l'uso del BIM per la modellazione e la valutazione della sicurezza dei ponti in muratura

Abstract

I ponti in muratura rivestono un'importanza significativa, non solo come patrimonio storico ma anche come componenti essenziali dei moderni sistemi di trasporto, e molti di essi sono ancora oggi in funzione. Data la loro età e il fatto che sono stati originariamente progettati per carichi e condizioni diverse, oggi è essenziale valutare la loro sicurezza strutturale in risposta ai cambiamenti ambientali e alle azioni sismiche. La valutazione della sicurezza strutturale dei ponti storici richiede l'analisi strutturale e l'uso di modelli accurati che non solo rappresentino la geometria reale del ponte, ma siano anche arricchiti da informazioni non geometriche (Pepe et al., 2020). Il Building Information Modelling (BIM) è una delle tecnologie emergenti per la conservazione e la gestione dei ponti storici in muratura (Cruz et al., 2024). Il BIM consente la parametrizzazione della progettazione e integra le informazioni sulla gestione di qualsiasi costruzione, con la possibilità di incorporare informazioni non geometriche nei modelli 3D. Questa tesi presenta l'applicazione del BIM per l'analisi strutturale di un ponte storico ad arco in muratura situato a Montoggio (Genova, Italia). Il modello BIM del ponte è stato creato in Autodesk Revit attraverso l'applicazione della metodologia scan-to-BIM. La modellazione parametrica è stata impiegata per generare modelli 3D degli elementi strutturali del ponte, consentendo l'esplorazione di diverse ipotesi relative ai parametri geometrici non indagabili (ad esempio, spessore della volta dell'arco, spessore delle pareti della campata). I modelli geometrici così ottenuti sono stati utilizzati per eseguire analisi strutturali con metodi agli elementi finiti.

Masonry bridges hold a significant importance, not only as historic heritage but also as essential components of modern transportation systems, with many still in operation today. Given their age and the fact that they were originally designed for different loads and conditions, it is essential today to assess their structural safety in response to environmental changes and seismic actions. The structural safety assessment of historic bridges requires structural analysis and the use of accurate models that not only represent the actual geometry of the bridge but are also enriched with non-geometrical information (Pepe et al., 2020). Building Information Modelling (BIM) is one of the emerging technologies for the preservation and management of historic masonry bridges (Cruz et al., 2024). BIM allows the parametrization of design and integrates information about the management of any construction, with the possibility of incorporating non-geometric information into 3D models. This thesis presents the application of BIM for the structural analysis of a historic masonry arch bridge located in Montoggio (Genova, Italy). The BIM model of the bridge was created in Autodesk Revit through the application of scan-to-BIM methodology. Parametric modelling was employed to generate 3D models of the structural elements of the bridge, allowing for the exploration of different hypotheses regarding the non-surveyable geometric parameters (i.e., arch vault thickness, spandrel wall thickness, etc.). The geometrical models thus obtained were used to perform structural analysis through finite element methods.