L'avambecco in acciaio è progettato per una costruzione specifica tenendo conto del possibile utilizzo successivo in costruzioni simili. La struttura è stata progettata in modo che fossero possibili variazioni dimensionali in futuro (ad es. riduzione della lunghezza dell'avambecco omettendo il pezzo centrale). L'avambecco è adattato per essere collegato a una sezione in calcestruzzo tramite barre di precompressione.
Soluzione costruttiva dell'avambecco
La sovrastruttura del ponte attraversa la strada I/35 e il ruscello Mikuleč, con una campata di 62 m. Per garantire un processo di costruzione efficiente, è stato necessario progettare l'avambecco che consentisse un movimento sicuro e controllato della struttura in calcestruzzo. L'avambecco è stato progettato come elemento smontabile, la cui lunghezza può essere adattata alle specifiche condizioni di costruzione e riutilizzata in altri progetti.
La struttura portante dell'avambecco è costituita da due travi principali collegate da rinforzi spaziali, che assicurano una sufficiente rigidità dell'intero sistema. L'ancoraggio dell'avambecco alla scatolare in calcestruzzo è stato risolto utilizzando barre di precompressione, il cui dimensionamento ha dovuto tenere conto non solo dei carichi strutturali, ma anche degli effetti dinamici che si verificano durante il lancio. Il carico massimo per barra di ancoraggio era di 1567 kN, il che ha richiesto un'attenta analisi del comportamento del materiale e dell'interazione tra gli elementi in acciaio e in calcestruzzo.
Modelli di calcolo e loro importanza
Per l'analisi della costruzione sono stati creati diversi modelli di calcolo, tutti nel programma strutturale RFEM della società Dlubal Software.
Per l'analisi di base della struttura è stato creato un modello spaziale di aste. Tutte le parti della struttura (la trave dell'avambecco, controventi trasversali e longitudinali) sono costituite da aste. La sezione trasversale segmentata dell’avambecco è stata modellata nel software stand-alone SHAPE-THIN 8, includendo tutti i rinforzi longitudinali e la variazione dell’altezza della trave. I controventi sono collegati alla trave tramite collegamenti rigidi. Entrambe le travi principali sono vincolate all’inizio dell’avambecco, in corrispondenza del collegamento con la sezione a cassone del ponte. Da questo modello sono state ricavate le forze interne complessive nella trave.
Per un'analisi più dettagliata della struttura è stato creato un modello spaziale a muro-trave. La trave è stata modellata come una parete, tutte le altre parti della struttura (flange superiore e inferiore, irrigidimenti trasversali e longitudinali) sono state modellate con elementi asta.
Gli irrigidimenti sono collegati rigidamente alla trave. Entrambe le travi principali sono vincolate puntualmente (vincoli rigidi) all'inizio dell’avambecco, in corrispondenza del collegamento con la sezione a cassone del ponte. Tutti i problemi di stabilità sono stati analizzati e risolti mediante il modello, ed è stata effettuata una più accurata analisi non lineare.
Conclusioni principali e benefici del progetto
L’analisi numerica dettagliata ha permesso di ottimizzare la progettazione dell’avambecco, garantendo la capacità della struttura di trasferire in sicurezza tutti i carichi durante le fasi di varo dell’impalcato.
L’analisi della stabilità ha evidenziato che le imperfezioni iniziali presenti nella flangia superiore e nelle anime delle travi possono influenzare significativamente la stabilità globale della struttura. Questo ha portato a un'ottimizzazione della geometria e del dimensionamento degli elementi strutturali. I calcoli non lineari geometricamente avanzati hanno fornito una rappresentazione più realistica del comportamento dell’avambecco durante il varo e hanno permesso di identificare i punti critici più soggetti a deformazioni locali.
Grazie all’utilizzo di modelli computazionali avanzati, è stato possibile progettare una soluzione strutturale sicura, affidabile ed economicamente efficiente.
Questa analisi sottolinea il ruolo fondamentale che i software di calcolo moderni ricoprono nella progettazione di strutture ingegneristiche complesse, consentendo una ottimizzazione efficace in condizioni di costruzione reali.
| Posizione | Opatovec Distretto di Svitavy Repubblica Ceca |
| Sviluppo strutturale del progetto | Ing. Petr Nečesal, Ing. David Marván, PIS PECHAL, s.r.o. |
| Progetto | MI Roads a.s.| Skupina Metrostav |
