SOLUZIONE DI MONITORAGGIO DELLA CORRETTA INFISSIONE DEI MONTANTI DEL GUARDRAIL E VALIDAZIONE IN TEMPO REALE DELLA LORO RESISTENZA, IN FASE DI INSTALLAZIONE.
E’ oramai nota, la problematica di infissione delle barriere laterali di protezione in prossimità alle scarpate. Per essendoci delle norme specifiche su la corretta progettazione, la scelta dei materiali e il metodo di installazione dei guardrail, non è però sufficiente a garantire la realizzazione di protezioni idonee al loro scopo primario. La causa , è principalmente individuata nell’installazione dei montanti del guardrail in terreni coesivi, in cui non sono state effettuate gli elementari accorgimenti costruttivi , come : rullo-compattazione , regimazione acque superficiali … Il risultato che ne consegue, è la scarsa resistenza del substrato del suolo alla sua funzione di sostegno al palo della struttura di sicurezza.
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La soluzione da noi proposta ha lo scopo di acquisire, analizzare e registrare, tutti i parametri fisici di resistenza, di un elemento ( palo ) soggetto alla fase di battitura/infissione nel suolo . Durante la fase di infissione di un palo in un terreno, le variabili di controllo alla corretta esecuzione del lavoro sono molteplici. Sono varie anche, le condizioni ideali del mezzo che ospita il palo, pertanto è necessario un sistema di misura e monitoraggio della messa in opera del palo per garantire la sua corretta tenuta statica alle forze esercitate in trazione e spinta per cui è stato progettato l’elemento. Per questo si è reso necessario lo sviluppo di una soluzione capace di controllare e registrare le seguenti funzioni: 1 ) Fase di Infissione dell’elemento ( Palo ) Per il corretto controllo della stabilità dell’angolo di infissione durante tutta la fase di infissione. 2 ) Fase di misura dei parametri di resistenza opposto del suolo/mezzo in real-time durante l’infissione del palo, restituendo un valore di validazione conforme ad un parametro di riferimento per garantire la corretta tenuta statica dell’elemento infisso. 3 ) Georeferenzazione della posizione topografica dell’elemento infisso completo dei parametri “attributi” di infissione.
1 ) Fase di infissione dell’elemento. ( Palo ) Qualsiasi macchina operatrice o utensile dotato di un sistema di infissione idraulico o meccanico, esercita una forza di pressione o torsione sull’elemento da infiggere. È fondamentale, una volta individuata la posizione di collocamento dell’elemento su la superfice del materiale oggetto all’infissione, garantire per tutta la durata del lavoro la corretta stabilità dell’angolo di incidenza dell’elemento rispetto al piano del suolo,
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registrandone così, gli eventuali scostamenti “Tilt” eccedenti a quelli concessi per una corretta esecuzione del lavoro. Questa funzione di controllo è necessaria per registrare eventuali scostamenti dell’elemento e scongiurare eventuali torsioni causati dal cambiamento dell’angolo di battuta durante la sua infissione. Il cambiamento dell’angolo di infissione può causare nel suolo la perdita della sua resistenza fisica originaria, non garantendo così più la resistenza idonea alla stabilità dell’elemento infisso. A tale scopo, la soluzione da noi proposta, sarà dotata di un inclinometro biassiale installato in prossimità della struttura di sostegno dell’elemento da infiggere. Le informazioni inclinometriche generate dal sensore saranno registrate e comparate in tempo reale con una soglia di riferimento prestabilita. Al superamento di tale soglia, sarà possibile poter attivare un FLAG per un avvertimento istantaneo della presenza di una anomalia di infissione .
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2 ) Fase di misura dei parametri di resistenza opposti dal suolo/mezzo, relazionati con i parametri di test al Push and Pull o Crash precedentemente analizzati in sito. Questa funzione è basilare per validare l’effettiva resistenza strutturale dell’elemento infisso in un determinato suolo. La forza esercitata su la testa dell’elemento ( Palo ) tramite una pressione o colpo ( battitura di un martello idraulico, pressione idraulica o torsione ) , sarà messa in relazione con l’avanzamento progressivo di infissione dell’elemento ( Palo ) attraverso il suolo/mezzo, registrando : Caso Battipalo con martello Idraulico: • • • • •
Numero dei colpi esercitati sull’elemento di infissione Progressione di avanzamento di infissione per ogni colpo esercitato Tempo di infissione Angolazione di infissione ID Palo georeferita
I parametri registrati durante l’infissione, saranno attribuiti univocamente (tramite un codice identificativo o alla sua posizione topografica) al palo soggetto dell’analisi, in modo da poter individuare sempre la sua posizione nell’area di cantiere.
Successivamente alla fase di infissione di una serie di elementi e alla loro relativa registrazione dei parametri di infissione, sarà necessario sottoporre i pali infissi ad un test di validazione ( crash test / Push And Pull ) per individuare i parametri di soglia limite, da utilizzare come riferimento nella validazione in tempo reale del palo appena infisso. Questi dati di validazione , saranno poi utili a discriminare i pali idonei alla loro funzione di tenuta strutturale , evidenziano cosi’ quelli fallati ( fuori soglia ), che saranno poi oggetto di un intervento correttivo post infissione. (Pali inclinati .. )
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La soluzione da noi ideata, sviluppata in un kit di tipo industriale, è qui di seguito descritta. La piantapalo dotata del kit CHK-POLE , ( sviluppato da in collaborazione con Pauselli costruzioni ), fornirà all’operatore con estrema semplicità , tutte le informazioni di resistenza di infissione del montante nel terreno. Validando così in tempo reale, la sua bontà di tenuta, rispetto ai parametri di resistenza precedentemente precaricati. In questo modo, subito dopo aver completato il lavoro di battitura, l’operatore sarà avvertito tramite una semplice interfaccia utente , che il palo è stato infisso nel terreno in modo corretto , o nel caso contrario, è fuori soglia rispetto ai parametri minimali richiesti dal capitolato di lavoro o dal test di validazione condotto in sito.
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I dati registrati dal kit CHK-POLE , saranno poi pubblicati in real time su di un cloud, per essere cosi’ condivisi con l’ufficio tecnico preposto.
I parametri registrati dalla nostra soluzione durante la fase di battitura del montante , saranno i seguenti : • • •
• • •
ID PALO ( Progressiva , coordinate Latitudine , Longitudine ) N Colpi ( Conteggio del numero dei colpi del martello utilizzati per l’infissione del palo) Tempo Start ( L’orario di partenza dell’attività di infissione ) Tempo End ( L’orario di fine dell’attività di infissione ) Misura Depth ( Distanza di infissione, misurata in relazione al colpo infisso dal martello ) Dato inclinometrico
Il kit CHK-POLE è composto da: n. 1 n. 1 n. 2 n. 1 n. 1 n. 1 n. 1
Color Touch Display 7“ PLC Danfoss Plus-one Sensore di pressione Encoder lineare Sensore inclinometrico GPS L1 – L2 KT35 CAN module with SIM date multi-operatore
I dati di resistenza registrati dal PLC Danfoss , saranno trasmessi ad un cloud tramite l’unità di trasmissione KT35 e successivamente , tramite un software apposito, sarà possibile poter scaricare ed analizzare le informazioni acquisite durante l’infissione del palo.
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Il software di analisi , consente la rappresentazione dei dati in varie tipologie di rappresentazione 2D e 3D , è possibile poter elaborare dei report per una corretta comprensione delle informazioni registrate. Sarà cosi’ possibile , in base ai dati computati, la messa in atto di eventuali azioni di ripristino o consolidamento di eventuali pali fallati ( fuori soglia ), per soddisfare le specifiche strutturali originali disposte dal capitolato esecutivo.
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Workflow di funzionamento. Tramite il display di controllo del sistema CHK-POLE, sarà possibile effettuare l’inserimento dei parametri base, necessari al suo corretto funzionamento, quali : Dati Input di configurazione : ID: Tipologia di infissione: Fattore di resistenza montante :
Nome del palo con contatore progressivo Verticale / Inclinata Parametro da inserire secondo la tipologia di sezione prevista dal profilato Fattore di avanzamento montante: Parametro da inserire per definire l’avanzamento Max consentito ad ogni colpo per considerare il palo all’interno dei valori di resistenza Lunghezza del montante: Dimensione in altezza del profilato Profondità max di lavoro: Inserimento della massima profondità di progetto rispetto al piano di campagna Tempo stimato max per infissione: Tempo massimo consentito per tutto il ciclo di lavoro Variazione inclinazione Max consentita : Tolleranza massima permessa di variazione dell’inclinazione durante tutta la battitura. Memorizzazione dei parametri di resistenza, validazione del palo ed invio al cloud. L’operatore opererà durante la fase di infissione nel modo tradizionale a lui conosciuto. Il sistema CHK-POLE opererà sempre in back ground. L’inizio della sequenza di memorizzazione dei parametri di resistenza partirà in modo automatico, all’esecuzione del primo colpo del martello precedentemente posizionato sopra la testa del palo. Il nome dell’ID sarà registrato automaticamente utilizzando una parte delle coordinate topografiche in assenza del sensore GPS , l’ID del palo sarà inserito manualmente. La sequenza di infissione sarà terminata sempre in modo automatico appena il martello sarà richiamato in alto su la colonna per una misura superiore a xx cm. Al termine della sequenza di lavoro, apparirà subito su lo schermo la qualità di infissione con un punteggio in percentuale % della bontà del lavoro eseguito in termini di velocità e resistenza , successivamente il dato sarà inviato all’unità Kt35 per la pubblicazione dell’informazione nel cloud.
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SEQUENZA DI INFISSIONE CORRETTA
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SEQUENZA DI INFISSIONE IN PROGRESS
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