Come stampare un ponte per biciclette in 3D? Lo studio discute il progetto olandese di stampa concreta
Nel 2017, il primo ponte per biciclette in calcestruzzo stampato prestirato al mondo è stato ufficialmente aperto ai ciclisti . È stato creato dalla Eindhoven University of Technology (TU / e) in collaborazione con la società di costruzioni BAM Infra, ed è stato installato nel villaggio olandese di Gemert. Il ponte faceva parte di un progetto di ricerca che prevedeva lo sviluppo di una gigantesca stampante 3D in calcestruzzo e ora i ricercatori coinvolti hanno pubblicato un documento sul progetto, dal titolo ” 3D Printed Concrete Bridge “.
Il ponte è stato progettato per sostituire una struttura esistente su un piccolo canale locale. La struttura è larga 3,5 metri e si estende per 6,5 metri. Consiste di elementi stampati in 3D che vengono ruotati di 90 gradi dopo la stampa, quindi premuti insieme da cavi di precompressione post tensione.
Dispositivo di trascinamento del rinforzo
“La necessità di stampare e impilare diversi elementi singoli con un nucleo cavo di per sé rende evidente la precompressione dei componenti per superare la mancanza di resistenza al piegamento del calcestruzzo non armato; una tecnologia comunemente usata nell’industria delle costruzioni “, affermano i ricercatori. “Così, i tendini di prestress sono collocati nelle aperture degli elementi stampati, stressati, ancorati all’inizio e alla fine e infine rilasciati. Gli elementi in calcestruzzo stampati sono sollecitati a un livello che solo la compressione rimane nella sezione, e non sono necessari ulteriori rinforzi passivi in quella direzione. ”
La sezione trasversale del ponte consiste in una serie di forme di bottiglia collegate, alternativamente posizionate capovolte e combinate con una linea retta di collegamento continuo nella parte inferiore. Nella parte anteriore e nella parte finale degli elementi del ponte stampati in 3D, due paratie in calcestruzzo massiccio, tradizionalmente colate e rinforzate, vengono aggiunte per introdurre le forze di pre-stress.
L’altezza di ogni elemento è di circa 1,08 metri, o da 89 a 90 strati di 12 mm ciascuno. Sei elementi compongono il ponte. Complessivamente, il ponte ha 582 strati stampati, ciascuno lungo 25,1 metri e una lunghezza totale del percorso di stampa di 13,4 km. Per evitare un guasto fragile dovuto alla torsione nella cassa del ponte, è stato introdotto un cavo di rinforzo nel “filamento” di cemento. Questo rinforzo consiste in un cavo d’acciaio sottile e resistente che si incastra nel calcestruzzo durante la stampa, grazie a un dispositivo di inclusione del rinforzo (RED) sviluppato presso TU / e.
L’integrità strutturale è stata testata con un modello 1: 2. Apparve una crepa, ma fu indotta dalla flessione, piuttosto che dal taglio.
“Un test finale su scala reale è stato eseguito in situ per garantire che il ponte si comportasse come previsto”, affermano i ricercatori. “Le deflessioni risultanti erano troppo piccole per essere misurate. Poiché inoltre non è stata osservata alcuna altra risposta, e in considerazione del precedente test su materiali e scala, il ponte è stato considerato conforme ai regolamenti edilizi olandesi. ”
Il ponte si è aperto al traffico pedonale e ciclabile nell’ottobre dello scorso anno. Questo è stato il primo ponte stampato in 3D creato con la particolare combinazione di precompressione, rinforzo e stampa 3D degli sviluppatori. Inoltre, viene utilizzato dal traffico regolare e deve rispettare tutte le leggi e i regolamenti locali. È un piccolo ponte, ma ci mostra che la stampa 3D può essere un metodo di costruzione affidabile e sicuro. E il ponte è stato solo l’inizio per TU / e, che fa parte di un nuovo progetto che prevede la stampa 3D di cinque case in cemento a Eindhoven nei prossimi cinque anni. Le case saranno occupate una volta completate.