Sicurezza strutturale: il ruolo chiave del trasduttore di forza nei ponti strallati

I ponti strallati collegano strade, valli, fiumi e stretti in tutto il mondo, sostenendo il traffico veicolare ininterrottamente, giorno e notte. La loro stabilità strutturale dipende in larga misura dalla capacità di carico permanente dei cavi strallati, la cui tensione deve essere monitorata costantemente. Per rispondere a questa esigenza, WIKA ha sviluppato per un cliente un trasduttore di forza specificamente progettato per l’impiego su ponti strallati. Questa soluzione, ora disponibile sul mercato, garantisce misurazioni estremamente precise, resiste a condizioni termiche severe e contribuisce al funzionamento sostenibile dell’infrastruttura.

La struttura di un ponte strallato può apparire quasi leggera, ma nasconde una complessa ingegneria. I cavi diagonali tensionati, che sostengono la carreggiata, si estendono dalle torri o dai piloni fino al ponte, trasferendo il carico dalle torri alle fondamenta. La forza di trazione esercitata su questi cavi rappresenta uno dei parametri più critici per la progettazione e il funzionamento dell’intera infrastruttura. Per questo motivo, il monitoraggio della tensione non è solo una misura di sicurezza operativa: inizia già durante la fase di costruzione.

Ogni cavo di sostegno è composto da un fascio di funi metalliche, organizzate in trefoli. La forza di trazione viene monitorata su uno di questi trefoli mediante un trasduttore di forza ad anello, installato tra gli elementi di fissaggio e la piastra di ancoraggio all’interno dell’impalcato del ponte. Questa configurazione consente di rilevare con precisione le sollecitazioni meccaniche, contribuendo al controllo strutturale continuo e affidabile.

Trasduttori di forza: strumenti di riferimento e controllo continuo

Nei ponti strallati, i trasduttori di forza svolgono inizialmente la funzione di riferimento durante la fase di tensionamento: mentre un martinetto idraulico porta ciascuna fune metallica alla tensione prestabilita, il trasduttore registra il valore di riferimento. Una volta completata questa operazione, il dispositivo entra in funzione come sistema di monitoraggio continuo. Qualsiasi variazione della tensione al di fuori dei limiti di tolleranza può indicare fenomeni di corrosione o altri fattori critici. In presenza di un’anomalia, il gestore del ponte riceve un segnale tempestivo che consente di avviare immediatamente un’ispezione, prevenendo danni strutturali e, nei casi più estremi, il rischio di crollo.

La soluzione di WIKA garantisce alte prestazioni e affidabilità in ogni condizione climatica

Il trasduttore di forza ad anello con amplificatore di segnale per ponti strallati è progettato come sistema modulare: entrambe le componenti formano un’unità separabile.

Il monitoraggio della tensione nei ponti strallati è un compito complesso e altamente specializzato. Su richiesta del cliente, tecsis – centro di eccellenza del Gruppo WIKA per la misurazione della forza – ha sviluppato un trasduttore di forza ad anello ad alte prestazioni, affiancato da un amplificatore di segnale per garantire la trasmissione affidabile dei dati rilevati. Il trasduttore, di forma anulare, è progettato per un carico nominale di 160 kN. Dimensioni e capacità di carico possono essere personalizzate in base alle specifiche esigenze del progetto, assicurando massima flessibilità e precisione.

Il trasduttore di forza progettato per ponti strallati trasmette i valori misurati tramite un’uscita di segnale standard da 4 … 20 mA, garantendo un funzionamento continuo anche in condizioni ambientali estreme. Grazie al suo ampio intervallo operativo, da -40 °C a +70 °C, è adatto a qualsiasi clima. All’interno di questo range, lo strumento presenta un’incertezza di misura pari all’1,5%. La precisione del comportamento di misura è stata confermata da un laboratorio esterno, che ha validato le prestazioni del trasduttore su tutto l’intervallo di temperatura.

Nei ponti strallati, i trasduttori di forza e i relativi amplificatori di segnale sono collegati tramite un connettore a cavo. Una volta installato, il sensore – completamente esente da manutenzione – rimane posizionato all’interno dell’alloggiamento del cavo intrecciato, protetto dall’umidità grazie al riempimento in paraffina. L’amplificatore di segnale, e quindi l’elettronica del sistema di misura, è invece collocato a distanza dal punto di rilevazione, garantendo maggiore protezione e affidabilità operativa.

Unità separabile per una gestione sostenibile del ponte

La soluzione di misura WIKA, progettata come unità separabile, offre un vantaggio significativo in termini di manutenzione e sostenibilità. In caso di guasto o danneggiamento, l’amplificatore può essere sostituito senza dover rimuovere il trasduttore di forza, evitando così interventi complessi e costosi. L’operatore riceve un nuovo dispositivo con segnale già calibrato, perfettamente compatibile con il sensore esistente, e pronto all’uso grazie al principio plug-and-play. Questa configurazione non solo semplifica la gestione operativa, ma contribuisce anche al funzionamento sostenibile e duraturo del ponte.

Nota
I trasduttori di forza ad anello sono versatili e adatti a un’ampia gamma di applicazioni. Una panoramica completa della gamma prodotti WIKA è consultabile sul sito web, insieme alle soluzioni disponibili per la misura di forza. Per qualsiasi richiesta o approfondimento, non esitate a contattarci. I nostri esperti WIKA saranno lieti di aiutarvi.