Model Updating based on Ambient Vibration Tests for specific bridge typologies in the Italian inventory

Bridges are critical components of road infrastructure, and it is of paramount importance that they are maintained in an optimal state in order to ensure public safety and the continuity of transportation services. The recent collapse of the Morandi Bridge in Genoa, Italy, has highlighted the critical necessity for accurate assessment and monitoring of bridge conditions in order to prevent catastrophic failures. An accurate comprehension of the current condition and actual behavior of bridges is indispensable for the formulation of effective maintenance strategies and the prevention of critical failures. While the Finite Element Method (FEM) improves the accuracy of structural safety assessments, there are numerous uncertainties and assumptions associated with the implementation of numerical models. Consequently, numerical results require validation through experimental measurements. This thesis aims to develop and apply specific model updating strategies based on ambient vibration testing (AVT) for multiple purposes, including reducing modeling uncertainties, detecting potential damage, and assessing the effectiveness of structural reinforcement interventions. AVT has been demonstrated to be an effective technique for capturing the true dynamic behavior of structures without disrupting traffic flow, thereby providing crucial data for the model updating process. By integrating AVT-derived experimental data with precisely calibrated Finite Element (FE) models, the research seeks to enhance the accuracy of bridge safety evaluations. The findings demonstrate that this integrated approach significantly improves the understanding of bridge structural behavior. This improved insight supports informed decision-making in bridge management and maintenance, thereby contributing to increased public safety and the reliability of transportation services

I ponti sono componenti critici dell'infrastruttura stradale ed è di fondamentale importanza che siano mantenuti in uno stato ottimale per garantire la sicurezza pubblica e la continuità dei servizi di trasporto. Il recente crollo del ponte Morandi a Genova, in Italia, ha messo in evidenza la necessità fondamentale di un'accurata valutazione e monitoraggio delle condizioni dei ponti, al fine di prevenire crolli disastrosi. Una comprensione accurata delle condizioni attuali e del comportamento effettivo dei ponti è indispensabile per la formulazione di strategie di manutenzione efficaci e per la prevenzione di situazioni critiche. Sebbene, da un lato, l'uso del metodo degli elementi finiti (FEM) aumenti l'accuratezza della valutazione della sicurezza strutturale, dall'altro, esistono molte incertezze e assunzioni durante l'implementazione del modello numerico. Pertanto, i risultati numerici devono essere validati tramite misurazioni sperimentali. Questa tesi si propone di sviluppare e applicare specifiche strategie di aggiornamento dei modelli basate sulle prove di vibrazione ambientale (AVT) per molteplici scopi, tra cui la riduzione delle incertezze della modellazione, l'individuazione di potenziali danni e la valutazione dell'efficacia degli interventi di rinforzo strutturale. È dimostrato che l'AVT è una tecnica efficace per catturare il vero comportamento dinamico delle strutture senza interrompere il flusso del traffico, fornendo così dati cruciali per il processo di aggiornamento dei modelli numerici. Integrando i dati sperimentali derivati dall'AVT con modelli agli elementi finiti (FE) opportunamente calibrati, tale ricerca mira a migliorare l'accuratezza delle valutazioni della sicurezza dei ponti. I risultati dimostrano che questo approccio integrato migliora significativamente la comprensione del comportamento strutturale dei ponti. Questa migliore comprensione supporta un processo decisionale informato nella gestione e nella manutenzione dei ponti, contribuendo così ad aumentare la sicurezza pubblica e l'affidabilità dei servizi di trasporto