{h1}
artikel

Ponte della Musica

Anonim

Ponte della Musica, Roma

Ponte della Musica adalah jembatan lengkung yang sangat dangkal bagi pejalan kaki dan pengendara sepeda yang menyeberangi sungai Tiber. Ini adalah hasil kerja sama erat antara insinyur dan arsitek yang menghasilkan struktur elegan menggunakan bahan berkualitas tinggi, yang semuanya khas dari Roma dan bersumber secara lokal. Ini desain inovatif menggunakan titik-titik pegas dari lengkungan untuk menyediakan tangga untuk akses publik dari bawah jembatan. Dengan biaya € 10.5m itu memberikan nilai yang sangat baik untuk uang untuk jembatan yang didanai publik.

Panjang total jembatan hampir 190m, yang terdiri dari rentang utama 128m dan dua rentang sisi 30m. Jembatan ini terdiri dari dua lengkungan miring ke luar yang terbuat dari tubular, baja-pendukung, bingkai melintang kaku diposisikan pada interval 8, 5m. Lengkungan naik 10, 6 m di atas puncak dek di tengah gelombang, memberikan rasio rentang-ke-naik sekitar 12: 1. Mereka sepenuhnya tetap pada titik pegas beton mereka dan mendukung dek melalui gantungan miring. The soffit dari dek jembatan adalah 21.6m dpl untuk memberikan izin yang memadai di atas Sungai Tiber yang rata-rata level 8m dpl.

Entri kompetisi

Pada tahun 2000, kompetisi desain internasional diselenggarakan oleh Comune di Roma (Kota Roma) untuk jembatan penyeberangan baru untuk menyeberangi Sungai Tiber di Roma, jembatan pejalan kaki berskala besar pertama yang didedikasikan untuk dibangun di atas sungai sejak zaman Romawi. .

Kompetisi singkat itu meminta Ponte della Musica menjadi ruang terbuka baru, fleksibel, publik, yang dapat digunakan untuk pameran, festival, dan pameran. Hal ini juga mengharuskan tidak ada dermaga menengah di sungai atau di bank, dan bahwa ketika awalnya dibangun untuk mengangkut pejalan kaki, jembatan itu harus dirancang untuk membawa rute trem atau bus di masa depan.

Beberapa solusi struktural diusulkan termasuk suspensi dan cable stayed bridges. Sementara struktur kabel memiliki kelebihan dalam hal fleksibilitas dan ringan, intrusi visual kabel dianggap tidak dapat diterima di lokasi tertentu ini. Persyaratan gabungan untuk pembebasan vertikal, kemiringan maksimum dan akomodasi pemuatan trem atau bus menunjuk ke solusi lengkungan dangkal yang elegan dan sederhana dalam efeknya.

Keanggunan lengkungan dicapai dengan menghindari kebutuhan untuk menguatkan; ketahanan terhadap tekuk dicapai menggunakan bagian tabung dan bingkai U kaku. Kesederhanaan ide struktural dipertahankan dengan melalui perincian yang cermat dari koneksi utama. Pada 20m, itu adalah salah satu jembatan pejalan kaki terluas yang pernah dibangun menciptakan area luas ranah publik.

Proposal oleh Buro Happold dan Powell-Williams Architects adalah yang termurah dari entri kompetisi dan dianugerahi hadiah pertama pada tahun 2000. Tim desain kemudian ditunjuk untuk mengembangkan desain skema.

Respon atas Brief

Tanggapan untuk kompetisi singkat adalah jembatan lengkungan penerbangan tunggal, dangkal dengan lengkungan miring. Di antara lengkungan utama serangkaian frame yang ditangguhkan, terdiri dari balok utama melintang kaku terhubung ke gantungan kaku.

Sketsa awal dan model yang dibuat selama kompetisi menunjukkan betapa miripnya jembatan terakhir dengan konsep aslinya. Tim desain sangat bangga telah mempertahankan bentuk dan detail jembatan yang elegan meskipun proses perencanaan dan persetujuan, dua peristiwa banjir besar, negosiasi kontrak yang berlarut-larut, tekanan komersial, pengenalan persyaratan desain seismik dan rekayasa nilai oleh kontraktor lebih jangka waktu lebih dari 10 tahun.

Material

Pola dan bahan yang digunakan untuk landai menyerupai Parco della Musica, menciptakan "kesimetrian" ideal antara ujung-ujung Via G. Reni. Perhatian khusus diberikan pada integrasi jembatan ke dalam lanskap. Selain bahan struktural utama (baja untuk superstruktur, beton untuk dermaga, penyangga dan pondasi dan kayu untuk penghiasan), bahan finishing dan pola yang dipilih mencerminkan arsitektur Romawi di dekatnya.

Lengkungan utama

Lengkung tabung dibuat dengan bagian konstan untuk memfasilitasi fabrikasi dan tertutup rapat untuk mencegah korosi internal. Bentuk sedotan air asimetris sedalam 1, 25 meter dipilih untuk memberikan kekakuan yang memadai, efisien secara aerodinamis, memastikan drainase yang baik dan untuk kepentingan visual.

Koneksi kaku antara dek dan gantungan menyediakan "U-frame" menahan ke lengkungan. Anggota longitudinal memberikan kekakuan lentur dan torsional untuk dek jembatan. Skema kompetisi memiliki girder kotak 6.6m-lebar sepanjang garis tengah jembatan, bersama dengan dua anggota kotak longitudinal di luar garis gantungan. Parapets jembatan didukung oleh bagian box yang dibuat lebih kecil di sepanjang tepi jembatan.

Pada bentang ujung, di mana tidak ada dukungan dari lengkungan, girder kotak memanjang menjadi elemen struktural utama. Di kedua sisi lubang trem, pelat dek baja yang kaku disediakan di sekitar area gantungan. Bagian-bagian dari pengeraman terdiri dari papan kayu yang didukung pada balok-balok bagian yang relatif kecil

Yayasan

Menemukan solusi yang efisien untuk fondasi terbukti menjadi tantangan karena tanahnya tidak terlalu bagus dan lengkungan memiliki kekuatan horizontal yang besar. Kondisi input dasar yang harus diperhitungkan dalam desain pondasi adalah:

  • Tanah di situs ini terdiri dari 8-12m tanah yang dibuat miskin (sebagian besar pasir yang longgar), yang menghamparkan lapisan tebal dari endapan gambut-lempung liat-liat, endapan aluvial hingga -50 / -55m, di mana batuan dasar ditemukan. Kehadiran tanah kompresibel antara 15m dan 50m berarti ini tidak mungkin untuk menggunakan yayasan yang menerapkan beban langsung di lapisan ini.
  • Bentuk lengkungan yang sangat dangkal menghasilkan desakan horisontal besar, sama dengan sekitar dua kali beban vertikal: beban horizontal pada masing-masing fondasi diperkirakan sama dengan 60.000 kN.

Solusi yang dirancang untuk skema pertama mengadopsi pendekatan berikut:

  • Gunakan fondasi "cavalletto " ("trestle"), yang jelas memisahkan reaksi terhadap beban vertikal, dengan menggunakan tumpukan berdiameter berdiameter besar yang mencapai batuan dasar, dari reaksi ke beban horisontal. Beban-beban yang terakhir ini biasanya ditangani oleh baut-baut pengikat, tetapi karena kedekatan dasar sungai, hal ini tidak mungkin dilakukan, dan suatu solusi dibuat menggunakan mikropil yang digaruk.
  • "Engineer" tanah: alih-alih mengadaptasi skema struktural dan pondasi ke kondisi yang ada, tanah dapat ditingkatkan untuk mencapai parameter geoteknik minimum yang diperlukan oleh desain. Konsolidasi dilakukan dengan rata-rata jet grouting.

Pengembangan desain

Setelah kontraktor dipilih beberapa perubahan diusulkan dan kemudian diimplementasikan.

Solusi inovatif untuk masalah yayasan

Selama pengembangan desain, kontraktor utama mengusulkan perubahan mendasar pada skema struktural jembatan, dari lengkungan yang benar ke lengkungan yang diikat, untuk menghindari solusi mini-tumpukan miring. Tim desain enggan untuk mengadopsi proposal ini yang akan berarti keberangkatan radikal dari konsep kompetisi.

Bekerja dengan kontraktor, tim desain merancang cara alternatif yang inovatif untuk menghindari penggunaan tumpukan mini. Jalan beban dari lengkungan dibawa melalui yayasan kantilever untuk menyediakan titik-titik jangkar untuk dek jembatan yang bertindak sebagai dasi yang menyeimbangkan. Sistem "keseimbangan diri" ini menghapuskan semua tekanan horizontal pada tepian sungai.

Perubahan desain dek

Desain dek diubah dari konstruksi orthotropic baja asli menjadi pelat beton bertulang. Ini memiliki dua manfaat penting untuk proyek:

  • Metode konstruksi dibuat lebih murah. Proposal awal melibatkan penyusunan abutmen dan titik pegas pertama, kemudian mengangkat lengkungan ke tempatnya dengan gantungan internal. Unit dek kemudian akan didirikan pada dukungan sementara di sungai. Ini diubah untuk mendukung unit dek dengan kabel dari dua menara yang terletak di setiap tepi sungai.
  • Biaya jembatan dikurangi dengan menghemat 18% dalam berat baja.

Analisis statis perilaku struktural

Model struktural dasar

Jembatan dianalisis menggunakan software LUSAS Finite Element. Ini dilakukan dengan menggunakan elemen-elemen balok dan cangkang, dan elemen-elemen padat untuk desain koneksi titik lengkung / pegas dan detail. Efek beban dihitung menggunakan program FE di bawah banyak kombinasi beban statis yang berasal dari standar.

Analisis mengungkapkan bahwa gantungan utama di setiap ujung lengkungan mengalami momen lentur yang cukup besar dan karenanya diputuskan untuk menyematkan sambungan lengkungan gantungan di lokasi-lokasi ini untuk membebaskan struktur dari efek besar yang besar ini. Pengaturan koneksi lebih lanjut dimodifikasi pada tahap desain rinci dengan mengadopsi baja kelas yang lebih tinggi (460) untuk bagian itu, untuk meningkatkan kekakuan tanpa mengubah penampang.

Analisis non-linear dari lengkungan

Desain lengkungan diatur oleh kerentanannya terhadap bucking out-of-plane. Dalam analisis non-linear, ketidaksempurnaan awal diperkenalkan ke dalam model untuk mewakili toleransi konstruksi yang mungkin mempengaruhi ketahanan pukulan. Ini dilakukan dengan melakukan analisis nilai tukar eigen dan scaling bentuk cacat. Geometri yang dihasilkan kemudian digunakan sebagai titik awal untuk analisis non-linear.

Model struktural awalnya dimuat dengan 100% beban mati dan beban mati yang terlampau tinggi. Beban hidup kemudian diterapkan secara bertahap, dan, dengan merencanakan deformasi terhadap load factor, adalah mungkin untuk menentukan titik di mana perilaku struktural yang berbeda, non-linear, akan mulai terjadi. Struktur ini dianggap memiliki ketahanan yang cukup terhadap bucking ketika perilakunya masih dalam zona linier ketika pemuatan akhir telah diterapkan pada struktur.

Analisis struktur trem

Ini adalah salah satu fitur luar biasa dari jembatan ini: pemeriksaan jembatan di masa depan untuk pemasangan dan menjalankan trem. Jembatan ini dapat menampung dua lajur tram yang penuh muatan dari ujung ke ujung untuk panjang penuh jembatan dan di tengah-tengah penampang. Kendaraan trem dimodelkan sebagai satu set sistem mekanis dengan banyak derajat kebebasan, mata air linear dan non-linear dan berbagai jenis peredam. Selama perjalanan mereka, kendaraan memaksakan berat mereka sendiri ke struktur jembatan: yaitu efek massa kendaraan dan akselerasi. Kendaraan mempengaruhi jembatan dengan memaksakan gaya yang berorientasi secara spasial yaitu gaya vertikal (roda atau kekuatan gandar), gaya longitudinal horizontal (akselerasi dan gaya putus). Ketika trem dimasukkan dalam desain, pertimbangan khusus diberikan kepada sumber redaman. Sumber internal redaman meliputi gesekan internal yang kental dari bahan bangunan, yang dialami selama deformasi dan sifat non-homogen. Sumber eksternal peredaman jembatan meliputi gesekan pada penyangga dan bantalan, khususnya pada ballas, gesekan pada sambungan struktur dan ketahanan aerodinamis.

Fitur lain dari desain adalah dimasukkannya penggelinciran merancang diberikan bahwa jembatan ini akan memiliki penggunaan campuran dengan trem dan pejalan kaki. Rancangan dipasang berdekatan dengan rel yang berjalan.

Trem juga memaksakan pemuatan berulang di jembatan. Anggota struktural, sambungan yang dilas dan dibaut rentan terhadap kerusakan akibat kelelahan yang disebabkan oleh pemuatan berulang ini. Desain jembatan diperiksa terhadap pemuatan kelelahan dengan konsekuensi bahwa ada peningkatan ukuran koneksi

Analisis dinamik perilaku struktural

Beban yang diinduksi pejalan kaki

Untuk menghindari kekuatan dinamis yang berlebihan pada jembatan dan untuk mengurangi ketidaknyamanan pejalan kaki, jembatan diperiksa untuk responnya terhadap tindakan manusia. Perilaku dinamis dari struktur dicirikan oleh frekuensi alami dan partisipasi massa di masing-masing mode getaran. Untuk frekuensi yang digemari oleh aliran pejalan kaki, penting untuk memeriksa bahwa percepatan yang diramalkan yang dirasakan oleh orang-orang di jembatan berada dalam batas yang dapat diterima dan bahwa kerusakan potensial pada struktur dihindari. Pada tahap awal dan definisi dari desain, analisis berikut dilakukan:

  • • Mode getar ditentukan menggunakan ekstraksi nilai eigen dan dipisahkan untuk pemeriksaan lebih lanjut (vertikal + torsi dan torsi horizontal +).
  • Analisis modal interaktif (IMD) termasuk pemuatan pulsasi stasioner dan beban pulsasi yang bergerak.

Berikut perubahan yang diusulkan pada tahap desain rinci, yaitu peningkatan massa yang dihasilkan dari penggantian pelat ortotropik dengan lempeng beton komposit dan modifikasi kekakuan sistem setelah penghapusan dorong di lengkungan, analisis dinamis yang lebih rinci adalah dilakukan.

Beban yang diinduksi angin

Footbridges span panjang rentan terhadap eksitasi aerodinamis oleh tindakan angin. Setelah penilaian jembatan pada tahap desain awal, yang didasarkan pada standar Inggris BD49 / 01, pada definisi rusa, penyelidikan yang lebih rinci dilakukan oleh spesialis angin BMT. Pekerjaan ini termasuk kemungkinan eksitasi aerodinamis berdasarkan sifat dinamis dari struktur. Rekomendasi dibuat tentang pengujian terowongan angin yang ditindaklanjuti pada desain rinci.

Pengujian terowongan angin dilakukan pada model skala 1:75 dan 1:60 di Laboratorium CRIACIV di Universitas Florence untuk menentukan koefisien angin aerodinamis angin, dan untuk mengidentifikasi kondisi penumpahan vortex. Desain jembatan itu disetel dengan baik sebagai hasil dari tes ini.

Analisis seismik

Meskipun awalnya bukan merupakan persyaratan, perubahan peraturan desain Italia selama proyek mengharuskan pemuatan seismik dipertimbangkan pada tahap desain definisi. Kekuatan yang dikenakan pada fondasi karena percepatan dasar tanah dasar 0, 15g (sesuai dengan lokasi Kelas III) ditentukan dan ditunjukkan untuk memenuhi Eurocode 8 (Ketentuan Desain untuk Resistensi Gempa dari Struktur: Jembatan). Ini kemudian diturunkan ke 0.1g, berdasarkan data dan analisis yang diperbarui. Karena efek seismik tidak dikombinasikan dengan pemuatan yang dipaksakan, pengaruhnya terhadap pemuatan pada anggota struktural lainnya tidak dianggap penting.

Konstruksi, pengawasan dan inspeksi situs

Untuk menjaga konsep dan perancangan skema dan untuk memastikan kesinambungan, tim desain ditunjuk untuk melaksanakan pengawasan pekerjaan sesuai dengan peraturan nasional. Pekerjaan dimulai di situs pada bulan September 2008 dan karya-karya fondasi diwujudkan antara 2008 dan 2009.

Dua petak beton adalah 1, 620m3 di tepi kanan dan 2, 785m3 di tepi kiri, berdasarkan 54 tumpukan, sepanjang 55m. Tumpukan tiang di tepi kanan terdiri dari dua lempengan yang saling tumpang tindih, bebas bergerak dengan menggunakan 27 bantalan geser - untuk memungkinkan gerakan di salah satu sisi jembatan, sehingga melepaskan setiap tekanan horizontal yang disebabkan oleh suhu dan beban hidup.

Pekerjaan baja tersebut dibuat oleh subkontraktor spesialis selama tahun 2009, seluruhnya dirakit di halaman pembuatan, dan didirikan di lokasi pada tahun 2010. Struktur baja dirakit tanpa menggunakan dermaga sementara di dasar sungai untuk menghindari gangguan terhadap hidrologi sungai selama konstruksi . Struktur ini didukung oleh dua menara sementara dan sistem kabel-tetap. Segmen utama (bobot hingga 80 ton) diluncurkan oleh derek besar dan dilas penuh di lokasi.

Bagian dek tengah ditempatkan pada September 2010, akhirnya menghubungkan dua tepian sungai, dan lengkungan selesai pada bulan Oktober. Pada bulan Februari 2011 "dasi" itu dicetak dan menara sementara dihapus. Jembatan itu dibuka untuk umum pada Mei 2011.

Keberlanjutan

Desain dimodifikasi untuk meningkatkan efisiensi dalam konstruksi dan penggunaan bahan. Penurunan 18% dalam baja (dan jejak karbon) dicapai dengan memilih untuk jembatan komposit yang bertentangan dengan dek orthotropic.

Baja, beton, batu bata, pasangan bata dan aspal semuanya bersumber secara lokal untuk mengurangi jejak karbon, dan kayu yang bersumber etis (dengan energi terwujudkan rendah) digunakan untuk trotoar di bagian kantilever jembatan dan untuk balustrading.

Lahan di bawah jembatan di kedua sisi bank ini ditata untuk meningkatkan aksesibilitas dan kualitas fauna di bawah jembatan, memperbaiki lingkungan. Pekerjaan baja sepenuhnya dicat sehingga akan membutuhkan perawatan minimal. Jembatan ini telah dirancang untuk penggunaan trem masa depan, tanpa mengorbankan kelangsingannya.

Nilai

Biaya pembangunan jembatan adalah € 10.5m. Dengan jejak 400m2, biaya konstruksi adalah € 2.600 / m2, menjadikannya salah satu jembatan pejalan kaki termurah dengan ukuran signifikan di dunia. Biaya rendah ini dicapai dengan merancang konsep desain yang sangat efisien dan membuat perubahan desain untuk mengurangi kuantitas baja.

Biaya desain berkurang secara signifikan, dan komunikasi dengan klien ditingkatkan, dengan bermitra dengan konsultan Italia (Lotti) yang berbasis di Roma. Kolaborasi yang subur ini membuahkan hasil beberapa kali.

Jembatan ini memiliki dampak yang cukup besar pada daerah tersebut dengan meningkatkan aksesibilitas dan menyediakan tujuan bagi pengunjung, terutama di malam hari ketika jembatan itu diterangi secara dramatis. Sejak pembukaan jembatan, nilai properti di bangunan perumahan dan komersial yang berdekatan telah meningkat sebesar 50%.



Direkomendasikan

Teknik sipil dan bahasa

Operasi konservatif di Edinburgh

Eklektisisme dalam arsitektur