Riassunto analitico
Il monitoraggio strutturale è un tema fondamentale per la conoscenza, la gestione e la salvaguardia del patrimonio esistente; nonostante ciò, non è ancora diffusamente applicato sul territorio.
Lo scopo di questo lavoro è quello di sviluppare una metodologia operativa immediatamente applicabile e di accuratezza adeguata alle necessità del contesto applicativo, sfruttando i recenti sviluppi tecnologici e confrontandoli con la strumentazione che già conosciamo.
Lo studio si basa sull’utilizzo di sistemi di posizionamento satellitare (GNSS Global Navigation Satellite System) ad alta frequenza, utilizzati per monitorare i movimenti strutturali di una passerella snella in acciaio, costituita da 3 campate da 45-70-45 m, appoggiate su pile di cemento armato.
I GNSS, installati in acquisizione continua, sono stati elaborati sia con tecniche di posizionamento relativo sia con l’approccio Precise Point Positiong (PPP). Sono presenti, inoltre, un sistema di accelerometri nelle medesime sezioni, che serviranno per un confronto diretto.
Per sollecitare il ponte metallico è stata applicata una forzante, alla prima frequenza conosciuta da studi pregressi, attraverso il salto di una persona in mezzeria, per poi osservarne le oscillazioni.
Nell’elaborazione del dato GNSS, si è sperimentato l’utilizzo della singola costellazione Galileo, verificando come porti a soluzioni comparabili a quelle ottenute utilizzando le altre costellazioni.
Si evidenzia come il metodo PPP, basato sui dati di un singolo ricevitore, abbia anch’esso un buon riscontro sia nell’identificazione degli spostamenti sia nell’analisi in frequenza; questo risultato mostra il potenziale di tale tecnica, apre nuove opportunità e amplia gli scenari applicativi nell’ambito del monitoraggio strutturale.
Le soluzioni ottenute sono poi state filtrate con il filtro passa-alto Chebyshev type 1 e successivamente con un filtro adattivo LMS Least Mean Square).
Quest’ultimo approccio permette di attenuare il rumore causato dal pesante contributo dell’effetto Multipath sul segnale GNSS e anche del rumore casuale (random noise), costruendo una serie tale da essere utilizzata per l’analisi dinamica della passerella.
I risultati mostrano come la combinazione di filtri scelta porti ad una serie temporale caratterizzata da picchi riconoscibili e corrispondenti alle applicazioni delle forzanti.
Il confronto con gli accelerometri è avvenuto attraverso l’analisi nel dominio delle frequenze e ha richiesto di applicare la trasformazione di Fourier (Fast Fourier Transform–FFT) alla serie temporali GNSS ottenute utilizzando le osservabili delle diverse costellazioni.
Il confronto ha mostrato una buona corrispondenza degli spettri in frequenza, nei quali con l’uso dei sistemi GNSS ad alta frequenza sono ben riconoscibili principalmente le prime frequenze strutturali.
Si giunge quindi alla conclusione che l’utilizzo di tale tecniche di monitoraggio strutturale sia prolifero e innovativo siccome capace di rapportarsi con una buona precisione all’individuazione dei picchi e all’analisi in frequenze.
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