CONFIGURAZIONI ESSEN
SISTEMA ESSEN
In detta configurazione di impiego il ponte "ESSEN Standard" è utilizzato generalmente "in serie" (il numero dipende dalla larghezza dell'attraversamento e dalla direzione di spinta rispetto ai binari) per il sostegno longitudinale del binario.
I Ponti ESSEN trovano appoggio, nella zona interessata dallo scavo in avanzamento, su travi di ripartizione trasversali (travi di manovra del tipo HEB 400) aventi lunghezza variabile in funzione della piattaforma ferroviaria, disposte sempre ortogonali ai binari ad un interasse in genere non superiore a 2,52 m.
Dette travi scorrono, mediante opportuni dispositivi di compensazione, su travi slitta fissate sopra la soletta del monolito durante le fasi di avanzamento dello stesso.
Esternamente al monolito in avanzamento i Ponti ESSEN trovano appoggio sul rilevato ferroviario attraverso l'armamento esistente.
Caratteristica peculiare del "Sistema ESSEN" è la presenza dei pali in legno che vengono infissi nel corpo del rilevato ferroviario prima di qualunque altra lavorazione sul binario allo scopo di vincolare verticalmente le travi di manovra.
Animazione infissione pali in legno
Detti pali, generalmente di lunghezza 5,0 m e di diametro Φ 300, vengono battuti in punti singolari sotto ciascuna trave di manovra generalmente a distanza di circa 1,30 m dall'asse di ciascun binario e a distanza di circa 3,60 m dall’asse del binario lato uscita monolito. I pali sono infissi per tutta la lunghezza prefissata o sino a rifiuto.
La presenza dei pali in legno determina per le travi di manovra uno schema statico di trave continua su "n" appoggi cedevoli elasticamente; pertanto, in tale condizione di impiego, le travi di manovra possono estendersi teoricamente indefinitamente nella direzione trasversale senza necessitare di altre opere di fondazione all'estremità.
Naturalmente, laddove le caratteristiche geo-meccaniche del rilevato ferroviario presentano valori di stabilità e portanza elevati (valori propri o ottenuti da interventi di consolidamento), la presenza dei pali in legno non è necessaria, oltre che di difficile o impossibile esecuzione; in tal caso, in sostituzione dei pali in legno, saranno realizzati idonee strutture di appoggio per le travi di manovra.
Il "Sistema ESSEN", infine, è vincolato nel piano orizzontale attraverso delle travi di controvento (HEB 1000, reticolari, ecc.), disposte alle due estremità delle travi di manovra ed ortogonali alle stesse; dette travi di controvento, caratterizzate da elevata rigidezza flessionale nel piano orizzontale, vengono vincolate all'esterno della zona di varo mediante opportune strutture in grado di assorbire la forza orizzontale che agisce sul "Sistema ESSEN" conseguente allo scorrimento delle travi di manovra sulla soletta del monolito in avanzamento.
Il "Sistema ESSEN" consente di contenere la distanza tra il piano del ferro e l'estradosso della soletta superiore del monolito fino a 85÷80 cm, con conseguenti vantaggi alle opere connesse al sotto attraversamento.
Il "Sistema ESSEN" così costituito (Ponti ESSEN, travi di manovra e travi di controvento) assicura un comportamento statico-deformativo del binario ottimale rispetto al prodursi delle frecce e dello sghembo sotto carico, e garantisce pari rigidezza verticale alle sezioni di binario indipendentemente dalla direzione di spinta.
SPINTA DEL MONOLITO
Durante la spinta il “Sistema ESSEN” prevede il trasferimento dei carichi ferroviari sul monolito attraverso linee di carico rappresentate dalle travi slitta disposte sulla soletta superiore del manufatto, lungo la direzione dell'asse dei binari.
A seguito dello scavo in avanzamento i pali in legno precedentemente infissi vengono via via tolti d'opera, pertanto, le travi di manovra da una parte trovano appoggio e scorrono sulle travi slitta, dall'altra poggiano sui pali in legno ancora presenti nel corpo del rilevato ferroviario non interessato dallo scavo.
Speciali "dispositivi di scorrimento" interposti tra le travi di manovra e le travi slitta consentono, attraverso l'inserimento di cunei e piatti in acciaio, di compensare gli inevitabili spostamenti verticali del monolito durante la sua traslazione. Detti "dispositivi di scorrimento" sono liberi di scorrere sulle travi slitta qualora la direzione di spinta non risultasse ortogonale all'asse dei binari.
Particolare dispositivo di scorrimento
Una apposita Procedura di controllo e regolazione del "Sistema ESSEN" durante la spinta del monolito consente di assicurare valori di frecce e sghembi al binario compatibili con le prestazioni specificate.
Il meccanismo di compensazione ora descritto è di particolare importanza nell'impego del "Sistema ESSEN" poiché assicura permanentemente la stabilità di appoggio della struttura sul monolito in avanzamento ed, al contempo, consente di regolarne in continuo la posizione altimetrica in funzione degli spostamenti verticali dell'opera.
LE FASI OPERATIVE
Le FASI OPERATIVE relative all'impiego del "Sistema ESSEN" possono, quindi, come di seguito essere riassunte:
- Infissione dei pali in legno
- Montaggio dei Ponti ESSEN
- Montaggio delle "travi di manovra"
- Montaggio delle "travi di controvento"
- Spinta del monolito
- Smontaggio del "Sistema ESSEN"
APPLICAZIONI
Il "Sistema ESSEN" trova quindi impiego in tutti quegli interventi che prevedono l'esecuzione di medi e grandi sottopassi da realizzarsi mediante la tecnica dell'infissione oleodinamica di strutture scatolari in c.a. prefabbricate fuori opera e successivamente poste in esercizio sotto i binari.
Il "Sistema ESSEN" consente, in generale, l'esecuzione di attraversamenti ferroviari anche in presenza di manufatti esistenti che interferiscono con la nuova opera. E' il caso frequente, ad esempio, di quando occorre aumentare la sezione utile di un sottopasso.
In dette applicazioni è fondamentale la precisa conoscenza della geometria e della struttura del manufatto esistente, delle caratteristiche geotecniche del terreno a tergo dell'opera e più in generale dell'area interessata dall'attraversamento.
Il progetto dell'intervento richiede particolare attenzione ad ogni fase del lavoro, con particolare riguardo alla demolizione dell'opera esistente durante l'avanzamento del monolito ed ai possibili smottamenti del terreno a tergo della stessa, per il quale spesso è necessario effettuare un pre-consolidamento del rilevato interessato dallo scavo al fronte.
In presenza di scambi, non essendo manifestamente possibile l'inserimento del Ponte "ESSEN Standard", si prevede la progettazione e la costruzione di specifiche strutture Struttura "ESSEN Speciale per deviatoio" in funzione delle caratteristiche del deviatoio e della posizione di questo rispetto all'attraversamento.