Sviluppo di curve di fragilità per un ponte in calcestruzzo esistente a Napoli (Italia) sotto azione sismica bidirezionale mediante analisi dinamiche non lineari al passo nel tempo.

This thesis investigates the seismic fragility of a typical two-span reinforced concrete (RC) precast T-girder bridge located in Naples, Italy. The bridge, characterised by two 17-meter spans and two column bents connected by an inverted T-cap beam with double cantilevers, was analysed via a detailed 3D finite-element model in OpenSees v3.8.0 and validated against MIDAS Civil. This study aims to offer essential insights into the seismic performance of the bridge across three representative configurations. It focuses on the interaction between precast girders and the cap beam under three cases: (i) fully fixed condition for the pier, and (ii-iii) partially fixed configurations arising from thin unreinforced elastomeric pad bearings between concrete surfaces, including the effect of 30° skew relative to the bridge's longitudinal A non-linear time history analysis was performed for 90 synthetic earthquakes, utilising the curvature ductility ratio as the primary engineering demand parameter (EDP). Based on these simulations, different levels of performance and damage limit states were identified. The study used the results of the non-linear time history analysis to assess the behaviour of the structure during seismic events and to enhance the level of resilience of bridges that are structurally analogous to the studied bridge against potential damage patterns. The results indicate that the implementation of elastomeric pad bearings markedly improves the bridge's seismic resilience. As peak ground acceleration (PGA) increases, the probability of failure for all bridge components rises across the three cases. The fixed-pier configuration is most vulnerable to pier failure, while the friction configurations experience initial failure in the bearings, then in the piers under high-intensity shaking. The cap beam is characterised by significantly higher median fragility intensities across all configurations, indicating that it is generally quite strong in the considered hazard range. KEYWORDS: Highway roadway; Elastomeric pad bearings; double-column piers with inverted T-Cap-Beam; seismic fragility; Dynamic nonlinear time history analysis; Bi-directional Ground motions

La presente tesi analizza la fragilità sismica di un tipico ponte a due campate in calcestruzzo armato (CA) con travi prefabbricate a T, situato a Napoli, Italia. Il ponte, caratterizzato da due campate di 17 metri e da due pile a doppia colonna collegate da una trave di testa a T rovescia con doppi mensoloni, è stato analizzato mediante un modello tridimensionale dettagliato agli elementi finiti sviluppato in OpenSees v3.8.0 e validato mediante confronto con MIDAS Civil. Lo studio mira a fornire indicazioni fondamentali sul comportamento sismico del ponte in tre configurazioni rappresentative. L’attenzione è rivolta all’interazione tra le travi prefabbricate e la trave di testa in tre casi: (i) condizione di incastro completo alla pila e (ii–iii) configurazioni parzialmente vincolate derivanti dalla presenza di appoggi elastomerici sottili non armati interposti tra superfici in calcestruzzo, includendo l’effetto di un angolo di obliquità (skew) di 30° rispetto all’asse longitudinale del ponte. È stata eseguita un’analisi dinamica non lineare al passo nel tempo su 90 accelerogrammi sintetici, utilizzando il rapporto di duttilità in curvatura come principale parametro di domanda ingegneristica (EDP). Sulla base di tali simulazioni sono stati individuati diversi livelli prestazionali e stati limite di danno. I risultati delle analisi dinamiche non lineari sono stati impiegati per valutare il comportamento della struttura durante eventi sismici e per incrementare il livello di resilienza di ponti strutturalmente analoghi rispetto a possibili meccanismi di danno. I risultati indicano che l’adozione di appoggi elastomerici migliora significativamente la resilienza sismica del ponte. All’aumentare dell’accelerazione massima al suolo (PGA), cresce la probabilità di collasso di tutti i componenti nelle tre configurazioni analizzate. La configurazione con pila incastrata risulta la più vulnerabile al collasso delle pile, mentre nelle configurazioni con attrito il primo elemento a raggiungere la crisi è rappresentato dagli appoggi, seguiti dalle pile in presenza di scuotimenti di elevata intensità. La trave di testa presenta valori mediani di fragilità significativamente più elevati in tutte le configurazioni, evidenziando una maggiore robustezza nell’intervallo di pericolosità considerato. PAROLE CHIAVE: Ponti stradali; Appoggi elastomerici; Pile a doppia colonna con trave di testa a T rovescia; Fragilità sismica; Analisi dinamica non lineare al passo nel tempo; Azioni sismiche bidirezionali.