Contesto
Il Ponte di Anji Khad, che attraversa una profonda gola sulla linea ferroviaria Udhampur–Srinagar–Baramulla nel Jammu e Kashmir, è il primo ponte ferroviario strallato dell’India. Un singolo pilone in cemento armato si erge dal fondovalle, sorreggendo l’impalcato tramite stralli che si diramano verso le pile su entrambi i lati — verso Katra da un lato e verso Reasi dall’altro. Prima che una struttura di questo tipo possa essere certificata per il traffico ferroviario commerciale, il suo comportamento dinamico reale deve essere misurato e confrontato con quello previsto dal modello di progetto.
Hone SHM è stata incaricata di eseguire questa verifica: misurare la risposta vibrazionale di ogni cavo del ponte, estrarre la frequenza naturale di ciascun cavo e utilizzarla per ricavare la forza di tensione in esercizio — confrontando il risultato con la forza di tensione assunta nel modello analitico.
Ambito del Lavoro
- Misurare la risposta vibrazionale di tutti i 96 cavi del ponte.
- Confrontare la frequenza misurata di ciascun cavo con la corrispondente frequenza del modello analitico.
- Valutare la forza di tensione in esercizio in ciascun cavo e confrontarla con le forze di progetto del modello analitico.
Metodo: Eccitare il Ponte Intenzionalmente
La tensione dei cavi non può essere misurata direttamente senza tagliare il cavo stesso, quindi l’approccio consolidato è indiretto: misurare la frequenza naturale di vibrazione di un cavo, poi utilizzare la relazione classica tra frequenza, massa per unità di lunghezza e campata di un cavo teso per ricavarne la tensione. Questo, a sua volta, richiede di ottenere un segnale vibrazionale pulito da ciascuno dei 96 cavi — il che ha significato dare al ponte un’eccitazione controllata e ripetibile, piuttosto che affidarsi al solo vento ambientale.
Il team sul campo ha introdotto un dosso artificiale sull’impalcato e ha fatto transitare un veicolo di prova calibrato a una velocità controllata di circa 40 km/h, generando una breve e netta vibrazione transitoria a ogni passaggio delle ruote sul dosso. Questa eccitazione transitoria è stata ripetuta in più punti dell’impalcato in modo che ogni cavo ricevesse un input utilizzabile, mentre i mezzi pesanti in transito in stato dinamico fornivano anche un quadro della risposta dell’impalcato sotto carichi mobili realistici.
Strumentazione
| Tipo di sensore | Accelerometri triassiali |
|---|---|
| Frequenza di campionamento | 1024 Hz |
| Connettività | Acquisizione dati wireless |
| Grado di protezione | IP65 – adatto a condizioni di campo esposte e in alta quota |
| Cavi strumentati | 96 su 96 |
Ogni accelerometro è stato fissato direttamente al proprio cavo e identificato singolarmente – visibile nelle foto di campo con etichette come “C24L” e “C23L” – in modo che ogni serie temporale registrata potesse essere ricondotta a uno specifico cavo e verificata rispetto ai disegni di progetto durante l’elaborazione dei dati.
Risultati e Rilevanza
Acquisendo un segnale vibrazionale pulito da ciascuno dei 96 cavi e convertendo la frequenza in tensione tramite la teoria classica del cavo teso, il team di Hone SHM ha potuto costruire un confronto completo, cavo per cavo, rispetto al modello analitico utilizzato in fase di progetto. La stretta corrispondenza tra tensione misurata e prevista lungo l’intero sistema di cavi fornisce una conferma diretta, verificata sul campo, che il sistema di stralli come costruito si comporta come previsto — un controllo critico prima che una struttura simbolo come questa venga aperta al traffico ferroviario regolare.
Accelerometri triassiali wireless con grado di protezione IP65, campionati a 1024 Hz, hanno reso possibile strumentare tutti i 96 cavi di un cantiere attivo in sicurezza e senza interrompere i lavori.
Questo progetto illustra il cuore del nostro servizio di Valutazione Avanzata: la misurazione di tensione e frequenza dei cavi utilizzata per validare, e non solo ispezionare, le prestazioni dinamiche reali di una struttura.
