FFS Zurigo Stadelhofen - Influenza del tunnelling sulle strutture esistenti con modelli ad elementi finiti

Per l'espansione della stazione ferroviaria di Stadelhofen nell'ambito dello STEP AS 2030/35, è necessario ampliare strutturalmente diverse gallerie circostanti. Si tratta del tunnel Hirschengraben, del tunnel Zürichberg e del tunnel Riesbach. Quando si progettano queste strutture sotterranee nel centro della città, è necessario dimostrare fin dall'inizio che le deformazioni così generate sono compatibili con gli edifici esistenti (strutture sotterranee ed edifici fuori terra). Per queste previsioni di deformazione sono state effettuate simulazioni con il metodo degli elementi finiti.

 Schema generale STEP AS 2030/35 Zurigo Stadelhofen

Galleria Hirschengraben - spostamenti relativi (“spostamenti di fase”) nella fase finale di costruzione

2a canna del tunnel di Riesbach, sottopassaggio del tunnel dello Zürichberg: spostamenti relativi (“spostamenti di fase”) in fasi di costruzione selezionate

Struttura di collegamento del tunnel dello Zürichberg - spostamenti incrementali nella fase finale di calcolo del fattore di sicurezza

Adattate alla fase iniziale del progetto (progetto preliminare), sono state create e analizzate simulazioni bidimensionali agli elementi finiti per sezioni trasversali selezionate. Queste simulazioni utilizzano un'astrazione ragionevole per rappresentare la geologia, la struttura esistente e la sequenza cronologica delle fasi di costruzione previste fino allo stato finale.

Concetto di una fase di costruzione per il collegamento di una struttura ramificata a una galleria ferroviaria (sezione circolare) durante l'esercizio

Sono stati modellati, tra gli altri, i seguenti aspetti:

• Scavo di gallerie in roccia solida, in roccia sciolta e nella zona di transizione tra roccia sciolta e solida.
• Previsione delle deformazioni per gli edifici al limite superiore del terreno
• Sottopassaggio di una galleria esistente
• Struttura di collegamento: rivestimento con calotta sferica o copertura di intercettazione
• Realizzazione di una galleria sotto aria compressa
• Considerazione del complesso comportamento meccanico delle rocce sciolte e solide attraverso l'uso di leggi sui materiali adeguate (ad esempio, Hardening Soil Small Strain per materiali con rigidità dipendente dalla deformazione).

Se richiesto, realizziamo la modellazione 2D e 3D di problemi geotecnici utilizzando il metodo degli elementi finiti come parte dei nostri progetti. Offriamo anche la creazione e la valutazione di modelli agli elementi finiti, ad esempio con Plaxis, Zsoil, Abaqus, Optum e altri, come servizio separato.

Sezione di un modello 3D che mostra il percorso delle gallerie intorno alla stazione ferroviaria di Stadelhofen (guardando verso est, singoli segmenti di galleria nascosti)

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