Ottimizzazione di ponti estradossati a struttura ibrida

The extradosed bridge, which is a relatively new type of bridge, can be viewed in the middle between a prestressed girder bridge and a cable-stayed bridge, as it combines both principles. Typically, this type of bridge has a similar appearance to a cable-stayed bridge, although it has shorter towers and structural behaviour more like that of an external prestressed girder. Today there is no precise definition of the idea of an extradosed bridge, perhaps it is not even possible to define it appropriately precisely because it is a substantially linear combination between the two types described above. The objective of the thesis is the analysis of extradosed with a hybrid structure, consisting of sections in pre-stressed reinforced concrete possibly with variable height in the area between the piers and with steel composite section in the central parts of the spans. The idea is to determine optimal configurations in terms of cost and performance, which take advantage of the lightness of the section where it produces its maximum effect and benefit on the global statics. The optimization analysis is carried out based on a parameterization of the problem framed in the context of commercial solvers such as Grasshopper, Karamba 3D and Opossum. The analyses have made it possible to identify optimal scenarios where a central steel composite section is disclosed and its relevance is highlighted, particularly in situations where the spans exceed 200 meters.

Il ponte estradossato, tipologia di opera relativamente recente, può essere inteso come una via di mezzo tra un ponte a travata continua ed uno strallato, poiché ne combina entrambi i principi. In genere, questo tipo di ponte ha un aspetto simile ad un ponte strallato, benché abbia torri più corte e un comportamento strutturale più simile a quello di una travata con precompressione esterna. Ad oggi manca una definizione precisa dell’idea di ponte estradossato, forse non è neanche possibile definirlo in modo appropriato proprio perché è una combinazione, sostanzialmente lineare, tra le due tipologie sopradescritte. L’obiettivo della tesi è l’analisi di estradossati con travata a struttura ibrida, costituiti da tratti in calcestruzzo armato precompresso eventualmente ad altezza variabile nella zona a cavallo delle pile e tratti a sezione mista acciaio-calcestruzzo nelle parti centrali delle campate. L’idea è quella di determinare configurazioni ottimali in termini di costo e prestazione, che si avvantaggino della leggerezza della sezione laddove produce il suo massimo effetto e beneficio sulla statica globale. L’analisi di ottimizzazione è svolta sulla base di una parametrizzazione del problema inquadrata nel contesto di solutori commerciali quali Grasshopper, Karamba 3D e Opossum. Le analisi hanno permesso di identificare scenari ottimizzanti nei quali si rileva l’importanza di un tratto a sezione mista centrale, specie laddove le luci crescano al di sopra dei 200 metri.