Comportamento al fuoco di un Ponte ad Arco in acciaio = Fire Behaviour of a Steel Arch Bridge

SOMMARIO I ponti sono opere strategiche e devono essere progettati per resistere a condizioni di carico di esercizio ed eccezionali. Tuttavia, la progettazione strutturale attuale dei ponti non tiene esplicitamente in conto l’effetto di un incendio. Infatti, al contrario della maggior parte delle strutture ed infrastrutture (edifici e gallerie), non esiste uno specifico obbligo normativo che impone al progettista di verificare un ponte secondo criteri di resistenza al fuoco, benché il rischio di incendio non sia trascurabile, come si evince dalla letteratura scientifica. Di fatto questo aspetto può comportare un’alta vulnerabilità al fuoco dei ponti e in caso di un incendio ci si può attendere quindi un significativo impatto sulla funzionalità della rete infrastrutturale. Il presente lavoro si inserisce in questo contesto analizzando la vulnerabilità al fuoco di un sovrappasso ad arco in acciaio con impalcato a lastra ortotropa. Differenti plausibili scenari di incendio sono stati considerati, quali ad esempio camion che trasportano merci, al di sotto del ponte e sono stati modellati secondo modelli di incendio che si basano su curve d’incendio nominali e naturali, quest’ultime sviluppate secondo modelli di fluidodinamica numerica (CFD). Sono state quindi sviluppate una serie di analisi termomeccaniche in modo da individuare i modi e i tempi di collasso, nonché il comportamento deformativo che può causare la perdita di funzionalità dell’opera.

Bridges are strategic infrastructures and must be designed to withstand operating and exceptional load conditions. However, the current structural standards of bridges does not explicitly consider fire actions. In fact, unlike most structures and infrastructures (buildings and tunnels), there is no specific regulatory obligation that requires the designer to verify a bridge according to fire resistance criteria. However, the fire risk is not negligible, as highlighted by the scientific literature. This aspect can lead to a high vulnerability to the fire of bridges and in the event of a fire, a significant impact on the functionality of the infrastructural network can therefore be expected. The present work fits into this context by analyzing the fire vulnerability of an arched steel overpass with an orthotropic slab deck. Different plausible fire scenarios, such as heavy goods truck, were considered below the bridge and were modelled according to nominal curves and natural fire curves such as computational fluid dynamics (CFD). A series of thermomechanical analyses were then developed to identify the failure modes and times of collapse, as well as the deformation behaviour that can cause the loss of functionality.