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Molti operai stanno lottando duramente contro le violente correnti oceaniche per completare la costruzione di un pilone di ponte sottomarino. Riesci a individuare un errore commesso dal capo ingegnere edile qui? Questo errore porterà a una catastrofe. Benvenuti nel compito più impegnativo dell'ingegneria civile: la costruzione sottomarina. Anche se la chiamiamo costruzione sottomarina, gli ingegneri di oggi evitano del tutto l’acqua quando costruiscono una struttura subacquea. Per rimuovere l’acqua dall’area di costruzione, devi prima costruire una diga temporanea, chiamata cofferdam. Lavorare direttamente sott’acqua è tutt’altro che un metodo pratico.
La prossima domanda che sorge è come costruire il cofferdam sott’acqua. Il primo passo è erigere questi pali guida con l’aiuto di una macchina battipalo. I pali guida forniscono orientamento per la costruzione del cofferdam.
Poi i lavoratori infileranno molti palancolati nel terreno con l’aiuto della stessa macchina. Questi palancolati hanno connessioni ad incastro su entrambe le estremità della sezione. Un meccanismo ad incastro così ingegnoso significa che le perdite d’acqua saranno minime. I palancolati vengono infissi sotto il fondale oceanico fino a raggiungere la roccia madre. L’ordine di infissione va dall’angolo verso il centro. In questo modo si può mantenere l’allineamento.
Hai notato qualcosa di speciale nella macchina battipalo? Non sta semplicemente spingendo i palancolati verso il basso. Puoi facilmente immaginare cosa accadrebbe se i palancolati venissero semplicemente spinti nel terreno. Per penetrare nel suolo, la macchina utilizza la vibrazione. Se osservi attentamente, vedrai queste piccole ma rapide vibrazioni. La particolarità di questa macchina risiede nel fatto che è composta da due pesi eccentrici contro-rotanti. Lo scopo di questi pesi è indurre vibrazioni nella macchina.
Questa nave dall’aspetto di una superficie piatta, chiamata Barg, è utilizzata per trasportare macchinari e componenti necessari nel sito di costruzione. Ora siamo pronti per la grande fase del progetto di costruzione: pompare via l’acqua dal cofferdam. Tuttavia, prima di fare tutti questi lavori, gli ingegneri avevano un compito importante da svolgere.
Vediamo qual era prima di passare alla fase di pompaggio dell’acqua. Gli ingegneri del progetto dovevano fare uno studio geotecnico dettagliato del suolo su cui sarebbe stato costruito il cofferdam. Hanno selezionato il terreno in modo che potesse sopportare il carico della struttura permanente.
Il test più comunemente usato per misurare la resistenza del suolo è un test in-situ chiamato test di penetrazione conico. Puoi vedere come il dispositivo per il test di penetrazione conico è posizionato sul fondale oceanico. La punta conica del dispositivo penetra nel suolo e i sensori inviano i valori di attrito e resistenza del suolo. Continueranno la penetrazione fino al punto in cui raggiungono la roccia madre. Puoi vedere l’improvviso aumento del valore di resistenza una volta raggiunta la roccia madre.
Con l’aiuto di questo pratico test, gli ingegneri sanno quanto in profondità devono essere infissi i palancolati.I palancolati devono raggiungere la roccia madre. Ora torniamo al progetto e iniziamo a pompare fuori l’acqua. Man mano che il livello dell’acqua si abbassa, noterai infiltrazioni d’acqua tra i palancolati. Questo è dovuto alla pressione differenziale dell’acqua. I palancolati a singolo strato stanno cedendo, quindi dobbiamo raddoppiarli. Lo spazio tra queste pareti di palancolati è generalmente riempito con materiale granulare come sabbia, ghiaia o roccia frantumata.
Questo cofferdam a doppio strato resisterà efficacemente alle perdite d’acqua tra i palancolati. Ora rimuoviamo tutta l’acqua dal cofferdam. Fortunatamente, non ci sono perdite d’acqua visibili. Oh no, cos’è successo! L’intero cofferdam è crollato verso l’interno. Prima, quando l’acqua era presente da entrambi i lati, la forza che agiva sul cofferdam a causa della pressione dell’acqua si annullava. Puoi facilmente capirne il motivo.
Tuttavia, quando l’acqua di questo volume scompare, ci sarà una grande forza verso l’interno, che distrugge il cofferdam. Il collasso verso l’interno dei palancolati può essere prevenuto erigendo una struttura di rinforzo accanto ai palancolati. Il sistema di rinforzo comprende componenti come travi longitudinali, puntelli e controventature. La connessione tra queste travi e i puntelli è imbullonata, come illustrato qui. Questi elementi orizzontali chiamati puntelli forniscono supporto laterale che resiste al movimento verso l’interno delle pareti del cofferdam. Il cofferdam è ora super resistente e ha raggiunto la roccia madre. Rimuoviamo ora l’acqua. Riesci a prevedere cosa succederà ora? Qui ho costruito un cofferdam, un piccolo ma carino cofferdam. Non è vero?
La prossima domanda che sorge è come costruire il cofferdam sott’acqua. Il primo passo è erigere questi pali guida con l’aiuto di una macchina battipalo. I pali guida forniscono orientamento per la costruzione del cofferdam.
Poi i lavoratori infileranno molti palancolati nel terreno con l’aiuto della stessa macchina. Questi palancolati hanno connessioni ad incastro su entrambe le estremità della sezione. Un meccanismo ad incastro così ingegnoso significa che le perdite d’acqua saranno minime. I palancolati vengono infissi sotto il fondale oceanico fino a raggiungere la roccia madre. L’ordine di infissione va dall’angolo verso il centro. In questo modo si può mantenere l’allineamento.
Hai notato qualcosa di speciale nella macchina battipalo? Non sta semplicemente spingendo i palancolati verso il basso. Puoi facilmente immaginare cosa accadrebbe se i palancolati venissero semplicemente spinti nel terreno. Per penetrare nel suolo, la macchina utilizza la vibrazione. Se osservi attentamente, vedrai queste piccole ma rapide vibrazioni. La particolarità di questa macchina risiede nel fatto che è composta da due pesi eccentrici contro-rotanti. Lo scopo di questi pesi è indurre vibrazioni nella macchina.
Questa nave dall’aspetto di una superficie piatta, chiamata Barg, è utilizzata per trasportare macchinari e componenti necessari nel sito di costruzione. Ora siamo pronti per la grande fase del progetto di costruzione: pompare via l’acqua dal cofferdam. Tuttavia, prima di fare tutti questi lavori, gli ingegneri avevano un compito importante da svolgere.
Vediamo qual era prima di passare alla fase di pompaggio dell’acqua. Gli ingegneri del progetto dovevano fare uno studio geotecnico dettagliato del suolo su cui sarebbe stato costruito il cofferdam. Hanno selezionato il terreno in modo che potesse sopportare il carico della struttura permanente.
Il test più comunemente usato per misurare la resistenza del suolo è un test in-situ chiamato test di penetrazione conico. Puoi vedere come il dispositivo per il test di penetrazione conico è posizionato sul fondale oceanico. La punta conica del dispositivo penetra nel suolo e i sensori inviano i valori di attrito e resistenza del suolo. Continueranno la penetrazione fino al punto in cui raggiungono la roccia madre. Puoi vedere l’improvviso aumento del valore di resistenza una volta raggiunta la roccia madre.
Con l’aiuto di questo pratico test, gli ingegneri sanno quanto in profondità devono essere infissi i palancolati.I palancolati devono raggiungere la roccia madre. Ora torniamo al progetto e iniziamo a pompare fuori l’acqua. Man mano che il livello dell’acqua si abbassa, noterai infiltrazioni d’acqua tra i palancolati. Questo è dovuto alla pressione differenziale dell’acqua. I palancolati a singolo strato stanno cedendo, quindi dobbiamo raddoppiarli. Lo spazio tra queste pareti di palancolati è generalmente riempito con materiale granulare come sabbia, ghiaia o roccia frantumata.
Questo cofferdam a doppio strato resisterà efficacemente alle perdite d’acqua tra i palancolati. Ora rimuoviamo tutta l’acqua dal cofferdam. Fortunatamente, non ci sono perdite d’acqua visibili. Oh no, cos’è successo! L’intero cofferdam è crollato verso l’interno. Prima, quando l’acqua era presente da entrambi i lati, la forza che agiva sul cofferdam a causa della pressione dell’acqua si annullava. Puoi facilmente capirne il motivo.
Tuttavia, quando l’acqua di questo volume scompare, ci sarà una grande forza verso l’interno, che distrugge il cofferdam. Il collasso verso l’interno dei palancolati può essere prevenuto erigendo una struttura di rinforzo accanto ai palancolati. Il sistema di rinforzo comprende componenti come travi longitudinali, puntelli e controventature. La connessione tra queste travi e i puntelli è imbullonata, come illustrato qui. Questi elementi orizzontali chiamati puntelli forniscono supporto laterale che resiste al movimento verso l’interno delle pareti del cofferdam. Il cofferdam è ora super resistente e ha raggiunto la roccia madre. Rimuoviamo ora l’acqua. Riesci a prevedere cosa succederà ora? Qui ho costruito un cofferdam, un piccolo ma carino cofferdam. Non è vero?
Vediamo ora cosa succede se rimuovo l’acqua dal cofferdam. Sto rimuovendo l’acqua. L’hai visto, una bellissima forma a U? Le particelle d’acqua viaggiano come una U sotto il cofferdam. Questo è dovuto alla differenza di pressione dell’acqua.
La stessa cosa accadrà anche dentro un cofferdam quando si rimuove l’acqua. Similmente all’esperimento, anche nel nostro cofferdam avviene l’infiltrazione d’acqua. Le tecniche per prevenire l’infiltrazione d’acqua sono difficili da realizzare, quindi pompiamo fuori continuamente quest’acqua infiltrata. Se il suolo sopra lo strato duro viene rimosso e viene gettato calcestruzzo sullo strato duro, il nostro progetto sottomarino è a metà dell’opera. Questo è chiamato la tecnica del ‘concrete seal course’. Il concrete seal course fungerà anche da base solida, impedendo qualsiasi perdita d’acqua. Vediamo come viene fatto. La rimozione del suolo dal cofferdam viene solitamente effettuata utilizzando benne a conchiglia. Queste benne sono azionate da un escavatore. Non sembra piuttosto spettacolare il funzionamento della benna a conchiglia?
Sai qual è la fase successiva: il concrete seal course. Per garantire che il concrete seal course sia saldamente ancorato alla roccia madre, abbiamo bisogno di alcuni pali che penetrano nella roccia madre. La macchina battipalo vibrante torna in aiuto. Spinge alcuni tubi d’acciaio cavi nella roccia madre. La roccia dura all’interno di questo cilindro viene rimossa con l’aiuto di una trivella. Ora, è il momento di inserire barre d’armatura in questa cavità e versare il calcestruzzo. Una volta che i pali sono pronti, possiamo costruire sopra il concrete seal course.
Poiché l’acqua d’infiltrazione è sempre presente su questa base, la colata del concrete seal course viene eseguita utilizzando il metodo Tremie. Questo comprende un secchio a tramoggia e un lungo tubo segmentato. Un cemento speciale ad alta lavorabilità viene utilizzato per colare il pavimento. Un grosso tappo è installato sul fondo del tubo Tremie per impedire all’acqua di entrare nel tubo. Dopo un po’, questo tubo viene sollevato con uno scatto, facendo scendere il calcestruzzo e rimuovendo il tappo inferiore. Durante questo processo, l’estremità di uscita del tubo Tremie viene mantenuta costantemente immersa nel calcestruzzo, in modo che il calcestruzzo che viene versato abbia meno probabilità di mischiarsi con l’acqua infiltrata circostante.
Ora che il concrete seal course è pronto, è il momento di affrontare il resto dei lavori di costruzione. L’infiltrazione d’acqua è efficacemente bloccata da questa struttura. I lavoratori dispongono lo scheletro di barre d’armatura di alta qualità per costruire il fusto di fondazione del pilone del ponte. Poiché la struttura del pilone del ponte rimarrà nell’acqua, gli ingegneri assicurano che i materiali utilizzati nella costruzione siano della migliore qualità. Devono sopportare con successo la pressione dell’acqua così come il carico del ponte. Man mano che lo scheletro del pilone del ponte continua a progredire, vengono fatti preparativi per colare il calcestruzzo nella struttura. Una volta che il calcestruzzo è completamente colato nello scheletro, questa struttura viene lasciata indisturbata per acquisire resistenza.
Di solito un pilone del ponte impiega dai 14 ai 28 giorni per acquisire piena resistenza. Una volta che il pilone del ponte ha acquisito abbastanza resistenza, il cofferdam non è più utile ed è un pugno nell’occhio, quindi gli ingegneri lo rimuovono. Tuttavia, rimuovere il cofferdam sotto il livello del concrete seal course può compromettere la resistenza dell’intera struttura. Di conseguenza, gli ingegneri tagliano questi palancolati a questo livello.
Eccolo!
Questo robusto pilone del ponte è pronto a sostenere un ponte pesante.
Spero ti sia piaciuto il video sulla tecnologia di costruzione sottomarina utilizzando i cofferdam. Ma questa è un tipo diverso di tecnologia di costruzione sottomarina, nota come caisson, e quell’altra ancora è chiamata fondazione a pali. Tratteremo queste tecnologie in un video diverso.
Grazie, abbi cura di te, ciao ciao.
La stessa cosa accadrà anche dentro un cofferdam quando si rimuove l’acqua. Similmente all’esperimento, anche nel nostro cofferdam avviene l’infiltrazione d’acqua. Le tecniche per prevenire l’infiltrazione d’acqua sono difficili da realizzare, quindi pompiamo fuori continuamente quest’acqua infiltrata. Se il suolo sopra lo strato duro viene rimosso e viene gettato calcestruzzo sullo strato duro, il nostro progetto sottomarino è a metà dell’opera. Questo è chiamato la tecnica del ‘concrete seal course’. Il concrete seal course fungerà anche da base solida, impedendo qualsiasi perdita d’acqua. Vediamo come viene fatto. La rimozione del suolo dal cofferdam viene solitamente effettuata utilizzando benne a conchiglia. Queste benne sono azionate da un escavatore. Non sembra piuttosto spettacolare il funzionamento della benna a conchiglia?
Sai qual è la fase successiva: il concrete seal course. Per garantire che il concrete seal course sia saldamente ancorato alla roccia madre, abbiamo bisogno di alcuni pali che penetrano nella roccia madre. La macchina battipalo vibrante torna in aiuto. Spinge alcuni tubi d’acciaio cavi nella roccia madre. La roccia dura all’interno di questo cilindro viene rimossa con l’aiuto di una trivella. Ora, è il momento di inserire barre d’armatura in questa cavità e versare il calcestruzzo. Una volta che i pali sono pronti, possiamo costruire sopra il concrete seal course.
Poiché l’acqua d’infiltrazione è sempre presente su questa base, la colata del concrete seal course viene eseguita utilizzando il metodo Tremie. Questo comprende un secchio a tramoggia e un lungo tubo segmentato. Un cemento speciale ad alta lavorabilità viene utilizzato per colare il pavimento. Un grosso tappo è installato sul fondo del tubo Tremie per impedire all’acqua di entrare nel tubo. Dopo un po’, questo tubo viene sollevato con uno scatto, facendo scendere il calcestruzzo e rimuovendo il tappo inferiore. Durante questo processo, l’estremità di uscita del tubo Tremie viene mantenuta costantemente immersa nel calcestruzzo, in modo che il calcestruzzo che viene versato abbia meno probabilità di mischiarsi con l’acqua infiltrata circostante.
Ora che il concrete seal course è pronto, è il momento di affrontare il resto dei lavori di costruzione. L’infiltrazione d’acqua è efficacemente bloccata da questa struttura. I lavoratori dispongono lo scheletro di barre d’armatura di alta qualità per costruire il fusto di fondazione del pilone del ponte. Poiché la struttura del pilone del ponte rimarrà nell’acqua, gli ingegneri assicurano che i materiali utilizzati nella costruzione siano della migliore qualità. Devono sopportare con successo la pressione dell’acqua così come il carico del ponte. Man mano che lo scheletro del pilone del ponte continua a progredire, vengono fatti preparativi per colare il calcestruzzo nella struttura. Una volta che il calcestruzzo è completamente colato nello scheletro, questa struttura viene lasciata indisturbata per acquisire resistenza.
Di solito un pilone del ponte impiega dai 14 ai 28 giorni per acquisire piena resistenza. Una volta che il pilone del ponte ha acquisito abbastanza resistenza, il cofferdam non è più utile ed è un pugno nell’occhio, quindi gli ingegneri lo rimuovono. Tuttavia, rimuovere il cofferdam sotto il livello del concrete seal course può compromettere la resistenza dell’intera struttura. Di conseguenza, gli ingegneri tagliano questi palancolati a questo livello.
Eccolo!
Questo robusto pilone del ponte è pronto a sostenere un ponte pesante.
Spero ti sia piaciuto il video sulla tecnologia di costruzione sottomarina utilizzando i cofferdam. Ma questa è un tipo diverso di tecnologia di costruzione sottomarina, nota come caisson, e quell’altra ancora è chiamata fondazione a pali. Tratteremo queste tecnologie in un video diverso.
Grazie, abbi cura di te, ciao ciao.