Enerpac:Editoriale



Una nuova grande opera dell’ingegneria strutturale francese e della tecnologia idraulica ispano-americana.

Viadotto Millau, Francia: il ponte più alto del mondo

Nel giugno dello scorso anno è stato assegnato alla Enerpac (tecnologia idraulica) il contratto per la fornitura del sistema idraulico per il sollevamento dei piloni temporanei e del posizionamento del tavolato del ponte del Progetto del Viadotto di Millau. Oggi i lavori sono in piena esecuzione e la storia viene scritta mentre parliamo: il ponte più alto del mondo è in costruzione.
Il Tavolato del Ponte

Gli studi relativi al Viadotto Millau erano iniziati già nel 1988, con l’obbiettivo di porre termine alla congestione dell’A75, l’autostrada che collega Parigi a Barcellona. Dopo aver considerato diverse varianti stradali, il 28 giugno 1989 il CETE (Centro studi per l’attrezzatura tecnica 1) di Aix-en-Provence aveva selezionato la variante “di mezzo” che passava all’est di Millau sul fiume Tarn. Questa 'soluzione elevata', comprendeva un grande viadotto, che ‘sorvolava’ la valle del Tarn senza scendere in basso ed evitando in tal modo la necessità di una galleria. Questa è stata l’opzione preferita a partire dal 1991, dato che influiva appena sull’ambiente e garantiva una miglior sicurezza rispetto all’altra variante. Gli studi dettagliati cominciarono nel 1993 e nel 1994 fu indetta una gara d’appalto ristretta, a cui parteciparono cinque squadre di architetti: la vincitrice risultò la soluzione proposta dal gruppo che comprendeva le società d’ingegneria francesi Sogelerg, EEG, SERF e Foster, nel 1996.

Dal progetto alla costruzione

Il progetto Foster, impressionante per la sua estetica e la sua dimensione, non era proprio facile da costruire senza affrontare le difficoltà inerenti ai costi. Supportato da due imposte d’arco e da sette piloni, esso infatti sorvola i 2460 m di larghezza della valle del Tarn ad un’altezza centrale di 245 m, con campate di 204 m tra le imposte ed i primi e gli ultimi piloni e campate di 342 m tra i piloni restanti, la cui altezza varia tra i 70 m del primo e i 340 m del terzo pilone. La struttura è multi-supportata, con rinforzi verticali cavi di cemento a forma di diapason che sostengono le due carreggiate a partire dal centro. Tali carreggiate presentano una larghezza totale di 27,35 m, sufficienti per tre corsie per ogni ordine di marcia (di cui soltanto due verranno messe in servizio all’inizio) e spallette rigide da ambo i lati.


A75 zwischen Paris und Barcelona

Dal punto di vista dei guidatori, il viadotto presenta un lieve declivio (3,035 % da nord a sud) e una curva dolce (raggio: 20.000 m). Si eleva a 270 m sopra il livello del terreno al centro, ma il pilone centrale, con i suoi supporti, supera i 340 m d’altezza, il che significa che è più alto del 14 % rispetto alla torre Eiffel. Erano stati analizzati due tipi di tavolato, in cemento e in acciaio, ed è stato prescelto quest’ultimo tipo, dato che si presta a una struttura più sottile, la quale garantisce non soltanto una miglior estetica (il tavolato in cemento avrebbe richiesto uno spessore di 4,6 m), ma anche una maggior sicurezza, sia durante il periodo di costruzione sia per il servizio operativo.

27.000 metri cubi di cemento, 19.000 tonnellate di acciaio per l’armamento del cemento e 5.000 tonnellate di acciaio di rinforzo per cavi e ricoprimenti rappresentano le esigenze della costruzione. Si è deciso di utilizzare il cemento ad alte specifiche B60 per i piloni e le chiusure di forma variabile delle parti metalliche ad autopresa.

Una volta resa la decisione della configurazione finale dei lavori, in data 9 luglio 1996, restava da determinare l’esecutore e il modo di conduzione dei lavori. Parecchie società avevano partecipato alla gara indetta per la concessione, ma il Dipartimento francese dei trasporti e lavori pubblici ha selezionato alla fine il Gruppo di lavori pubblici Eiffage (terzo come dimensione in Francia e quinto in Europa), che ha creato per questa specifica operazione una società apposita, la Compagnia Eiffage del Viadotto di Millau. A questa impresa fu elargita una concessione operativa di una durata di 75 anni come contropartita per il finanziamento dei lavori, il cui costo venne stimato (al momento dell’inizio dei lavori di costruzione) a € 300.000.000, a cui dovevano essere aggiunti altri € 20.000.000 per i caselli di pedaggio posti 6 km più a nord.

Il progetto era stato concepito per resistere alle più estreme condizioni sismiche e metereologiche, e la sua operatività senza incidenti è garantita per almeno 120 anni. I maggiori problemi costruttivi erano rappresentati dall’edificazione del tavolato, di una massa di 36.000 tonnellate e che doveva essere esteso in avanti a partire da ambedue le estremità del ponte. Gli elementi saranno prefabbricati nei siti di Eiffel, Lauterbourg e Fos-sur-Mer, e per tale operazione di spinta si utilizzerà un gruppo di 64 martinetti idraulici. Il 'lavoro' imposto da ciascuna delle sei campate centrali, di 342 m, ha reso necessaria l’installazione di cinque piloni temporanei, la cui costruzione è stata affidata alla filiale spagnola della società Enerpac.

Sistema idraulico di sollevamento dei piloni temporanei intermedi

3 Sette pilono intermedi temporanei sono richiesti in posizione tra i piloni definitivi per poter ‘lanciare’ l’estensione del tavolato



Durante la progettazione del Viadotto diMillau, Eiffel, una società sussidiaria del Gruppo Eiffage, specialista in costruzioni metalliche, aveva stimato che fossero richiesti sette piloni intermedi temporanei posizionati tra i piloni definitivi per poter  'lanciare' il tavolato durante la costruzione. Due dei piloni temporanei, alle estermità della struttura, saranno installati direttamente grazie a una gru, data la loro ridotta altezza rispettivamente di 20 m e 12 m, ma l’elevazione dei restanti 5 piloni andava da 87,5 m a 163,7 m. Per questo scopo, per il sollevamento dei piloni temporanei è stato ideato un sistema telescopico, di cui la parte idraulica verrà eseguita dalla filiale spagnola della società Enerpac.

Una volta innalzato il pilone, il macchinario che comprende il sistema idraulico viene smontato e trasferito alla posizione d’installazione del pilone successivo.

Il sistema telescopico consiste in due parti:

Sistema telescopico di sollevamento dei piloni temporanei.

  • La prima è rappresentata da una struttura cubica di 12 m di lato, contenente l’intero sistema, e attrezzata con una “scaffalatura dentata” graduata in metri ai vertici.
  • La seconda comprende i cilindri idraulici e il sistema di controllo idraulico che formano il meccanismo di sollevamento. I cilindri idraulici sono installati ai quattro vertici del cubo, ancorati a supporti collegati alla“scaffalatura dentata” e, grazie al successivo inserimento di biette di bloccaggio nella scaffalatura dentata, permettono lo spostamento verticale contemporaneo della struttura del pilone e del macchinario idraulico, guidato dalla struttura della macchina.

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Passi di sollevamento di 1.000 mm

Il processo operativo è semplice; i supporti dei cilindri sono bloccati nella scaffalatura dentata per mezzo di biette, mentre la struttura del pilone è libera.



Il sistema idraulico Enerpac.

Gli operatori, tramite comandi forniti dal completo programma che incorpora tutti i tipi di opzioni di sicurezza, iniziano il pompaggio dell’olio nei cilindri, innalzando così gli arieti idraulici che esercitano una spinta contro la struttura del pilone. In questo modo i cilindri innalzano la struttura del pilone verso la perforazione successiva della scaffalatura dentata. I cilindri presentano una corsa di 1.100 mm, mentre la scaffalatura dentata dispone di tacche ogni 1.000 mm, cosicché sono disponibili 100 mm per compensare possibili circostanze impreviste. Ciascun cilindro idraulico dispone di un proprio comando, con la possibilità di un bloccaggio immediato, nonché sensori di tutti i tipi per poter rilevare un qualsiasi fattore imprevisto (vento, temperatura, etc) che renda necessaria una regolazione dell’innalzamento della struttura del pilone, tenendo conto che ogni pilone viene sollevato indipendentemente dagli altri. Una volta raggiunta l’elevazione desiderata, la struttura del pilone viene bloccata tramite biette e le altre biette, quelle dei supporti dei cilindri, vengono liberate. Gli arieti idraulici vengono ritirati e i corpi dei cilindri sono innalzati assieme ai loro supporti verso la perforazione della scaffalatura metallica immediatamente superiore, e in detta posizione bloccati mediante biette. In questo modo la struttura del pilone e il macchinario idraulico vengono contemporaneamente sollevati di 1 metro, e il processo ripetuto fino a che il primo elemento non sporga dalla struttura della macchina, rimanendo bloccato al di sotto.

Una volta conclusa la sua funzione e dato

che a questo punto il suo peso è inferiore, il sistema idraulico viene abbassato alla posizione di fondo mediante una gru; una volta che si trova sul terreno, su di esso viene montato un secondo elemento del pilone e il processo continua nello stesso modo fino al completamento dell’intero pilone temporaneo; a questo punto il tavolato può essere spinto ulteriormente verso il nuovo pilone.

Controllo del processo

Questo processo di sollevamento dev’essere controllato in maniera molto stretta e per questo motivo i cilindri idraulici dispongono di un trasduttore interno di posizionamento. In modo simile, anche le linee di pressione presentano trasduttori di pressione, tutti posizionati internamente per assicurarne la protezione da agenti atmosferici avversi, sporco, umidità, etc.

Tutte le informazioni vengono visualizzate da un pannello di controllo che, mediante un PLC, gestisce i dati e invia comandi alle elettrovalvole, mentre il processo di sollevamento dei cilindri viene eseguito da un programma predefinito.

Il suddetto pannello di controllo permette agli operatori di conoscere in ogni momento il carico e la posizione di ciascun cilindro e, in caso di necessità, di arrestare il loro avanzamento, se una qualsiasi delle variabili del sistema dovesse eccedere i limiti massimi prestabiliti.Il sistema è stato ideato per non permettere - in nessun momento - una deviazione maggiore di 3 mm in altezza, oppure una differenza di carico maggiore del 5% tra ciascun cilindro.



Sistema idraulico di innalzamento; la precisione operativa è di 3mm.
Ogni cilindro dispone della propria pompa idraulica di modo che, in caso di necessità, possa essere operato singolarmente, sempre a condizione che una richiesta che osservi tutte le regole predefinite e che possa essere esaudita, venga emessa dall’applicazione centrale.

Gli operatori, che si trovano ad ambedue le estremità della struttura, dispongono di comandi collegati al controllo centrale per mezzo dei quali possono convalidare, in ogni momento del processo, l’inserimento o la rimozione delle biette. Una volta ricevuto il segnale, la persona responsabile del controllo centrale impartirà l’ordine della continuazione del processo.

Oltre a questo sono presenti monitoraggi del livello dell’olio e della temperatura e allarmi che arrestano l’avanzamento in caso di eventi imprevisti quali una caduta di pressione, una rottura di un cavo, etc.

La parte idraulica della macchina comprende quattro cilindri, ciascuno dei quali viene alimentato dalla propria pompa, e le cui operazioni sono visualizzate da un pannello di controllo centrale. Ciascun gruppo presenta una capacità di spinta di 511 tonnellate, per cui il valore massimo totale è di 2044 tonnellate. Durante i normali cicli operativi non ci si attende un’esigenza superiore alle 420 tonnellate, per cui il sistema è stato concepito con un ampio margine di sicurezza. La pressione nominale è di 700 Bar e la corsa dei cilindri, come già menzionato, è di 1.100 mm. È considerato accettabile un sovraccarico di 675 tonnellate nel caso di un ariete esteso e di 1500 tonnellate con un ariete rimosso.

L’intero sistema di controllo (cablaggio, pannello di controllo, unità di visualizzazione, etc.) è protetto contro agenti esterni, perturbazioni elettromagnetiche e incidenti e potenziali impatti durante l’installazione e le operazioni.

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