Integrazione dell’ impianto idraulico Enerpac per il viadotto di Millau
Spingere un ponte da 4000 ton nel vuoto
L’impalcato di quello che sta per diventare il ponte più alto del mondo sta per essere lanciato sopra la vallata del Tarn, nella Francia meridionale, utilizzando la tecnologia idraulica dell’Enerpac, una multinazionale US specializzata nell’integrazione di impianti idraulici in grandi progetti di costruzione. L’ impianto idraulico è stato ideato e realizzato dal Centro di Eccellenza Enerpac per le Costruzioni situato Madrid, in Spagna
Dal pilone P7 al pilone P1.
L’ impianto idraulico, di avanzata tecnologia, è ideato per spingere un impalcato di 27,35 m di larghezza (con una capacità di sei corsie più spallette rigide) da entrambe le sponde, su sette piloni di cemento armato (vedere la Foto 1: dal pilone P7 a quello P1). Durante il procedimento di lancio, l’impalcato verrà sostenuto da sette piloni metallici temporanei (dal pilone T7 a quello T1). Il primo di questi piloni temporanei è stato innalzato per mezzo di gru, mentre tutti gli altri verranno tirati su mediante un sistema idraulico telescopico, pure questo ideato e realizzato dall’Enerpac. Una volta posizionato, l’impalcato avrà un’elevazione di 245 m e sarà lungo 2460 m.
Situazione attuale del procedimento di lancio del Viadotto Millau.
L’enorme - seppur allo stesso tempo “leggero” – impalcato viene lanciato per mezzo di dispositivi idraulici di spinta disposti su ogni pilone, che prima sollevano e quindi danno un impulso in avanti all’impalcato. Un “becco”, ovvero una struttura regolabile presente all’estremità dell’impalcato, consente a quest’ultimo di atterrare su ciascun pilone al momento del suo avvicinamento.
Basicamente, ogni impianto consiste in: un cilindro di sollevamento che dispone di una capacità di 250 tonnellate e che solleva l’impalcato dalla struttura di sostegno del pilone; due o quattro pattini, ciascuno provvisto di due cilindri da 60 tonnellate che retraggono per lanciare l’impalcato con una corsa massima di 600 mm. Tutto questo è posizionato su un sistema di cilindri a semplice effetto con ghiera di sicurezza, che sostengono sia il dispositivo di lancio, sia l’impalcato.
Il procedimento di lancio è stato iniziato a partire dal versante occidentale (C8) mediante due dispositivi di spinta, ciascuno basato su due cilindri da 120 tonnellate. In totale, nell’ultima fase del procedimento, la capacità di spinta dal versante meridionale supererà le 5280 tonnellate (per 1752 m d’impalcato), quella dal versante settentrionale le 2400 tonnellate (per 708 m d’impalcato, portando quindi la lunghezza totale di quest’ultimo a 2460 m).
Ogni ciclo di spinta sposta l’impalcato di 600 mm e richiede 4 minuti; di conseguenza saranno necessari 3280 cicli di spinta dal versante occidentale e 1540 da quello orientale.
L’illustrazione mostra il procedimento di lancio. Come si può vedere, ogni unità di lancio poggia su un sistema di cilindri che consente di: bilanciare il carico dei pattini, a destra e a sinistra su ciascun pilone, in modo da compensare la tendenza alla rotazione dell’impalcato durante la fase di lancio; correggere o modificare l’altezza del pattino e quindi dell’impalcato, laddove necessario.
Fabbricati dall’Enerpac, questi cilindri presentano differenti capacità, secondo le necessità dell’impalcato. L’unità più sollecitata presenta una capacità assoluta di 14.400 tonnellate e si regge su quattro pattini e 24 cilindri di supporto da 600 tonnellate ciascuno, con una corsa di 500 mm. Gli altri piloni impiegano cilindri da 280 tonnellate, con una corsa di 300 mm. Si utilizzano valvole per rendere indipendenti gli uni dagli altri i differenti gruppi di cilindri, in modo da controllare l’elevazione e l’angolazione dell’impalcato; ogni unità dispone di un centro di comando indipendente per i pattini e i cilindri.
Il “becco” dell’impalcato
Mentre l’impalcato viene lanciato in avanti e si allontana dal suo supporto, il suo peso provoca una flessione per cui tale struttura si avvicina al pilone successivo al di sotto del livello appropriato. Per compensare questa deviazione, all’estremità dell’impalcato viene montato un impianto indipendente di recupero del “becco”. Questo impianto, che consiste in un gruppo idraulico di quattro cilindri da 270 tonnellate, spinge il “becco” verso l’alto, al livello del pattino. Un altro impianto idraulico consente all’estremità a “becco” di ruotare attorno a un perno.
L’illustrazione illustra il procedimento di recupero del “becco”.
Sistema di controllo PLC
Tutti gli impianti idraulici per il lancio dell’impalcato vengono fatti funzionare dal Centro di Comando Generale situato sulla testata ponte. Tale Centro riceve, attraverso un cavo di tipo PROFI-BUS, i dati che vengono elaborati dal PLC ed utilizzati per eseguire correttamente e in sicurezza tutte le funzioni del sistema di lancio. Sebbene tutti gli impianti idraulici installati su ogni pilone possano essere controllati da questo Centro, ciascun singolo impianto idraulico dispone di un Centro di Controllo Locale, il quale permette di comandare lo spostamento dei pattini in modo indipendente e dal pilone stesso; ciò però deve essere consentito dal Centro di Comando Generale che, a sua volta, deve ricevere il consenso di ciascun Centro di Comando Locale per poter effettuare i movimenti di spinta sincronizzati a partire da tutti i cilindri di spinta di tutti i piloni. I cilindri esterni di ciascun pilone dispongono di un trasduttore di posizione che indica il valore dello spostamento, e ciascun impianto idraulico dispone del suo centro di comando idraulico indipendente. Le escursioni dell’impalcato possono essere effettuate secondo tre modalità: manuale, semiautomatica e automatica. Il modo manuale viene utilizzato per la regolazione del sistema e, se necessario, per apportare correzioni veloci. In modo semiautomatico, ciascuno spostamento viene compiuto passo passo: sollevamento, spinta, abbassamento, rientro dei cilindri. Il modo automatico esegue l’intero ciclo autonomamente.
L’integrazione di impianti idraulici per forze elevate ed avanzata tecnologia di controllo, svolge oggigiorno un ruolo importante per lo spostamento controllato di progetti di ingegneria civile di larga scala, come nel caso del lancio del Viadotto di Millau.