Progettazione strutturale delle barriere stradali

segnaletica &sicurezza

PROGETTAZIONE STRUTTURALE

DELLE BARRIERE STRADALI

(photo credit: www.moto.it)

LA SIMULAZIONE NUMERICA A SUPPORTO DELLE PROVE SPERIMENTALI

LA SICUREZZA STRADALE

La sicurezza stradale oggi, così come previsto dalla Circolare del MIT del 25 Agosto 2004 Prot. 3065, deve essere una delle priorità per tutti i Governi europei a livello centrale, regionale e locale, con l’unico obiettivo di ridurre drasticamente il numero di morti e feriti sulle strade. Il livello di pericolosità di una strada, ovvero il livello di gravità di un incidente, è fortemente influenzato non solo dal comportamento dell’uomo su strada, ma anche dalla tipologia di veicolo utilizzato, dalla strada stessa, dagli arredi che la costituiscono e dall’ambiente circostante. Al fine di ridurre la gravità delle conseguenze di molti incidenti, in particolare di quelli causati dalla perdita del controllo del veicolo con fuoriuscita dello stesso dalla carreggiata stradale, un compito determinante è assegnato alle barriere di sicurezza che devono garantire un adeguato livello di contenimento. Con particolare riferimento alle attività e alle verifiche che devono essere sviluppate dall’Ingegnere Progettista della sistemazione dei dispositivi di ritenuta stradale, si richiama l’attenzione su quanto prescritto dall’art. 6 delle Istruzioni Tecniche allegate al DM n° 2367 del 21/06/04. Di estrema importanza nel miglioramento della sicurez-

za delle infrastrutture viarie esistenti, è la protezione dei punti singolari quali cuspidi, interferenze con opere d’arte o ostacoli non eliminabili, in cui spesso non sono disponibili spazi sufficienti all’inserimento e al funzionamento di alcun dispositivo di ritenuta omologato.

PROGETTAZIONE DI BARRIERE NON OMOLOGATE PER UN TRATTO STRADALE DELLA S.S. 16

Lo studio condotto ha riguardato la messa in sicurezza del tratto stradale della S.S. 16 “Adriatica” in provincia di Lecce, che rappresenta una delle due principali vie di comunicazione tra il Salento e il resto della viabilità nazionale, e che è interessato 1A e 1B. La planimetria del tratto stradale

2. Vista del modello di calcolo

da un importante pendolarismo quotidiano e da un notevole traffico durante la stagione turistica. Nel tratto stradale oggetto di intervento, le principali criticità riscontrate hanno riguardato la presenza di ostacoli fissi posti a una distanza dal margine della carreggiata non compatibile con la larghezza operativa della barriera di sicurezza prevista, in condizioni di urto del veicolo in svio. Pertanto, al fine di garantire la deformazione massima consentita dalla specifica situazione in sito e attenuare allo stesso tempo le conseguenze di un eventuale incidente, si è dovuto ricorrere al progetto di barriere di sicurezza non omologate. La soluzione adottata ha previsto la riduzione dell’interasse tra i montanti fino ad ottenere una deflessione massima risultante di una qualsiasi parte dell’elemento di contenimento, compatibile con la larghezza operativa richiesta.

LA SIMULAZIONE NUMERICA DEL CRASH TEST CON SOFTWARE FEM

Per l’analisi della deformazione risultante in condizioni d’urto si è sviluppato, mediante il software di calcolo SOFiSTiK FEA 2020, un modello agli elementi finiti tale da simulare uno specifico crash test su cui il modello stesso è stato calibrato. Nello specifico, la validazione è stata condotta per una barriera bordo laterale di classe N2 e larghezza operativa W4 sulla base dei risultati delle prove di crash test a disposizione. Si è proceduto con la simulazione dell’impatto applicando una forza di intensità pari all’urto durante la prova di crash test e si è verificato

5. I risultati dell’analisi FEM che la deformazione risultante dall’analisi fosse simile a quella fornita dalla prova stessa. Successivamente, in seguito alla validazione del modello, si è proceduto riducendo l’interasse tra i montanti fino a ottenere valori di deformazione compatibili con la distanza di progetto tra margine stradale ed ostacolo fisso.

PROGETTAZIONE BARRIERE

4. Vista del modello FEM deformato

3. Vista del modello FEM

6. Immagine del crash test reale

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Di fondamentale importanza per il funzionamento dei dispositivi di sicurezza del tipo nastri e paletti è la tipologia di terreno di infissione. Per simulare il terreno di infissione nel modello di calcolo, si sono inserite molle con rigidezza assiale e trasversale definita al fine di ottenere una risposta più precisa della barriera di sicurezza in funzione delle reali condizioni al contorno. Si è ricorso anche a una simulazione dell’urto tramite analisi dinamica al passo (variando massa del veicolo, velocità d’impatto, angolo d’impatto, terreno d’infissione, cordolo in c.a.,

ecc. e utilizzando delle molle di contatto non lineari), che ha permesso di evidenziare come l’urto non si esplichi in un singolo punto e unico momento, ma si ripartisca tra la parte anteriore e posteriore del veicolo.

CONCLUSIONI

La progettazione del miglioramento della sicurezza stradale è strettamente connessa allo specifico contesto territoriale in cui si inserisce la tratta oggetto di intervento. La risoluzione dei punti singolari è pertanto il passaggio obbligato per l’adeguamento dei dispositivi di ritenuta esistenti. Le simulazioni FEM sono uno strumento fon7. L’animazione dell’analisi al passo damentale per l’analisi dello stato deformativo e tensionale di una determinata barriera di sicurezza in condizioni non omologate. La modellazione agli elementi finiti, sulla base di specifici parametri di input quali angolo di impatto, velocità e massa del veicolo in svio, permette di simulare il comportamento del dispositivo di sicurezza nelle condizioni definite da uno specifico crash test. Ad oggi, tale metodologia di progettazione si può considerare tra le più efficaci in termini di affidabilità dei risultati ottenuti. n (1) Ingegnere, Amministratore e Direttore Tecnico di Etacons Srl (2) Ingegnere Civile Strutturista

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