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ArcelorMittal Commercial RPS, in collaborazione con ArcelorMittal Esch, Ricerca e Sviluppo e con partners esterni, ha l’incarico di effettuare ricerche nel campo delle palancole in acciaio.


Questo include: 

  • nuovi profili economici  
  • installazione delle palancole (facilità d’infissione, inconvenienti) 
  • nuove applicazioni per le palancole
  • metodi avanzati di dimensionamento dei muri di sostegno
  • durabilità (sistemi di protezione anticorrosiva, progettazione) 


I cinque progetti di ricerca qui di seguito presentati, pure essendo rappresentativi, non sono esaustivi.

  • Comportamento in condizioni reali dei raccordi laminati a caldo e di quelli estrusi.  
  • Palancole AZ® utilizzate come palancole intermedie nelle pareti  combinate tubi-palancole  soggette ad una elevata pressione idrostatica
  • Paratia in palancole a tenuta idraulica.
  • Flessione obliqua di palancole doppie a U: influenza del terreno retrostante
  • Limiti dell'utilizzazione di sensori induttivi per l’individuazione dello sgargamamento delle palancole.

 

1. Comportamento, in condizioni realistiche, dei raccordi laminati a caldo e di quelli estrusi

Per valutare la differenza di comportamento, in condizioni realistiche, dei raccordi laminati a caldo da quelli estrusi è stato necessario condurre prove sperimentali in laboratorio. Queste prove sono state effetuate dal Centro di Ricerca Pubblico Henri Tudor in Lussemburgo, per conto del Dipartimento di Ricerca di ArcelorMittal Belval & Differdange.

Un primo raccordo é stato laminato a caldo, come le palancole e  le travi. Il secondo é stato estruso, un processo abituale nella fabbricazione di profili che presentano delle geometrie complesse. Entrambi i raccordi hanno soddisfatto le esigenze della norma EN 10248 riguardante l’interferenza minima dei giunti.

Le prove di carico sono state effettuate nelle condizioni più reali possibili. Il raccordo é stato fissato rigidamente su un lato ed infilato su una palancola dall'altro per simulare la flessibilità di una parete di palancole.

Ne deriva che, tenuto conto della sua geometria specificamente concepita per i giunti Larssen, il raccordo C9 laminato a caldo sopporta dei carichi superiori del 15÷25%, che corrisponde a  100÷200 kN per metro lineare di raccordo, e questo nonostante il suo limite di snervamento più basso.
 

2. Palancole AZ® utilizzate come elementi intermedi nelle pareti combinate tubi-palancole soggette ad una elevata pressione idrostatica

Le palancole doppie AZ® utilizzate come elementi intermedi nelle pareti combinate si sono rivelate altamente performanti (larghezza >= 1,26m) con un migliore comportamento rispetto alle palancole ad U quando soggette ad elevata pressione idrostatica. 
 

In collaborazione con l'Università di Liège sono state realizzate prove di laboratorio e simulazioni agli elementi finiti. I tests sono stati condotti simulando la pressione idrostatica tramite cuscini gonfiabili e utilizzando i raccordi tipici della parete combinata per fissare le palancole. I risultati hanno mostrato che le palancole AZ® sono in grado di resistere a pressioni equivalenti ad una colonna d’acqua alta 45 m (stato limite ultimo), e di trasmettere in tutta sicurezza gli sforzi risultanti ai tubi, attraverso i raccordi.

I risultati delle prove sono stati utilizzati per calibrare il modello agli elementi finiti, permettendo così di estendere i risultati a tutta la gamma delle palancole AZ® e a tutte le qualità di acciaio. L'influenza delle imperfezioni nell’infissione è stata determinata numericamente.
 

3. Paratia in palancole a tenuta idraulica

ArcelorMittal Commercial RPS ha sviluppato parecchi sistemi di tenuta idraulica per le paratie in palancole in grado di soddifare ogni tipo di richiesta. Si dispone di alternative tecniche sia per bassi livelli di tenuta idraulica sia per livelli estremamente elevati. La ricerca ha coperto diversi aspetti:

  • sviluppo dei differenti sistemi di tenuta idraulica: sistemi basati su un mastice bituminoso per far fronte ad esigenze minime, sistemi basati su materiali idrogonfianti per richieste di prestazioni molto elevate;
  • dimensionamento (coefficiente di permeabilità equivalente k, resistenza del giunto, calcolo del flusso, approcci analitici, approccio probabilistico);
  • modalità di applicazione dei diversi sistemi, misurazioni in-situ per l'attestazione di qualità, comportamento dei sistemi sotto condizioni ambientali estreme (discariche);
  • progettazione di soluzioni “chiavi in mano” per qualsiasi tipo di applicazione.

  

DELFT GEOTECHNICS ha sviluppato per conto di ArcelorMittal Commercial RPS le apparecchiature di misurazione e il modello analistico. ArcelorMittal Commercial RPS ha effettuato un intera gamma di prove di laboratorio e sul campo per scegliere il miglior sistema d’impermeabilizzazione e determinare l’influenza di vari parametri (terreno, metodo di infissione, pali, tipo di fluido, pressione dell’acqua, ...) sulle prestazioni del sistema. ArcelorMittal Commercial RPS ha stabilito le procedure su come installare il sistema d’impermeabilizzazione e continuare a migliorare i sistemi attraverso il monitoraggio di diversi cantieri.

 

4. Flessione obliqua di palancole doppie a U: influenza del terreno retrostante

ArcelorMittal Commerciale RPS ha finanziato un progetto di ricerca condotta dall'università tecnica di Delft: l'obiettivo consisteva nel determinare l'influenza del terreno retrostante il muro di sostegno sulla flessione obliqua di palancole doppie tipo U. Al fine di analizzare questa complessa questione, si è realizzata una simulazione agli elementi finiti in 3D del suolo e delle palancole (DIANA). In un primo tempo, è stata analizzata una paratia incastrata al piede.

Maglie deformate della paratia 3D, perfettamente liscia, sotto l'effetto degli sforzi di trazione e compressione (N/m2), dovuti ai momenti My(x), e Mz(x), dopo uno scavo di 2,7m, a): vista frontale con deformazioni trasversali (b): vista in 3D con deformazioni trasversali e laterali (deformazioni ingrandite 5x).

 

Maglie deformate della paratia 3D perfettamente rugosa, sotto l'effetto degli sforzi di trazione e compressione (N/m2), dovuti ai momenti My(x), e Mz(x), dopo uno scavo di 2,7m, a): vista frontale con deformazioni trasversali (b): vista in 3D con deformazioni trasversali e laterali (deformazioni ingrandite 10x).

 

  

Tensione equivalente q dopo uno scavo di 2,7 m per la paratia perfettamente liscia e per quella perfettamente rugosa (N/m2).

In una seconda fase, il modello é stato utilizzato sulle pareti di sostegno sorrette da puntoni e per determinare l'effetto delle pressioni idrostatiche così come delle differenti misure destinate ad impedire una possibile flessione obliqua.
 

5. Tra i giunti dei sensori induttivi : le paratie in palancole sotto controllo

I sensori induttivi sono stati testati in numerose macchine ed installazioni. Costituiscono degli interruttori di fine corsa o dei segnali di posizione robusti ed affidabili, anche in condizioni estreme. Certe situazioni sfavorevoli possono causare tuttavia degli errori di segnalazione o di funzionamento, con una ricerca di errore generalmente lunga e faticosa. L'esempio delle paratie in palancole può aiutare ad identificare velocemente dei problemi analoghi, ed ad evitarli.

 

 Video dei tests

  

 

 

 

   

 

 

 

Per maggiori informazioni : palancole@arcelormittal.com