Ponte reticolare modulare per la costruzione di autostrade: progettazione, montaggio e consegna

La costruzione di autostrade è una corsa contro il calendario. Ogni settimana che una deviazione, un percorso di trasporto o un attraversamento di un fiume restano fuori servizio, il progetto perde denaro e gli utenti della strada ne pagano le spese. Un ponte reticolare modulare per la costruzione di autostrade risponde a questa pressione con un'idea semplice: produrre la struttura da pannelli di acciaio standard, consegnarla su normali camion, fissarla insieme in pochi giorni e aprirla al pieno carico dell'autostrada.

Siamo Wuxi Rongbro Intelligent Equipments Co., Ltd., un'azienda di produzione e installazione di acciaio con sede a Wuxi, Cina. Dal 2009 progettiamo, produciamo e installiamo componenti prefabbricati in acciaio di alta precisione per impianti industriali, edifici pubblici, attrezzature portuali e petrolchimiche e strutture di trasporto compresi i ponti autostradali. Questa guida raccoglie i punti pratici sollevati dai nostri ingegneri ogni volta che un cliente chiede informazioni su un ponte reticolare modulare per un progetto autostradale.

Cosa rende modulare un ponte reticolare?

Un ponte reticolare modulare è una travatura reticolare prefabbricata in acciaio costruita con pannelli ripetuti. Invece di essere saldato insieme sul posto, viene assemblato da unità prodotte in fabbrica che condividono la stessa geometria di connessione, in modo che un pannello possa essere aggiunto, rimosso o sostituito senza riprogettare l’intera struttura. La lunghezza dei pannelli di circa 3 m rappresenta la norma del settore e la campata può essere estesa semplicemente aggiungendo campate.

Un kit tipico contiene:

• Pannelli reticolari standard con correnti superiori e inferiori, verticali e diagonali, uniti da bulloni con presa ad attrito ad alta resistenza;
• Travi e traversi del solaio dimensionati in base alla larghezza della carreggiata e al carico di traffico richiesti;
• Unità di impalcato - lamiera d'acciaio, calcestruzzo prefabbricato, legno o grigliato aperto - installate dopo che la capriata è in piedi;
• Appoggi, giunti di dilatazione, cordoli, parapetti e piastre di avvicinamento;
• Finiture in acciaio zincato o resistente agli agenti atmosferici, oltre a bulloni, packer e ricambi necessari per la manutenzione.

Le campate singole da circa 12 ma 60 m sono di routine, mentre le configurazioni a campate multiple superano regolarmente i 100 m dove i pilastri sono economici. Sono tutti disponibili layout di traliccio passante, traliccio pony e traliccio di coperta, quindi lo spazio verticale e la geometria di avvicinamento raramente impongono una riprogettazione su misura.

Dove si inseriscono i ponti reticolari modulari nella costruzione di autostrade

In un programma autostradale, le strutture reticolari modulari compaiono in cinque situazioni ricorrenti:

• Ponti di deviazione temporanei che trasportano il traffico in tempo reale attorno a un ponte principale o uno svincolo in costruzione, quindi scendono e si spostano al sito successivo;
• Accesso alla costruzione e ponti di trasporto attraverso fiumi, canali e burroni, dimensionati per betoniere, piattaforme di palificazione e gru piuttosto che per il carico finito sulle autostrade;
• Attraversamenti permanenti di breve portata su strade rurali, percorsi secondari e rampe, dove la velocità di costruzione conta più della finitura architettonica;
• Lavori di ampliamento graduali , mantenendo aperta una carreggiata mentre si ricostruisce l'altra;
• Sostituzione d'emergenza dopo inondazioni, devastazioni o danni ai veicoli, quando è necessaria una traversata in settimane anziché in stagioni.

Poiché gli stessi pannelli possono fungere da deviazione temporanea, quindi essere smantellati e ricostruiti come ponte permanente altrove, i sistemi modulari spesso offrono il costo complessivo più basso rispetto a qualsiasi opzione di breve durata, in particolare quando un progetto prevede diversi attraversamenti da risolvere.

La disciplina di fabbricazione alla base di tale prestazione è la stessa disciplina che applichiamo alle strutture in acciaio autostradali più pesanti. Nella sezione 3 della Fengxin Expressway, il nostro ambito copriva la trave scatolare in acciaio dell'ottava campata, che richiedeva la stessa precisione nei dettagli, il controllo della saldatura e la logistica di sollevamento pesante richiesti da un programma di tralicci modulari.

Trave scatolare in acciaio dell'ottava campata della sezione 3, linea Fengxin Express, città di Zunyi, provincia di Guizhou Nel 2017 è stata completata l'ottava trave scatolare in acciaio della sezione 3 della linea Fengxin Express nella città di Zunyi, nella provincia di Guizhou. Il progetto è stato ideato e contratt... Visualizza il prodotto →

Considerazioni sulla progettazione e sull'ingegneria per i carichi autostradali

Campata, geometria e coefficiente di carico

Tutto inizia con il modello di carico in vigore – AASHTO LRFD HL-93, Eurocodice LM1 o il codice stradale locale – e il veicolo più pesante che il ponte vedrà mai, che per un ponte trasportatore è spesso una gru cingolata piuttosto che un camion. La profondità della travatura reticolare è solitamente impostata tra un ottavo e un decimo della campata per una struttura efficiente, e i limiti di deflessione del carico variabile, comunemente L/800 per i ponti autostradali, dovrebbero essere controllati tempestivamente, perché spesso governano la profondità piuttosto che lo stress. L'inclinazione, la pendenza longitudinale, il gioco verticale e l'affaticamento derivante dai cicli ripetuti del carrello necessitano tutti di conferma prima dell'inizio della fabbricazione.

Opzioni del ponte e superfici di usura

L'impalcato decide sia il carico proprio sul traliccio che il profilo di manutenzione nei prossimi vent'anni.

Protezione dalla corrosione, fatica e durata

I ponti autostradali convivono con sale antighiaccio, spruzzi e traffico abrasivo. La zincatura a caldo applicata dopo tutte le operazioni di saldatura e perforazione è la protezione predefinita per i pannelli modulari e i fori per i bulloni, i fori di sfiato e i percorsi di drenaggio devono essere progettati in modo tale che l'acqua non rimanga mai intrappolata all'interno di una sezione chiusa. La fatica è l'altro problema a lungo termine: le connessioni bullonate con giunzioni adeguatamente dettagliate si comportano bene sotto carichi ripetuti, ma i dettagli devono essere rivisti rispetto alla categoria di fatica pertinente e la coppia dei bulloni deve essere verificata nuovamente dopo i primi mesi di servizio.

Fabbricazione, dettagli e controllo qualità

I ponti modulari sono affidabili tanto quanto il negozio che li realizza. I dettagli vengono prima di tutto: un modello 3D completo, progettazione delle connessioni, controlli di collisione con cuscinetti e giunti di dilatazione e un sistema di numerazione dei pannelli che sopravvive alla spedizione e alla movimentazione in cantiere. La nostra guida a disegno e dettaglio della struttura in acciaio stabilisce come tale processo protegge il programma e il budget.

Nella produzione, le priorità sono:

• Saldatura secondo procedure qualificate, con controlli dimensionali a livello di pannello anziché a fine montaggio;
• Assemblaggio di prova di almeno una campata in officina, in modo che i fori dei bulloni, la campanatura e l'allineamento siano provati prima che l'acciaio lasci la fabbrica;
• Zincatura dopo la fabbricazione, con spessore del rivestimento verificato mediante misurazione;
• Contrassegno, imballaggio e caricamento dei contenitori pianificati in base alla sequenza di montaggio, non alla comodità.

Costruzione su progetti di autostrade in tempo reale

La maggior parte dei ponti reticolari autostradali vengono costruiti in condizioni di traffico limitato, il che rende il piano di costruzione importante quanto la progettazione. Tre metodi coprono quasi tutti i casi: montaggio di una gru da una corsia chiusa o da una corsia d'emergenza, varo a sbalzo su un corso d'acqua o una carreggiata attiva e montaggio su un traliccio temporaneo con pannelli sollevati in posizione. Chiusure notturne e nei fine settimana, un piano di gestione del traffico praticabile e una sequenza di connessione bullonata che mantenga stabile la travatura reticolare in ogni fase fanno tutti parte del pacchetto.

Una volta chiusa la capriata, viene installato l'impalcato, vengono posizionati i giunti di dilatazione e le lastre di avvicinamento e viene rilevato l'allineamento finito prima dell'apertura del ponte. I progetti all'estero aggiungono all'elenco le spese di spedizione, le dogane e la supervisione locale: nel progetto della centrale elettrica netta da 337 MW/305 MW in Bangladesh, il nostro scopo includeva un ponte di accesso che attraversava un canale, dove la sequenza di montaggio e la logistica del sito decidevano il programma tanto quanto l'acciaio.

Ponte di avvicinamento che attraversa il canale - Progetto EPC per una centrale elettrica da 337 MW/305 MW (netti) del Bangladesh Il ponte di accesso che attraversa il canale fa parte del progetto EPC della centrale elettrica da 337 MW/305 MW (netti) del Bangladesh, intrapreso nel 2014 nell'ambito del contratto EPC dalla Cina... Visualizza il prodotto →

Riutilizzo, rilocalizzazione e valore per tutta la vita

Un vantaggio di una capriata modulare imbullonata è che è una risorsa, non una rovina. Un ponte di deviazione può essere smontato, ispezionato, nuovamente zincato dove necessario e ricostruito nel progetto successivo; un attraversamento permanente che viene successivamente ampliato può avere campate aggiunte invece di essere sostituite. L’acciaio conserva anche il valore del rottame alla fine del suo ciclo di vita e il riutilizzo dei componenti esistenti evita il carbonio incorporato nel nuovo calcestruzzo. Per i proprietari che gestiscono diversi siti, tale riutilizzabilità può trasformare un acquisto una tantum in una flotta di attraversamenti.

Scelta di un partner per la fabbricazione e l'installazione

I ponti reticolari modulari si trovano nel punto di intersezione tra la fabbricazione dell'acciaio, l'ingegneria del ponte e l'installazione in cantiere, quindi il fornitore dovrebbe essere in grado di realizzarli tutti e tre. Produciamo componenti prefabbricati in acciaio di alta precisione dal 2009 e abbiamo fornito impianti industriali, edifici pubblici, strutture portuali e petrolchimiche e progetti di trasporto per clienti tra cui produttori multinazionali; puoi saperne di più sulla nostra azienda e come lavoriamo.

Quando valuti un partner per un attraversamento autostradale, chiedi dettagli interni, zincatura e assemblaggio di prova, referenze su ponti comparabili, un programma di consegna realistico e una squadra nominata sul posto con una dichiarazione di metodo per la costruzione in condizioni di traffico. Gli attraversamenti fluviali come il ponte Tashan Road sul fiume Xinlai nella contea di Laian, nella provincia di Anhui, mostrano quanto il risultato dipenda da tale capacità combinata.

Ponte stradale di Tashan che attraversa il fiume Xinlai, contea di Laian, provincia di Anhui Il ponte stradale Tashan che attraversa il fiume Xinlai nella contea di Laian, provincia di Anhui, è un progetto di ponte con struttura in acciaio completato nel 2016. Il ponte adotta una doppia trave... Visualizza il prodotto →

Punti chiave per il tuo prossimo attraversamento autostradale

1. Confermare il modello di carico applicabile e il veicolo da cantiere più pesante prima di dimensionare la travatura reticolare.
2. Controllare tempestivamente i limiti di deflessione, perché spesso determinano la profondità del traliccio.
3. Scegli l'impalcato in base alla capacità di carico morto, al metodo di montaggio e alla manutenzione a lungo termine, non solo al primo costo.
4. Galvanizzare dopo la fabbricazione e dettagliare ogni sezione chiusa in modo che l'acqua possa defluire.
5. Acquista da un partner che dettaglia, fabbrica e installa: quell'unico punto di responsabilità è ciò che mantiene l'apertura di un'autostrada nei tempi previsti.