I sistemi idraulici a controllo digitale offrono un aiuto essenziale nel posizionamento di un ponte ferroviario
Le condizioni dell'area, talvolta rendono impossibile la costruzione di un ponte sul posto. In questi casi il ponte deve essere assemblato in un sito o su un terrapieno adiacente e poi spostato nella posizione definitiva. Questo è quanto è accaduto a Schaerbeke, Bruxelles, dove un ponte ferroviario in acciaio lungo 140 metri e con un peso di oltre 1.600 tonnellate, doveva essere fatto scorrere su una serie di binari preesistenti. Enerpac è stata chiamata per monitorare idraulicamente il movimento e le forze necessarie durante lo spostamento con il proprio "Sistema di sollevamento sincronizzato" digitale e apportare correzioni, laddove necessario.
Il nuovo ponte ferroviario a Bruxelles è stato costruito per conto delle ferrovie belghe dalla Victor Buyck Steel Construction, una grande azienda belga di costruzioni in acciaio operante a livello internazionale. Il ponte è stato fornito in parti ed assemblato da un lato del nuovo viadotto ferroviario. Il ponte era pronto per essere spostato in posizione alla fine di ottobre. Dato l'intenso traffico ferroviario normalmente presente sulle linee dove era previsto il posizionamento del ponte e la necessità di bloccare il traffico durante lo spostamento, ai costruttori sono state concesse solo 48 ore per spostare il ponte nella corretta posizione.
Una complessa azione di forze combinate
Il ponte ferroviario lungo 140 metri e con un peso di 1.600 tonnellate è completamente sotto controllo.
Il "sistema sincronizzato di sollevamento" integra i sistemi idraulici con un sistema di monitoraggio e di controllo digitale.
Una costruzione in acciaio potrebbe essere definita rigida e non flessibile, ma ciò è assolutamente falso. Soprattutto nel caso di un ponte ferroviario in acciaio lungo 140 metri e con un peso di oltre 1.600 tonnellate. Durante il movimento, si sviluppano forze enormi. Sotto l'influenza di tali forze, la costruzione in acciaio e in particolare la sovrastruttura, sono soggette a elevate tensioni in costante modifica e sicuramente tenderanno a piegarsi.
Per ottenere un'azione di forze combinate sviluppate uniformemente durante lo spostamento del ponte ferroviario e per evitare che tali tensioni diventassero eccessive, le forze di trazione e di spinta sviluppate dovevano essere misurate e ridotte, laddove necessario. Inoltre, naturalmente era necessario monitorare la posizione verticale del ponte.
Il monitoraggio e la correzione del movimento eseguiti manualmente sono troppo imprecisi in questi casi. Troppe variazioni in vari punti del supporto provocano tensioni inaccettabili che possono mettere a rischio la costruzione. Inoltre, il monitoraggio e la correzione del movimento eseguiti manualmente richiedono molto tempo e i costruttori non avevano tutto quel tempo. Pertanto a Enerpac è stato richiesto di guidare il movimento del ponte ferroviario con il "Sistema di sollevamento sincronizzato" che nel frattempo aveva dato ottimi risultati in tutto il mondo.
Vagoni a piattaforma e martinetti di tensionamento a trefolo (cilindri di sollevamento per cavi)
Lo spostamento verso la sponda opposta.
Per la prima fase del movimento, è stata utilizzata una serie di vagoni a piattaforma a controllo idraulico, con assali multipli, (super-trasportatori) inseriti sotto il ponte da entrambi i lati come punti di supporto più arretrati. Dato che i vagoni potevano raggiungere solo un certo livello, per la seconda fase è stato utilizzato un sistema idraulico di trazione con martinetti di tensionamento a trefolo, un sistema di cavi per la trazione del ponte, metro dopo metro, sulla distanza rimasta. Oltre a ciò è stato fornito un sistema idraulico di arretramento e frenaggio, dato che il ponte ferroviario doveva essere lanciato su un pendio degradante con un dislivello di 2 metri. Come supporto temporaneo per le parti del viadotto durante lo spostamento, sono stati costruiti otto pilastri in acciaio. Ogni pilastro è stato fornito con una cosiddetta "traversa di traino", una traversa d'acciaio imperniata con potenti molle per compensare la forza, lo spostamento angolare e la flessione della traversa inferiore del ponte. Sotto ciascuna "traversa di traino" sono stati montati due cilindri idraulici. La funzione principale di tali cilindri era di mantenere la costruzione all'altezza corretta. Per ridurre il più possibile la resistenza durante il movimento, fra la traversa di traino e la traversa inferiore sono state applicate delle piastre di scivolamento in Teflon. Inoltre è stata applicata una punta di lancio (becco) sul lato anteriore del ponte per una distribuzione più sicura delle forze e per limitare flessioni e tensioni durante il movimento.
Forze sotto controllo
I cilindri sotto la "traversa di traino" mantengono il ponte del peso di 1.600 tonnellate esattamente all'altezza corretta.
La Victor Buyck Steel Construction ha calcolato con la massima precisione le forze e le tensioni che potevano svilupparsi su ciascun punto di supporto durante lo spostamento. Per essere in grado di controllare questa complessa combinazione di forze e apportare le eventuali correzioni necessarie, Enerpac ha installato un sistema di monitoraggio costruito appositamente. Tale sistema era costituito da un totale di 32 punti di misurazione (di cui ne sono stati utilizzati 28) distribuiti su un numero uguale di cilindri idraulici, una pompa centrale con una pressione di 700 bar, un'unità di controllo PLC ed un sistema di computer per visualizzare tutti gli spostamenti e le forze. Il responsabile di progetto J.P. Vrombaut della Victor Buyck Steel Construction si è mostrato molto soddisfatto già in fase di implementazione. Ha dichiarato: “Grazie anche a Enerpac stiamo procedendo molto più rapidamente del previsto”.
Sia la parte idraulica che quella elettronica del sistema sono stati progettati e sviluppati da un team di esperti in Spagna, presso il centro "Enerpac Centre of Excellence". Enerpac ha noleggiato il sistema e le attrezzature al cliente, in base alla politica aziendale per progetti di così ampie proporzioni. L'installazione e la messa in opera del sistema sono state eseguite dal team "Hevilifts", un gruppo di esperti Enerpac provenienti dalla Gran Bretagna. Le varie fasi del progetto: installazione, test, messa in opera e completamento, hanno richiesto un periodo di due settimane.
Sistema sincronizzato di sollevamento: sistemi idraulici digitali
Il "Sistema sincronizzato di sollevamento" integrato ed automatico di Enerpac, è una combinazione fra sistemi idraulici e sistemi di monitoraggio e di controllo digitali. A prescindere dal fatto che il progetto coinvolga un ponte o un grande edificio, il sistema offre un metodo estremamente efficiente per spostamenti e posizionamenti, sia in orizzontale che in verticale. Il sistema complessivo è costruito in modo da consentire la corretta stabilità dei vari punti di misurazione e dei cilindri, evitando che si influenzino a vicenda; inoltre il sistema verifica i metodi di misurazione e le forze in gioco. A tale scopo, il sistema di controllo riceve segnali elettronici dai sensori di movimento. Anche i valori di pressione nei cilindri sono trasmessi elettronicamente tramite sensori. Il computer calcola continuamente le forze su ciascun cilindro utilizzando i sensori di pressione. Il sistema verifica la posizione e i movimenti dei singoli cilindri e controlla pompa e valvole per mantenere le forze entro i valori corretti. In tal modo, ogni punto dell'oggetto viene spostato automaticamente, con un'operazione completamente sincronizzata, e viene posizionato con una precisione millimetrica. Quando la forza non rientra nei valori impostati, la pressione viene regolata. In questo caso, la velocità del computer viene sfruttata per inviare velocemente brevi impulsi alle valvole idrauliche. Ne consegue che i movimenti di ciascun cilindro possono essere molto inferiori rispetto al funzionamento manuale. Qualora lo spostamento di un cilindro non rientrasse nella tolleranza, viene inviato un segnale di allarme e l'intero movimento si interrompe manualmente o automaticamente.
