Posizionamento preciso nel cielo di Londra

Autore: Renata Barradas Gutiérrez

I punti di riferimento di una città non si costruiscono nel giro di una notte. Fra pianificazione, progettazione e costruzione, ci sono altre attività cruciali - proprio come il
monitoraggio e il posizionamento - che avvengono contemporaneamente.

22 Bishopsgate, un grattacielo di 287 metri, si è elevato nel cielo nel distretto finanziario di Londra nel Regno Unito. Pianificato con l’ambizione d’essere il primo “villaggio verticale” della capitale, 22 Bishopsgate è il secondo edificio più alto di Londra..

Per costruire gli elementi centrali che permettono a questo punto di riferimento d’innalzarsi, la Careys Civil Engineering, nota società di costruzioni con una comprovata esperienza nella realizzazione di progetti che valorizzano gli ambienti costruiti e naturali delle comunità e delle infrastrutture nel Regno Unito e in Irlanda, ha consegnato le opere in calcestruzzo utilizzando un sistema di casseforme rampanti automontanti - il primo del suo genere ad essere utilizzato nel Regno Unito..

Per costruire 62 piani, con una superficie d’oltre 120.000 metri quadrati, la Careys Civil Engineering ha dovuto versare 58.000 metri cubi di calcestruzzo e usare 7.500 tonnellate di armatura. La realizzazione di progetti complessi e impegnativi di questa portata richiede metodologie innovative, proprio come il sistema di posizionamento degli edifici sviluppato da Leica Geosystems per Careys Civil Engineering. Questa soluzione di casseforme rampanti, fatta su misura per la realizzazione di grattacieli, è stata scelta da Careys Civil Engineering per fornire le coordinate di riferimento per il monitoraggio e lo svolgimento delle attività di rilievo durante la costruzione.

FATTA AL MODO DI CAREYS E GEOSYSTEMS

I due muri principali del 22 Bishopsgate sono stati costruiti da Careys Civil Engineering in una sequenza di diverse colate di calcestruzzo, usando il sistema di casseforme rampanti. I sistemi di casseforme rampanti sono piattaforme di lavoro o impianti per il fissaggio della cassaforma, il fissaggio dell'acciaio e del calcestruzzo. Questo sistema è adatto alla costruzione di elementi in calcestruzzo verticali a più piani in strutture elevate.

Dopo ogni salto, o elevazione della piattaforma per costruire un livello successivo, i periti di Careys Civil Engineering avevano bisogno di coordinate affidabili per procedere all’impostazione della struttura e verificare l’esatto posizionamento del muro centrale. Il compito principale del sistema automatico di posizionamento creato da Leica GeoSystems, è di ottenere coordinate precise e affidabili durante l’intero processo di costruzione, non influenzate dai movimenti dell’edificio.

Questa soluzione di monitoraggio su misura su base GNSS si compone di:

• 7 ricevitori per monitoraggio Leica GM30 GNSS
• 7 antenne GNSS Leica AR10
• Leica GeoMoS Monitor
• Leica GNSS Spider software
• HxGN SmartNet reference station network
• Inclinometri

Combinando il sopra menzionato hardware e software, Leica Geosystems ha sviluppato un procedimento, usando osservazioni da GNSS insieme agli inclinometri (sensori d’inclinazione di precisione) per ottenere punti coordińati affidabili sopra alla cassaforma del grattacielo in costruzione. Tali punti coordinati, o Active Control Points (ACP), vengono avvistati dalle stazioni totali robotizzate Leica Geosystems per impostare coordinate e orientamento.

“Oltre una certa altezza, nel centro di Londra, i punti di controllo a terra non erano più utilizzabili o visibili; il sistema GNSS era in grado di fornire coordinate affidabili senza bisogno di controlli a terra,” spiega Damien Watson, ingegnere capo di Careys Civil Engineering, Dipartimento Plant and Fleet.

Per impostare il sistema di posizionamento automatico, le stazioni GNSS sono state accoppiate con prismi Leica Geosystems a 360 gradi, così che le informazioni di osizionamento fornite dai sensori GNSS erano disponibili per essere utilizzate come punti di riferimento per i topografi che eseguono il rilievo della parete centrale con le
stazioni totali robotizzate Leica Geosystems.

Inclinometri ad alta precisione, fissati nelle stesse posizioni delle antenne GNSS, sono stati accoppiati alla stazione GNSS per tracciare la verticalità delle antenne GNSS in modo da fornire, ad ogni calcolo, le coordinate più accurate. La rete HxGN SmartNet è stata usata per fornire coordinate di riferimento alle stazione GNSS sulle
piattaforme e calcolare le linee base.

GARANTIRE UN FLUSSO REGOLARE DI DATI

Per ottenere gli ACP, in un PC dedicato sono stati raccolti, conservati e rielaborati dei dati con il software Spider, al fine di fornire al team le coordinate più precise possibili. Spider è il software del centro di controllo dove venivano calcolate le informazioni sul posizionamento. I dati dalle stazioni GNSS sulla piattaforma e quelli provenienti dalla rete di riferimento SmartNet sono stati combinati per fornire ogni sei ore al team di Careys Civil Engineering l'insieme di coordinate più accurato per ogni punto. Le coordinate dello Spider venivano trasferite automaticamente al monitor GeoMoS, dove venivano trasformate in coordinate locali e corrette in base ai dati dell’inclinometro.

“La soluzione Leica Geosystems ha permesso un flusso di lavoro completamente automatizzato, e il calcolo dei risultati e la consegna rapida delle coordinate quando richiesto, ottimizzando i costi e i tempi operativi del team di rilevamento rispetto alle diverse metodologie.”, racconta Watson.

Il team è stato inoltre in grado di controllare in tempo reale il numero di satelliti monitorati e la qualità dei dati di ogni singolo punto dell'interfaccia Spider. Tutti questi controlli di qualità hanno fornito in tempo reale l'elevato livello di precisione nella misurazione del posizionamento di cui Careys Civil Engineering aveva bisogno per costruire questo simbolo della città.

Dopo ogni elevazione e periodo di elaborazione, nuove coordinate di controllo valide erano disponibili per la stazione totale robotizzata per misurare qualsiasi segno o oggetto nella struttura. Il team di Careys Civil Engineering in cantiere ha poi proceduto a portare la stazione totale robotizzata al livello superiore dove erano visibili tutti i punti
di controllo.

La stazione totale robotizzata determinava la propria posizione e orientamento osservando i punto di controllo e controllando i risultati con le coordinate fornite dal GeoMoS.
In tal modo, la stazione totale robotizzata ha osservato tutti i punti rilavanti da controllare durante la costruzione.

COSTRUZIONE IN ASCESA

Un posizionamento preciso e affidabile sullo stato delle strutture visualizzate come dati azionabili, è fondamentale per prendere decisioni rapide e informate e reagire a potenziali problemi. Il sistema di monitoraggio basato su GNSS si è dimostrato così efficace che Careys Civil Engineering lo utilizzerà in progetti futuri, come nella costruzione di una nuova torre a Manchester.

“La soluzione Leica Geosystems ha fornito automaticamente le coordinate di riferimento al team di lavoro quando necessario, e la precisione è migliorata sempre di più mentre
la struttura s’alzava, accrescendo la nostra fiducia dopo ogni elevazione,”,conclude Watson.