Tiranti, stralli, controventature e funi metalliche portanti lavorano con un tiro di progetto che deve restare dentro una finestra piuttosto stretta: troppo basso, e la struttura perde rigidezza e comincia a oscillare; troppo alto, e ci si avvicina pericolosamente al carico ammissibile della fune e degli ancoraggi. Sapere come misurare tensione di cavi e funi in modo ripetibile è quindi parte integrante del collaudo strutturale, non un accessorio.
La misura del tiro su un elemento teso non è mai una lettura isolata. È una procedura che parte dalla geometria dell’elemento, prosegue con la scelta consapevole del metodo, richiede più ripetizioni e alcune correzioni analitiche, e si chiude con un confronto formale rispetto ai valori di progetto. Ogni passaggio omesso si traduce in un errore che può superare facilmente il dieci per cento del valore cercato, un margine inaccettabile su un elemento portante.
Questa procedura descrive la sequenza operativa completa: preparazione e raccolta dei dati del cavo, scelta fra approccio vibrazionale e misura diretta, esecuzione del rilievo con identificazione delle armoniche, interpretazione del dato rispetto ai criteri di accettazione, registrazione e riverifica dopo l’assestamento. I riferimenti normativi richiamati sono EN 12385-4, EN 1993-1-11, ISO 4309 e ISO 376, che coprono rispettivamente le funi a trefoli, i tiranti strutturali, l’ispezione delle funi in servizio e la taratura degli strumenti di misura della forza.
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Preparazione: dati geometrici del cavo e stato degli ancoraggi
Prima di avvicinarsi al cavo occorre raccogliere quattro dati: la lunghezza libera effettiva fra i vincoli, il diametro nominale, la massa lineare e il modulo elastico dichiarato dal fabbricante. La lunghezza libera è il parametro più critico, perché entra al quadrato nel calcolo del tiro: va misurata fra i punti di vincolo reali, tenendo conto di manicotti, forcelle e tratti irrigiditi dai capicorda, non fra i punti nominali di disegno. Massa lineare e modulo si ricavano dalla documentazione della fune secondo EN 12385-4. Segue l’ispezione visiva degli ancoraggi, dei capicorda e della zona di uscita dalla testa, alla ricerca di fili rotti, corrosione o deformazioni secondo i criteri di ISO 4309. Infine si mette in sicurezza l’area: un tirante in tensione che cede libera energia elastica considerevole.
Come misurare tensione di cavi e funi: metodo vibrazionale o misura diretta
Il metodo vibrazionale è l’approccio più usato in opera: si fissa un accelerometro sul cavo, si eccita l’elemento manualmente e si leggono le frequenze proprie di vibrazione, dalle quali si ricava il tiro noti la massa lineare e la lunghezza libera. È non invasivo, rapido e applicabile a stralli lunghi e snelli. La misura diretta si impiega quando la geometria non favorisce la vibrazione: si interpone una cella di carico all’ancoraggio, ottenendo il valore di forza senza passare da alcun modello, oppure si applica il metodo a flessione trasversale, spingendo la fune di una freccia nota e misurando la forza necessaria, soluzione adatta a tratti corti. La scelta dipende da lunghezza libera, accessibilità dell’ancoraggio e incertezza richiesta dal collaudo.
Esecuzione del rilievo: eccitazioni, armoniche e correzioni
Il rilievo vibrazionale non si esaurisce in una singola eccitazione. Si eseguono almeno tre o cinque solleciti in punti diversi del tratto libero, evitando i nodi delle armoniche più basse, e si registra ogni transitorio fino al completo smorzamento. Dallo spettro si identificano le prime armoniche e si verifica che siano approssimativamente equispaziate: uno scostamento crescente segnala l’influenza della rigidezza flessionale, per la quale va applicata la correzione prevista dai modelli di trave tesa. Si media quindi il tiro calcolato sulle diverse armoniche, scartando i valori anomali. Va infine corretta la lunghezza libera reale, includendo l’effetto irrigidente di eventuali smorzatori o collari intermedi. Con la cella di carico la sequenza si semplifica, ma resta necessaria la ripetizione della lettura a carico stabilizzato.
Interpretazione del dato e criteri di accettazione del tiro
Il valore ottenuto va confrontato su due fronti. Il primo è il tiro di progetto: il progettista definisce una tolleranza, tipicamente espressa in percentuale, dentro la quale il singolo elemento deve rientrare perché la distribuzione delle forze nella struttura resti quella prevista. Il secondo è il carico di rottura minimo della fune: EN 1993-1-11 fissa i limiti di esercizio per i tiranti strutturali, e il tiro misurato deve mantenere un margine adeguato rispetto a quel valore, sia in condizione permanente sia sotto i carichi variabili. Vanno inoltre confrontati fra loro gli elementi simmetrici: uno scarto sistematico fra due tiranti gemelli indica un problema di regolazione o un assestamento non uniforme degli appoggi, anche quando entrambi i valori rientrano nella tolleranza.
Verbale di collaudo, tracciabilità e riverifica dopo l’assestamento
Ogni rilievo confluisce in un verbale di collaudo che riporta identificazione dell’elemento, dati geometrici assunti, metodo impiegato, frequenze o forze lette, tiro calcolato, correzioni applicate e tolleranza di riferimento. Vanno allegati i certificati di taratura degli strumenti: le celle di carico si tarano secondo ISO 376, mentre la catena di misura vibrazionale richiede la verifica periodica della sensibilità dell’accelerometro. La procedura non si chiude alla prima campagna: dopo l’assestamento della struttura, degli ancoraggi e dei trefoli, il tiro cambia, e va programmata una riverifica a distanza con lo stesso metodo e gli stessi punti di misura, così da rendere i dati confrontabili nel tempo.
Per approfondire criteri, strumenti e casi applicativi si può consultare la pagina dedicata alla tensione di cavi e funi, che raccoglie il quadro completo del controllo del tiro su elementi strutturali tesi.
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