Corrosione accelerata e protezione galvanica di selle Gerber: set-up sperimentale e modellazione numerica

According to the Italian technical standards "Linee Guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza ed il monitoraggio dei ponti esistenti", Gerber saddles (dapped-end beams) are identified as one of the most vulnerable structural components within the national bridge heritage. This vulnerability is primarily due to the isostatic nature of the connection and degradation caused by corrosion, particularly affecting the corner reinforcement, which is exacerbated by the use of de-icing salts on viaduct decks. Consequently, the introduction of a product specifically designed for Gerber saddles to mitigate corrosion progression represents a timely technical and cost-effective solution, meeting the increasing demand for interventions on deteriorating structures. This thesis presents the development of an experimental procedure on scaled specimens to evaluate the effectiveness of an external sacrificial anode for Gerber saddles. The experimental program encompasses the design of reinforced concrete beams with Gerber saddles using the strut-and-tie method and the implementation of an accelerated artificial corrosion process on the reinforcement. The tests on scaled specimens are supplemented by preliminary tests on small-scale samples to calibrate the corrosion process and assess the mechanical parameters of the materials throughout the different phases of the program. The experimental analysis is supported by numerical models for the predictive estimation of the load-carrying capacity of the corroded specimens, based on validated literature models regarding the degradation of material mechanical properties.

Le "Linee Guida per la classificazione e gestione del rischio, la valutazione della sicurezza ed il monitoraggio dei ponti esistenti" individuano nelle selle Gerber uno dei manufatti più vulnerabili tra quelli presenti nel patrimonio pontistico nazionale. Le cause di questa vulnerabilità sono da attribuirsi al carattere isostatico della connessione e al degrado legato al fenomeno della corrosione, in particolare delle armature d’angolo, favorito dall’impiego di sali disgelanti sugli impalcati dei viadotti. Per tali motivi, l’introduzione di un prodotto, ideato appositamente per selle Gerber, con lo scopo di mitigare la progressione della corrosione, si configura come una soluzione tecnica ed economica attuale con la capacità di rispondere alla crescente domanda di interventi su strutture ammalorate. In questo elaborato verrà quindi esposta l’impostazione di una procedura sperimentale su campioni in scala per la valutazione dell’efficacia di un anodo sacrificale esterno per selle Gerber: la sperimentazione comprende le fasi di progettazione di travi in calcestruzzo armato con sella Gerber tramite il metodo tirante-puntone e la predisposizione di un processo corrosivo artificiale accelerato delle armature delle stesse. I test su i campioni in scala saranno integrati con test preliminari su campioni in scala ridotta per la calibrazione del processo corrosivo e per la valutazione dei parametri meccanici dei materiali nelle differenti fasi del programma. La trattazione sperimentale è corredata da modelli numerici per la stima predittiva della resistenza dei campioni soggetti a corrosione, basata su modelli già validati di riduzione delle proprietà meccaniche dei materiali presenti in letteratura.