impalcato è costituito da travi prefabbricate che sono uguali per
geometria, per condizioni di vincolo e per carichi di progetto. Pertanto, al fine di contenere i
costi del sistema di monitoraggio si è pensato di “monitorare” solo due delle cinque campate
previste per un totale di otto travi, rispettivamente quattro nella campata A e quattro nella
campata B.
Ogni trave monitorata risulta strumentata con sei sensori di deformazione, e al fine di valutare
effetti dovuti a variazioni di temperatura, su alcune travi “significative” sono stati previsti
anche sensori termici.
Nella pila comune alle due campate strumentate sono stati installati quattro sensori di
deformazione, e quattro sensori termici.
Di seguito, sono riportate alcune immagini relative all’installazione dei sensori di temperatura
(termocoppie) e di deformazione, sia sulle travi in precompresso che sulle pile (Fig.7-10).
FIG.7 - PARTICOLARE TERMOCOPPIA INSTALLATA

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FIG.8 - POSA IN OPERA IN STABILIMENTO DEI SENSORI SULLE TRAVI IN PRECOMPRESSO
FIG.9 - PARTICOLARE SENSORE A FIBRA OTTICA INSTALLATO

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FIG.10 - POSA IN OPERA IN STABILIMENTO DEI SENSORI SULLA PILA IN C.A.
FIG.11 – STESA DEI CAVI DEI SENSORI SULL’IMPALCATO

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3.1 ESEMPIO DI MONITORAGGIO SU UN COSTONE ROCCIOSO
Nome Parete rocciose - Comune di Rocca D’Arce (Fr)
Struttura Parete rocciosa consolidata con barre tipo dywidag
Committente DOLOMITI ROCCE s.r.l. per conto dell'Amministrazione Comunale
di Rocca D'Arce
Ubicazione Strada provinciale (Via Re Manfredi) di accesso al Comune di Rocca d’Arce,
(FR).
Attività
svolta
Realizzazione di un sistema di monitoraggio a fibra ottica su barre tipo
dywidag, usate per il consolidamento di costoni rocciosi, con acquisizione dei
valori di sforzo nel corso del loro stato di esercizio e durante le fasi di messa
in trazione.
Breve descrizione:
La campagna sperimentale è relativa al monitoraggio di barre in acciaio dywidag
utilizzate per un intervento di stabilizzazione di un versante in roccia, limitrofo alla strada di
accesso del Comune di Rocca D’Arce (FR) (Fig.12).
FIG.12 – COSTONE ROCCIOSO DA STABILIZZARE
L’intervento di stabilizzazione ha interessato un versante costituito da materiale
calcareo fortemente disgregato, con una superficie estesa per oltre 25000 mq. Il progetto ha
previsto di stabilizzare le parti superficiali di roccia con barre di tipo dywidag inserite in
perforazioni di circa cinque metri di profondità e con diametri di oltre sei centimetri. Oltre

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alle cuciture solidarizzate nella roccia con malta cementizia, è stato previsto di utilizzare
anche una protezione passiva con rete in acciaio a doppia torsione, vincolata alle teste dei
tiranti.
Il progetto del sistema di monitoraggio è stato redatto con l’idea di perseguire tre
precisi obiettivi:
1) Controllare per un numero rappresentativo di tiranti la corretta messa in opera,
verificando la presenza dello sforzo di tesatura previsto dal progetto;
2) Consentire su alcuni tiranti di seguire sperimentalmente le prove di carico, al fine
di attestare la corretta risposta degli ancoraggi per valori degli sforzi di trazione
molto al disopra di quello previsto per la messa in esercizio;
3) Predisporre una banca dati di misure, a partire dalla entrata in servizio dell’opera,
per effettuare ad intervalli temporali definiti, in accordo con il piano di
manutenzione verifiche di efficienza, funzionalità e di corretta conservazione;
In base al numero dei tiranti installato, ed alla loro densità sul versante, sono state scelte un
numero rappresentativo di barre da monitorare (Fig.13).
FIG.13 – INSTALLAZIONE DEI SENSORI SULLE BARRE DYWIDAG

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Cavo di collegamento
Dado di serraggio
Sensori di
deformazione
Piastra di appoggio sulla
roccia
In particolare, su ogni barra strumentata sono stati disposti due rilevatori di deformazione in
modo da poter cogliere in una prima sezione, sufficientemente distante dal punto di
applicazione del carico, lo stato tensionale, ed in una seconda sezione, profonda nell’ammasso
roccioso, lo sforzo residuo ancora da distribuire alla roccia. Nella figura 14 è riportato lo
schema di montaggio dei due sensori su una generica barra.
FIG.14 – SCHEMA DI POSIZIONAMENTO DEI SENSORI LUNGO L’ASSE DEL TIRANTE DI ANCORAGGIO.
I cavi di collegamento dei due sensori così come pure per gli altri tiranti strumentati
sono stati portati lungo il costone fino ad un box di alloggiamento dove conferiscono i
terminali e dove è possibile eseguire le misurazioni (Fig.15).
FIG.15 – VISTA DI ALCUNI TIRANTI MONITORATI E DEL BOX DI RACCOLTA DEI TERMINALI DI LETTURA.

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Le attività sperimentali, tutt’oggi ancora in essere, hanno consentito di seguire, per la
totalità dei tiranti strumentati tutte le fasi costruttive, e per le barre scelte per le prove di
collaudo tutte le fasi di carico e di scarico fino al valore di esercizio.
4.0 ESEMPIO DI MONITORAGGIO SU UN MURO DI SOSTEGNO
Nome Muro di sostegno - Comune di Rocca D’Arce (Fr)
Struttura Muro di sostegno in c.a.
Committente MACO s.r.l. per conto dell'Amministrazione Comunale di Rocca D'Arce
Ubicazione Strada provinciale di accesso al Comune di Rocca d’Arce, (FR).
Attività
svolta
Sistema di monitoraggio a fibra ottica installato sulla fondazione e sul fusto,
di un’opera di sostegno posta a tergo della strada.
Breve descrizione:
L’opera presenta delle caratteristiche geometriche tipiche dei muri di sostegno a mensola con
una fondazione nastriforme sulla quale è incastrato il fusto che si erge per una altezza di circa
4 m. Sia la struttura in elevazione che la suola sono armati con barre di 16 mm di diametro,
disposte in successione regolare, sulle quali è stato possibile collocare i rilevatori a fibra
ottica.
Il sistema di monitoraggio, in relazione alla estensione del muro ed in base alla disposizione
scelta dal progettista per collocare le armature sul fusto e in fondazione, è stato distribuito su
tre distinte sezioni.
FIG.16 – SEZIONI STRUMENTATE.
Per ogni sezione è stato previsto di collocare quattro sensori di cui due sul fusto in posizione
contrapposta e molto prossimi all’attacco con la fondazione, in modo da cogliere gli effetti

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massimi prodotti dalla spinta del terreno. Per quanto attiene alle fondazioni, è stato previsto di
installare due sensori sempre in posizione contrapposta, sulla sola suola di monte. Nelle figure
16 e 17 sono evidenziate in pianta, le parti strumentate e sono indicate in sezione sia per il
fusto che per la fondazione, le posizioni dove sono stati installati i sensori a fibra ottica.
FIG.17 – SCHEMA TIPO DI MONTAGGIO DEI SENSORI SULLE SEZIONI.
Le finalità da perseguire con il sistema di monitoraggio e che hanno costituito la guida
della fase progettuale del sistema di controllo, sono state sostanzialmente due. La prima ha
riguardato la possibilità di disporre in più sezioni di un sistema di controllo per le verifiche
durante le fasi costruttive. La seconda, di acquisire una buona mole di dati in esercizio per
poter, in ottemperanza al piano di manutenzione, controllare la funzionalità dell’opera nel
corso della vita utile.
Nelle figure 18 e 19 sono illustrate alcune fasi del montaggio dei sensori, in
fondazione e sulle armature del fusto del paramento interno ed esterno.

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FIG.18 – FASI DI INSTALLAZIONE DEI SENSORI IN FONDAZIONE.
FIG.19 – FASI DI INSTALLAZIONE DEI SENSORI SULLE ARMATURE DEL FUSTO DI PARAMENTO INTERNO ED ESTERNO.

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5.0 ESEMPIO DI MONITORAGGIO SU UN EDIFICIO IN C.A.
Nome Edificio Skyline
Struttura Edificio in C.A.
Committente Skyline S.r.l.
Ubicazione Via Panebianco - Cosenza-Italy-
Attività
svolta
Realizzazione di un sistema di monitoraggio a fibra ottica.
Attività sperimentale dalle fasi realizzative fino all'entrata in servizio
dell'opera.
Breve descrizione:
L’edificio multipiano (Fig.20), realizzato a Cosenza, è costituito da 23 piani fuori terra più un
interrato, raggiungendo una altezza totale dallo spiccato delle fondazioni di circa 80 m.
In riferimento alla fondazione, la struttura presenta un sistema di trasmissione dei carichi di
tipo profondo. Gli scarichi prodotti dalla
sovrastruttura sono distribuiti su una
palificata con diametro dei pali di 1 m e
profondità di 22 m, solidarizzata ad un
piastra continua con spessore di tre metri,
posta immediatamente al disotto del corpo
di fabbrica che si propone in elevazione.
Nelle zone periferiche, dove gli sforzi
diminuiscono la piastra è sostituita con un
sistema a trave rovescia che presenta un
minore approfondimento (Fig.21).
La struttura portante in elevazione è stata
realizzata mediante elementi
monodimensionali, ossia travi e pilastri in
c.a. con alcune pareti a taglio, tutte
collegate, mediante impalcati rigidi ad un
nucleo - irrigidente coincidente con il vano
scala e con i vani ascensori.
FIG.20– EDIFICIO MULTIPIANO- SKYLINE

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FIG. 21 – REALIZZAZIONE DELLA FONDAZIONE
Il sistema di monitoraggio installato sull’edificio è stato progettato e realizzato in
funzione di precise richieste tecniche, le quali, mirano principalmente a perseguire i seguenti
obiettivi:
- Possibilità di eseguire il controllo in opera sulle membrature portanti.
- Possibilità di eseguire misure sperimentali sulla evoluzione del regime di sollecitazione delle
sezioni resistenti durante le fasi costruttive, in modo da percorrere sperimentalmente il
processo di carico per alcuni elementi portanti, valutando step by step il livello di impegno
statico sia in fondazione che in elevazione.
- Misura del regime di sollecitazione ad opera completa, per poter eseguire, con metodologia
comparativa, verifiche di affidabilità statica nel corso della vita utile.
Il progetto del sistema di acquisizione, pertanto, è stato redatto, partendo dall'analisi delle
sollecitazioni presenti, per effetto delle diverse condizioni di carico previste dalle norme,
procedendo, alla identificazione delle membrature guida più sollecitate, da sottoporre a
controllo sia in fondazione che in elevazione.
Complessivamente sull'opera sono stati installati n.52 sensori a fibra ottica (Fig.22):

19. 17
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L’attività sperimentale in particolare, ha interessato sia le fasi costruttive che, la fase di
completamento dell’opera per un periodo di tempo sufficientemente rappresentativo. In tutti
gli intervalli temporali sono stati acquisiti i valori di deformazione sugli elementi guida fornendo utili
comparazioni con i valori teorici attesi
. In dettaglio, per le fasi costruttive, si è provveduto a diagrammare i valori di tensione al crescere dei
pesi propri della struttura, verificando la rispondenza ai valori teorici, ciò per accertare
implicitamente la mancanza di difetti costruttivi e la realizzazione a perfetta opera d’arte
dell’edificio. Per quanto attiene invece alla sperimentazione ad opera completa, sono stati
diagrammati i livelli di deformazione sulle membrature portanti, relativi a tutti i pesi propri presenti e
le loro escursioni per effetto delle variazioni termiche stagionali. Ciò costituirà in futuro, un utile
elemento di comparazione per verificare periodicamente lo stato di salute della struttura.

20. 18
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21. 19
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22. 20
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Monitoraggi con sensori a fibre ottiche installati sulle strutture in c.a.
che costituiscono il corpo della Diga e sotto il Ponte Strallato dove
sono installati gli stessi sensori
Diga di San Roque nella Provincia
del Pangasinan,,Filippine

23. 21
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Edifici di Culto – Curie Vescovili
Recuperati staticamente e monitorati
strutturalmente con sensori a Fibre Ottiche

24. 22
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Progetto di Recupero Strutturale e Riqualificazione
Funzionale di Palazzo Mannetti al centro storico dell’Aquila
Monitoraggio della struttura con
Sensori a Fibre Ottiche