Podul cablat

Prins Clausbrug pe Canalul Amsterdam-Rin din Utrecht

Viaductul Polcevera , Genova . Proiectat de Riccardo Morandi , a fost primul pod fixat din beton armat precomprimat construit în Italia ( 1963 - 1967 ). Podul s-a prăbușit parțial pe 14 august 2018 și a fost demolat pe 28 iunie 2019

Un pod fixat prin cablu este un pod de tip „suspendat” în care puntea este susținută de o serie de cabluri ( stații ) ancorate pentru a susține stâlpii (sau turnurile).

În comparație cu un pod suspendat clasic, în care puntea este suspendată prin intermediul unor cuiere verticale la cablurile portante care iau forma foarte asemănătoare cu o parabolă ^[1] , suporturile podului suspendat conectează direct podeaua a punții până la turnuri și își asumă o formă aparent rectilinie ^[2] . Podurile cu cablu devin soluția ideală pentru a depăși întinderi medii și mari de până la peste o mie de metri ^[3] .

Istorie

Podul Strömsund

Podul cu cablu ( ferreus ) de Fausto Veranzio

Ideea de a susține o grindă cu frânghii înclinate, stațiile , este foarte veche: podurile levante medievale și, mult mai devreme, vârfurile navelor egiptene, sunt un exemplu. Primele aplicații ale acestui sistem în construcția de poduri au apărut în secolele XVII și XIX, respectiv în Italia ( Fausto Veranzio ), în Germania (Immanuel Löescher) și în Anglia (Redbath și Brown). Primul care prezintă un proiect, deși teoretic, al unui pod fixat este Fausto Veranzio , o figură eclectică a omului de litere și inventator, care în lucrarea sa „Machinae Novae”, printre multe invenții, prezintă și un „pons ferreus”, cu o punte de lemn și stăpânuri.alcătuită din lanțuri.

Prima realizare cunoscută, din 1784, este un pod în Freyberg al tâmplarului german Immanuel Löscher . Din păcate, două prăbușiri dramatice de lucrări de acest tip, în Anglia pe râul Tweed în 1818 și în Germania pe Saale în 1824, au oprit dezvoltarea acestei scheme timp de mai bine de un secol. Claude-Louis Navier , care a fost însărcinat să investigheze cauza acestor prăbușiri, și-a încheiat cercetarea sfătuind adoptarea unor astfel de poduri și, în schimb, sugerând cel al clasicelor poduri suspendate cu cablu parabolic și punte de rigidizare a grinzilor purtate de tirante verticale. După aceea, podurile cu cablu au fost uitate, în timp ce podul suspendat tradițional și-a început marea dezvoltare cu binecunoscutele realizări nord-americane.

Abia în 1938, Franz Dischinger a început să redescopere podul cu cablu prin propunerea unui pod feroviar suspendat pe două căi peste râul Elba, lângă Hamburg , cu o singură deschidere de 750 m, în care suspensia părților laterale ale luminii centrale era prevăzute cu tiranțe înclinate în formă de evantai. ieșind din vârful turnurilor. Dischinger a publicat rezultatele studiilor sale abia în 1949 și, la scurt timp, între 1950 și 1952, numeroase proiecte de poduri cu cablu au fost propuse în Germania pentru reconstrucția unor poduri peste râul Rin . Primul pod modern cu cablu este Strömsund Bringe de 183 m (Suedia) construit de Dischinger în 1955.

Caracteristici

Podul Øresund , care leagă Copenhaga ( Danemarca ) de Malmö ( Suedia )

Elementele constructive ale unui pod fixat sunt în esență următoarele:

• puntea;
• sejururile ;
• antenele sau catargele;
• umerii.

Caracteristica esențială a podurilor fixate prin cablu este aceea de a presupune un comportament static, chiar și pentru sarcini mobile, de tip „aproape reticular”, adică cu doar forțe axiale în elementele structurii. În majoritatea cazurilor, podurile adoptă o schemă de tip auto-ancorată (de exemplu, podul Normandia din Franța), iar puntea este astfel supusă în principal tensiunilor de compresie, în timp ce în podurile cu cabluri ancorate la sol (de exemplu, Ponte all ' Indiano în Florența ) puntea este în principal în tracțiune. Stațiile sunt întotdeauna tensionate, chiar și cele de ancorare sau linie centrală care, în funcție de anumite condiții de încărcare, sunt supuse unor excursii mari de stres, dar rămân întotdeauna în tracțiune. Deformabilitatea podurilor suspendate nu depinde în esență de rigiditatea punții (la fel ca în podurile suspendate clasice cu grinzi de rigidizare), ci în principal de sistemul suspendat.

Dacă este proiectat corect, puntea fixată are un tip secundar de regim de solicitare la încovoiere în punte, permițând astfel înălțimi foarte scăzute ale punții (legate în mod substanțial de lățimea sa) cu beneficii considerabile și din punct de vedere estetic. Comparația cu podul suspendat vede cu siguranță că podul suspendat predomină în domeniul luminilor între 200 m și 1100 m, mai ales dacă este prevăzut tranzitul feroviar. De fapt, podul suspendat în comparație cu podul suspendat este mai puțin deformabil, mai ușor de construit și implică o cantitate mult mai mică de oțel de înaltă rezistență (pentru cabluri).

Tipologie

Cablu - pod în formă de ventilator

Pod de harpă cu cablu

În funcție de dispunerea longitudinală a știfturilor , podurile cu știfturi pot fi împărțite în două tipuri de bază:

• podurile cu suporturi pentru harpă , suporturile sunt paralele între ele, iar punctele de prindere pe pilon sunt distribuite pe toată înălțimea sa;
• podurile cu suporturi de ventilator , suporturile nu sunt paralele și converg de la punte la vârful antenelor.

Există, de asemenea, o amenajare intermediară a suporturilor, numită hibrid , în care suporturile nu sunt paralele, iar punctele de atașare sunt distribuite de-a lungul pilonului, dar pe o zonă limitată.

Sisteme de suspensie

Diferite tipuri de stâlpi pentru poduri cu suspensie laterală

Diferite tipuri de stâlpi pentru poduri cu suspensie centrală

În funcție de dispunerea transversală a rămâne , sistemul de suspensie poate fi , practic , de două tipuri:

• suspensie centrală stațiile sunt dispuse pe un singur plan vertical care trece prin centrul punții. În acest caz puntea trebuie să aibă o rigiditate mare la torsiune;
• suspensia laterală în care stațiile sunt aranjate pe două planuri verticale sau înclinate cu stațiile atașate la marginile punții.

În funcție de tipul de dispunere transversală și longitudinală, geometria antenelor se schimbă.

Trecerea sejururilor

În primele poduri cu cablu, s-au folosit puține ședere cu ampatament foarte larg (30 - 50 m ). Această soluție cu suporturi concentrate a implicat eforturi mari în cabluri care au necesitat dispozitive de ancorare complicate, precum și grosimi considerabile ale punții. Tendința actuală, pe de altă parte, prevede o reducere a înălțimii stațiilor cu o creștere corespunzătoare a numărului acestora (așa-numita stație de cablu continuă sau difuză).

Poduri cu diferite etape ale sejururilor

Soluția cu sejururi pe scară largă are următoarele avantaje:

• deviile longitudinale ale punții sunt reduse;
• diametrul cablurilor este redus;
• dimensiunile punții sunt reduse;
• stabilitatea aerodinamică este îmbunătățită.

Ritmul sejururilor se menține în general constant, aproximativ 6-15 metri.

Înălțimea stâlpilor

Înălțimea stâlpului influențează foarte mult statica podului, de fapt, odată cu creșterea unghiului gol al punții (adică stâlpii înalți), tracțiunea în același nivel scade. Înclinarea optimă a cablurilor este de 45 °, dar poate varia în limita rezonabilă de 25 ° -65 ° cu cele mai mici valori pentru cablurile din afara pilonului. Din acest motiv, cu aceeași lumină care trebuie depășită, stâlpii unui pod suspendat sunt mult mai înalți decât stâlpii corespunzători ai unui pod suspendat.

Materiale

Suporturile sunt în esență alcătuite din fire de oțel, în timp ce puntea și antenele pot fi fabricate fie din oțel, fie din beton armat precomprimat . Prin urmare, este posibil să aveți atât poduri în întregime din oțel (stâlpi - punte - stații), cât și punți mixte cu stâlpi și punte din beton armat sau cu punte în sistem compozit, beton-oțel. Până acum, din păcate faimos, pentru prăbușirea Genovei în august 2018, tehnica inginerului Morandi care, în importante poduri cu cablu, a folosit stâlpi din beton precomprimat în care s-au înecat tiranții de oțel, patru pe pilon, fără a ține seama de posibilele deteriorarea cimentului în timp și dificultăți de întreținere.

Exemple

Podul Iroise din Brest

De la sfârșitul anilor cincizeci ai secolului al XX-lea și cu o creștere rapidă în primii ani ai secolului al XXI-lea, câteva sute de poduri cu cablu au fost construite în lume tocmai în domeniul luminilor menționat anterior, afirmând astfel definitiv acest nou tip de pod pentru depășirea marilor lumini. Podurile prin cablu au fost inițial propuse pentru traversarea unei singure întinderi mari, creând în general o schemă de poduri cu trei întinderi mari dintre care cea centrală este cea mai mare. Cu toate acestea, podurile fixate pe cablu au fost, de asemenea, construite pe mai multe întinderi egale, cu tipuri de dispunere statică adaptate la mai multe întinderi, cum ar fi, de exemplu, în Podurile peste râul Polcevera din Genova ( 1960 - 1964 , parțial prăbușit în 2018 ) și peste laguna Maracaibo din Venezuela ( 1957 - 1962 ) ambele proiectate de Riccardo Morandi sau în recenta construcție a podului Rion Antirion în Grecia ( 2004 ) sau în viaductul Millau ( 2004 ) și Ponte di Térénez ( 2011 ), ambele în Franța . Din iulie 2012, recordul mondial al luminii gratuite pentru podurile cu cablu a fost deținut de Podul Vladivostok , care leagă orașul de Insula Russky și are o întindere centrală de 1.104 m. În Italia, podul cu cablu cu cea mai mare întindere (310 m) este podul cu cablu peste râul Adige de pe autostrada A31 "Valdastico sud" între municipalitățile Badia Polesine (Rovigo) și Piacenza d'Adige (Padova) ^[4] .

Poduri de Santiago Calatrava în Reggio Emilia

Același subiect în detaliu: podurile Calatrava din Reggio Emilia .

Podurile construite după un proiect de Santiago Calatrava în Reggio Emilia pentru traversarea autostrăzii A1 și a liniei ferate de mare viteză constituie un caz particular al podurilor cu cablu datorită valorii lor arhitecturale: setul de trei poduri este compus din trei arcuri orientate perpendiculare între ele care susțin întinderile. Cele două poduri laterale, cu arcada aranjată transversal axului podului care acționează ca o antenă, pot fi asimilate podurilor fixate pe cablu, în timp ce în podul central arcul este dispus de-a lungul axei podului. Acesta din urmă ar trebui clasificat ca un pod cu arc inferior cu elemente centrale de suspensie (așa-numita grindă Langer). Cele trei poduri au fost inaugurate pe 20 octombrie 2007 . ^[5]

Ponte all'Indiano din Florența

Același subiect în detaliu: Ponte all'Indiano .

Ponte all'Indiano din Florența

Proiectul a fost întocmit în 1968 și ulterior a fost reluat în 1972 în ceea ce privește construcția lucrării. Pentru traversarea râului Arno , a fost creată o soluție cu o grindă din oțel fixată pe cablu, torsiorigidă, fără piloți de susținere în râu, astfel încât să traverseze întreaga albie cu o singură lumină. Pentru a evita dimensiunile excesive pentru grosimea grinzii, aceasta este, prin urmare, de tip cablu și, prin urmare, funcționează în principal ca un arc reticular cu trei balamale inversate. Sistemul de ancorare al suspensiei constă din două tije ușor înclinate spre intrări și așezate înapoi față de obloanele grinzii, din partea de sus a căreia începe o ordine dublă de ședere care converge pe grindă. Acoperirea exterioară a stâlpilor a fost planificată la 65 m distanță de fiecare dintre ele.

Podul Živopisnyj

Același subiect în detaliu: Podul Živopisnyj .

Podul Živopisnyj

Secțiunea centrală a podului Živopisnyj peste râul Moskva din Moscova este un pod cu cablu în care stâlpul este format dintr-un arc mare de oțel perpendicular pe nivelul drumului de la care pleacă peste 70 de stații de oțel. Arcul atinge o înălțime de 105 metri deasupra nivelului râului și la momentul inaugurării sale în 2007 este cel mai înalt pod cu cablu din Europa. ^[6]

Podurile Beipan și Siduhe

Începând din 2016, cel mai înalt pod cu cablu din lume a fost Podul Beipan de lângă Liupanshui , cu o lungime de 720 metri și o înălțime de 565 m deasupra nivelului râului, în timp ce Podul Siduhe a fost cel mai mare pod suspendat din lume, cu o înălțime de 496 metri și mult mai mult peste 900. ^[7]

Notă

Bibliografie

• De Miranda Fabrizio , Podul cu cablu: soluția actuală la problema luminilor mari , în „ Costruzioni Metalliche ” vol. 1/1971.
• De Miranda Fabrizio , Podurile prin cablu de mare durată - fundații teoretice, analize structurale, criterii de proiectare, tehnici de construcție, 5 exemple de realizări , Ed. Zanichelli, Bologna 1980.

Elemente conexe

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe podul cablat

linkuri externe

• ( EN ) Podul cu cablu , pe Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
• Imagini de pe Flickr.com , pe flickr.com .

Portal de arhitectură

Portal de inginerie