La progettazione dei ponti è nota per essere un processo meticoloso e dispendioso in termini di tempo, con gli ingegneri spesso alle prese con i limiti dei metodi di progettazione convenzionali. Questi approcci tradizionali, sebbene affidabili, non hanno la flessibilità e l’efficienza necessarie per affrontare le complesse e variegate esigenze dei moderni progetti di ponti. Tuttavia, la progettazione parametrica, gli strumenti di progettazione basati su codici e i processi BIM digitali stanno superando queste sfide con flussi di lavoro nuovi ed efficienti.
Progettazione parametrica dei ponti
Considerate le molteplici esigenze poste ai team di progettazione e costruzione dei ponti, riunire perfettamente l'intero flusso di lavoro con gli strumenti di progettazione digitale si rivela una soluzione chiave alle crescenti complessità e sfide dei ponti moderni.
Questi flussi di lavoro iniziano con la progettazione parametrica, che consente agli ingegneri di definire determinati parametri e regole all'interno dei loro modelli di progettazione, apportando modifiche rapide. Per un processo iterativo come la progettazione di ponti, la progettazione parametrica consente un'esplorazione più approfondita delle possibilità di progettazione e una riduzione del tempo necessario per creare variazioni e modifiche. Gli ingegneri possono testare vari scenari, valutando in modo efficiente l'impatto dei cambiamenti nelle variabili di progettazione sulla struttura complessiva. Queste variazioni possono essere valutate rapidamente utilizzando strumenti di progettazione basati su codici e condivise facilmente con i membri del team utilizzando processi BIM digitali.
Un buon esempio di una delle applicazioni pratiche degli strumenti di progettazione parametrica di ponti è la progettazione dell'armatura del calcestruzzo precompresso. La progettazione parametrica consente un'ottimizzazione più efficiente dell'area della sezione trasversale e della quantità di rinforzo. Consente inoltre la regolazione automatizzata della geometria dei cavi post-tesi, dei loro carichi equivalenti e del bilanciamento delle forze interne, che influisce sulla progettazione del livello di forza di precompressione.
Un altro caso d’uso è l’integrazione degli strumenti di progettazione dei ponti digitali nel processo di valutazione della resistenza per un’analisi più dettagliata e accurata di queste complesse interazioni. Utilizzando modelli parametrici, gli ingegneri possono simulare una serie di scenari in cui diverse combinazioni di forze interne agiscono sulla struttura. Questo approccio consente un'analisi dettagliata dei singoli aspetti del progetto e di come possono influire sul comportamento strutturale complessivo, in particolare in termini di resistenza e sicurezza.
Strumenti di progettazione di ponti basati su codici
Oltre alla progettazione parametrica, gli strumenti di progettazione basati su codice sono un altro potente strumento nell'ingegneria dei ponti. Tradizionalmente, la verifica della conformità del codice implicava calcoli manuali e controlli meticolosi, soggetti a errori e iterazioni dispendiose in termini di tempo. Con la progettazione basata su codice, è possibile garantire perfettamente la conformità al codice ottimizzando al tempo stesso i progetti e semplificando i flussi di lavoro.
Gli ingegneri civili possono sottoporre i loro modelli di ponti ricchi di dati a un'analisi strutturale graduale, perfezionando e ottimizzando i progetti con l'aiuto di strumenti di progettazione basati su codice, prima di creare i disegni costruttivi. Questi strumenti possono eseguire automaticamente calcoli di sollecitazione elastica lineare, progettazione di aree di rinforzo e valutare la capacità di sezioni di cemento precompresso, ad esempio, o per la valutazione della resistenza di sezioni di cemento. Questa automazione non solo riduce i tempi e gli sforzi di progettazione, ma riduce anche significativamente gli errori e aiuta a garantire la conformità ai codici stabiliti come AASHTO LRFD e EN 1992-2.
I processi BIM permettono inoltre un processo decisionale più informato e facilitano la collaborazione in quanto i dati di progettazione conformi al codice risiedono all'interno del modello BIM dove sono accessibili a tutte le parti interessate del progetto.
Conclusione
Utilizzare gli strumenti di progettazione digitale dei ponti significa rendere il processo di progettazione – dalla progettazione geometrica iniziale fino alla costruzione – più semplice, più accurato ed efficiente. Man mano che i progetti di ponti diventano più complessi e con tempi di consegna sempre più ristretti, il futuro della progettazione e costruzione dei ponti si basa sempre più sull’interazione tra strumenti computazionali avanzati e competenze ingegneristiche.
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