Riassunto analitico
In un mondo incentrato sulla sostenibilità ambientale, ottimizzare il design dei ponti stradali non solo porta vantaggi economici, ma svolge anche un ruolo cruciale nel promuovere un futuro più verde e consapevole dell'ambiente. L'utilizzo di algoritmi di ottimizzazione e di progettazioni parametriche risulta in questo contesto essenziale per raggiungere tale obiettivo, consentendoci di progettare infrastrutture che sono sia sostenibili che resilienti, specialmente quelle caratterizzate da una significativa emissione di anidride carbonica (CO2) come i ponti. Per affrontare questa esigenza, è stato sviluppato un algoritmo per l'ottimizzazione dei ponti ad arco a via inferiore, un tipo di infrastruttura molto comune a livello mondiale. L'algoritmo si concentra sull'arco, in particolare sulla sua forma e sulla geometria delle sezioni trasversali, ed è adattato per i ponti stradali in acciaio che sono rettilinei e che hanno un impalcato con lunghezza e larghezza costanti. Per valutarlo, si è studiato un ponte ad arco a via inferiore esistente e se ne è studiata la quantità di acciaio impiegata, i costi e le emissioni equivalenti di CO2 relativi all'arco. Per formulare un piano di ottimizzazione, questi valori sono state quindi confrontati con quelli di cinque diverse varianti progettuali dello stesso ponte con parametri modificati. I risultati delle varianti studiate confermano la qualità effettiva del design del ponte analizzato, ma suggeriscono un potenziale non trascurabile per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica fino al 6.80%.
|
Abstract
In a world focused on environmental sustainability, optimizing the design of road bridges not only brings economic advantages but also plays a crucial role in promoting a greener and more environmentally conscious future. Utilizing optimization algorithms and parametric designs is a pivotal key in achieving this objective, allowing us to design infrastructures that are both sustainable and resilient, especially those characterized by a significant amount of carbon dioxide emissions ( CO2) like bridges. To address this need, we developed a software application that assesses the environmental impact of tied-arch bridges, a common infrastructure type worldwide. Our algorithm focuses on the arch’s geometry, particularly its shape and cross-sections, and it is tailored to road bridges made of steel that are straight and have a deck with constant length and width. To evaluate our system, we studied an existing tied-arch bridge and its arch’s steel usage, cost and CO2 equivalent emissions. In order to formulate an optimization plan, these metrics were then compared with those of five different variations of the same bridge with altered parameters. The results of the studied variants confirm the actual design quality of the analyzed bridge, but suggest a non-negligible potential for carbon dioxide reduction of up to 6.80 %.
|
