GENERALITA’

Le prove di carico consistono nel verificare sperimentalmente il comportamento e le prestazioni di un elemento strutturale sotto le azioni di esercizio o di collasso.
Possono essere finalizzate al collaudo, per verificare la corrispondenza con le previsioni progettuali, oppure possono essere effettuate per analizzare e verificare un elemento strutturale già in opera di cui non sono note le prestazioni statiche.
In quest’ultimo caso, il giudizio circa la capacità delle strutture di sopportare in sicurezza un certo carico non comporta la semplice applicazione di quel carico o di un carico equivalente. E’ necessario infatti poter giudicare sulla modalità con cui il carico viene sostenuto dall’elemento strutturale, onde assicurarsi di essere sufficientemente lontani dalle condizioni di collasso (fattore di sicurezza). A tal fine vengono effettuate prove che prevedono l’applicazione di numerosi cicli di carico, con la possibilità di determinare alcuni parametri (ripetibilità, linearità e permanenza) adottati come indice delle potenzialità statiche degli elementi strutturali stessi.
Preliminarmente all’esecuzione della prova è sempre prevista da parte di Tasq l’esecuzione di un sopralluogo. Ciò permette:
– di scegliere la modalità di prova (con zavorre, con martinetti, …);
– di calcolare preliminarmente attraverso opportuni modelli di calcolo, anche numerici per elementi finiti, il carico da materializzare;
– di scegliere il metodo di esecuzione più opportuno (prova a carico monotono crescente, prova ciclica,…);
– di verificare le condizioni al contorno in termini logistici.
Si descrivono nel seguito, senza vincolo di esaustività, le principali tipologie di prove di carico di possibile esecuzione.

PROVE DI CARICO CON MARTINETTI IDRAULICI (a tiro/a spinta su solai o altri elementi strutturali)

Tale tipologia di prove prevede l’applicazione su elementi strutturali di qualsivoglia tipologia di uno o più carichi localizzati attraverso l’utilizzo di uno o più martinetti oleodinamici opportunamente contrastati ad un sistema di catene e tenditori ancorati a strutture di supporto già presenti in opera o opportunamente realizzate.
L’entità dei carichi puntuali viene determinata in modo da indurre le stesse sollecitazioni massime previste sull’elemento strutturale.
La prova consiste nell’applicazione di un carico gradualmente crescente fino al limite predeterminato, eventualmente, come detto, anche con ripetizione ciclica incrementale.
Gli spostamenti e/o le rotazioni dell’elemento strutturale testato vengono rilevati in tempo reale durante l’esecuzione della prova, attraverso l’utilizzo di trasduttori di spostamento, l’uso misure ottiche ad alta precisione, il ricorso ad inclinometri.

PROVA DI CARICO CON ZAVORRE

In tale tipologia di prova, in alternativa all’uso di martinetti oleodinamici, è possibile in ricorso a zavorre opportunamente dimensionate ed applicate.
Ad esempio per elementi strutturali di piano (solai e travi) un carico uniformemente distribuito può essere materializzato a mezzo di serbatoi ad acqua (rigidi o flessibili) oppure mediante il ricorso a disposizioni uniformi di materiale pesante. La prova consiste nell’applicazione del carico per step crescenti fino al raggiungimento delle massime sollecitazioni di progetto e nel successivo scarico. Le modalità e le tempistiche connesse a questo tipo di prova rendono spesso difficoltosa l’applicazione di più cicli di carico e scarico (prova di carico ciclica).
Gli spostamenti e/o le rotazioni dell’elemento strutturale testato vengono rilevati in tempo reale durante tutto l’andamento della prova, attraverso l’utilizzo di trasduttori di spostamento, l’uso di misure ottiche ad alta precisione, il ricorso ad inclinometri.

PROVE DI CARICO SU PARAPETTI

In tale tipologia di prova si prevede l’applicazione sul parapetto da testare di uno o più carichi concentrati staticamente equivalenti al carico lineare di progetto previsto dalle norme tecniche di riferimento. I carichi vengono in genere materializzati mediante un sistema idraulico di martinetti oleodinamici.
Durante l’esecuzione della prova vengono misurati in tempo reale gli spostamenti della struttura, così da valutarne il comportamento elastico e la reversibilità degli spostamenti all’annullamento del carico.
Per i parapetti è prassi di Tasq realizzare: un rilievo geometrico di dettaglio del parapetto, la modellazione per elementi finiti dello stesso con carico pari a quello normativamente prescritto, il ricalcolo dello stesso al fine individuare il layout di carico staticamente equivalente a quest’ultimo.

PROVE DI CARICO SU PONTI

Le prove di carico sui ponti prevedono in genere l’applicazione di carichi mediante automezzi (autocarri, …) con caratteristiche e carico noto e verificato con cedolini di pesa. Il alcuni casi è possibile l’utilizzo esclusivo o integrativo di zavorre mobili (serbatoi idrici, materiale inerte, …). Il posizionamento dei carichi e la loro sequenza di applicazione vengono preventivamente concordati con la direzione lavori e/o il collaudatore dell’opera.
L’evoluzione deformativa dell’impalcato del ponte, acquisita durante tutto lo svolgimento della prova, viene rilevata attraverso l’utilizzo di trasduttori di spostamento, l’uso di misure ottiche ad alta precisione, il ricorso ad inclinometri.

PROVE DI CARICO SU PALI DI FONDAZIONE

Le prove di carico sui pali di fondazione permettono di determinare la capacità portante dei singoli pali, in condizioni di esercizio o di collasso. Possono essere realizzate infatti sia prove su pali pilota, al fine di determinare la curva carico-spostamento fino a collasso, sia di collaudo su pali destinati all’esercizio permanente.
La prova consiste nell’applicazione di un carico progressivamente crescente, eventualmente anche con l’introduzione di cicli di carico, a mezzo di martinetti oleodinamici contrastati su zavorre o su strutture di contrasto realizzate al hoc.
Gli spostamenti vengono misurati attraverso sensori di spostamento a testa palo con tutte le cautele necessarie per poter scontare gli effetti delle variazioni termiche e dei cedimenti superficiali del terreno nell’intorno del palo.