Un Digital Twin per il nuovo viadotto ferroviario di Deutsche Bahn

12-luglio-2021

Il nuovo Viadotto di Ottendorf è una magnifica struttura ingegneristica, che però era priva di un gemello digitale. Ci ha pensato un giovane ingegnere con Allplan Bridge.

Il Viadotto di Ottendorf sulla linea ferroviaria Riesa-Chemnitz (in Sassonia, Germania) ha svolto il suo ruolo importante per oltre 160 anni, fino a quando non è stato più possibile recuperarlo ed è stata quindi necessaria la sostituzione nel 2015. La nuova struttura costruita a quel tempo era la prima del genere per la Deutsche Bahn (la società ferroviaria tedesca), che, per la prima volta nella sua storia, ha realizzato un ponte ad arco-tirante. Nonostante per la progettazione della struttura siano stati utilizzati dei modelli 3D parziali, non era stato applicato il metodo BIM e quindi non era disponibile un digital twin del ponte per i futuri lavori di manutenzione. Uno studente dell'HTW Dresden (Università di Scienze Applicate di Dresda) ha rimediato a questa mancanza, rimodellando l’intera struttura con Allplan Bridge, nell'ambito di un progetto semestrale nel campo dell'informatica delle costruzioni.

 

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Viadotto ferroviario di Ottendorf© Alexander Peter / HTW Dresden

 

Primo ponte ad arco-tirante per Deutsche Bahn

Per soddisfare i requisiti estetici e funzionali, la nuova infrastruttura che sostituisce del vecchio ponte ad arco è stata progettata con la tecnica della struttura ad arco-tirante, una novità assoluta per la Deutsche Bahn. La lunghezza totale è di 90,95 metri, con una corda d’arco di 74,95 metri. L'elemento centrale è l'arco che sostiene i binari posati su travi in acciaio. Una particolare caratteristica strutturale rende il ponte un'eccezionale struttura ingegneristica: l’arco penetra nelle travi dell'impalcato formando con esse un ulteriore sistema portante, composto dalle travi stesse e dalle porzioni dell’arco che si sviluppano verso il basso. Ricorrendo alla prefabbricazione della nuova struttura di fianco al ponte esistente e alla sua successiva traslazione, il ponte ha potuto essere eretto in soli quattro mesi.

 

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© Alexander Peter / HTW Dresden

 

Ancora progettazione in 2D

Dittmann+Ingenieure Bauplanung GmbH & Co. KG e Curbach Bösche Ingenieurpartner erano responsabili della progettazione del nuovo ponte. Gli ingegneri si affidavano ancora in gran parte alla progettazione in 2D, ricorrendo alla modellazione 3D solo per l'analisi strutturale. Ne consegue che il materiale di progettazione disponibile era insufficiente per la creazione di un gemello digitale adatto come base dati stabile per i lavori di manutenzione e per le ispezioni durante l'intero ciclo di vita della struttura. Poiché il metodo BIM sta prendendo rapidamente piede anche nelle strutture esistenti, così come l'interesse in particolare per i modelli “as-built” delle infrastrutture, Alexander Peter, studente iscritto al Master di HTW Dresden 2020, ha affrontato la progettazione del ponte per la sua tesi.

 

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© Alexander Peter / HTW Dresden

 

Il Digital Twin con Allplan Bridge

Basandosi sui dati 2D e 3D disponibili, il giovane ingegnere ha modellato la struttura in Allplan Bridge, creando un gemello digitale che potrà servire per i futuri lavori sul ponte. Grazie ai componenti intelligenti, il nuovo modello fornisce informazioni importanti su tutti gli elementi del ponte e, allo stesso tempo, è possibile estrapolarne tutte le viste e le sezioni 2D. Uno dei maggiori vantaggi è dato anche dall'innovativa derivazione automatica del modello di analisi statica dal modello geometrico del ponte. Grazie ad Allplan Bridge, che consente la creazione di digital twin, in futuro il lavoro degli ingegneri potrà essere molto più semplice.

 

 

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