three signature bridges- reggio emilia

100
SANTIAGO CALATRAVA L.L.C. CHICAGO SPIRE – USA WTC- PATH STATION. NEW YORK. USA OAKA – OLYMPIC STADIUM AND VELODROME ROOFS – ATHENS 2004 CITY OF ARTS AND SCIENCE – VALENCIA – ESPAÑA SKYSCRAPERS BRIDGES LARGE ROOFS AND SINGULAR BUILDINGS SAMUEL BECKETT BRIDGE – DUBLIN - IRELAND TURNING TORSO. MALMÖ. SUECIA THREE SIGNATURE BRIDGES- REGGIO EMILIA – ITALY OUTSTANDING PROJECTS (2001-2010) WOODALL RODGERS BRIDGE-DALLAS – USA HIGH SPEED TRAIN STATION. REGGIO EMILIA. ITALY HIGH SPEED TRAIN STATION. LISBON. PORTUGAL VENICE FOOTBRIDGE-ITALY JERUSALEM BRIDGE -ISRAEL SERRERIA BRIDGE – VALENCIA - SPAIN

Transcript of three signature bridges- reggio emilia

Page 1: three signature bridges- reggio emilia

SANTIAGO CALATRAVA L.L.C.

• CHICAGO SPIRE – USA

• WTC- PATH STATION. NEW YORK. USA

• OAKA – OLYMPIC STADIUM AND VELODROME ROOFS – ATHENS 2004

• CITY OF ARTS AND SCIENCE – VALENCIA – ESPAÑA

SKYSCRAPERS

BRIDGES

LARGE ROOFS AND SINGULAR BUILDINGS

• SAMUEL BECKETT BRIDGE – DUBLIN - IRELAND

• TURNING TORSO. MALMÖ. SUECIA

• THREE SIGNATURE BRIDGES- REGGIO EMILIA – ITALY

OUTSTANDING PROJECTS (2001-2010)

• WOODALL RODGERS BRIDGE-DALLAS – USA

• HIGH SPEED TRAIN STATION. REGGIO EMILIA. ITALY

• HIGH SPEED TRAIN STATION. LISBON. PORTUGAL

• VENICE FOOTBRIDGE-ITALY

• JERUSALEM BRIDGE -ISRAEL

• SERRERIA BRIDGE – VALENCIA - SPAIN

Page 2: three signature bridges- reggio emilia

SANTIAGO CALATRAVA L.L.C.OUTSTANDING PROJECTS (2001-2010) by

MARIO RANDO CAMPOSMSc Construction Engineering

PROFESSIONAL EXPERIENCE: More than 20 years as structural engineer and manager 

From 2001 to  March 2010: SANTIAGO CALATRAVA LLC

(Valencia)Director 

of 

the 

Civil 

and 

Structural 

Engineering 

Department 

at 

the 

Valencia office.

Selected projects:• World Trade Center Transportation Hub (New York)• Oriente 

Station. 

Initial 

project 

and 

renovation 

for 

high 

speed 

trains 

(Lisbon)• Olympic Sport Complex for Athens 2004: Olympic Stadium Roof (304m 

span), Velodrome Roof, Agora, Nations Wall and Main Entreances.• Turning Torso high rise building (192m high) (Malmö)• City 

of 

Arts 

and 

Science: 

Opera 

House, 

Science 

Museum, 

Umbráculo, 

Ägora and Serrería Bridge (Valencia)• Cable Stayed Bridge Woodall Rodgers (400m length, 200m span)•Samuel Beckett  Bridge (95m cantilever) (Dublin)• The three Bridges of Reggio Emilia (220m span) (Italy)• High Speed Train Station of Reggio Emilia (Italy)

From 

March 

2010: 

SEED 

WORKSHOP 

LTD 

(Simbiosis 

Equilibrio 

entre 

Ecologia y Diseño S.L.) ‐

www.seed‐workshop.comFounder and Joint Director

GAUTE MOMSc Structural Engineering

PROFESSIONAL EXPERIENCE: 7 years as structural engineer

From 2003 to 2007: NTNU

(Trondheim), Aadnesen AS (Oslo), 

Polytec. Univ. of Panama

(Pan. City), Price & Myers LLP 

(London)

Selected Projects:• Whitechapel Art Gallery (Price & Myers LLP, London)• Gjersøe Bridge (Aadnesen AS, Østfold)• Årumfjellet Pedestrian Bridge (Aadnesen AS, Østfold)

From 2007 to 2009: SANTIAGO CALATRAVA LLC

(Valencia)

Selected Projects:• Samuel Beckett Bridge (95m cantilever) (Dublin)• World Trade Center Transportation Hub (New York)

From 2009: GAUTE MO AS ‐

www.gautemo.no

Selected Projects:• Samuel Beckett Bridge (95m cantilever) (Dublin)• Vollan Pedestrian Bridge (Hedmark)• Neby Pedestrian Bridge (Hedmark)• Barcode Project (Multiconsult) (Oslo)

Page 3: three signature bridges- reggio emilia

THREE SIGNATURE BRIDGES. REGGIO EMILIASUMMARY

•The three bridges in Reggio Emilia are singular steel  structures designed by Santiago Calatravato  improve vehicular access and  to provide an impressive new entrance from the north.

•These  infrastructures  are  important  links between  the  busy  motorway  A1,  which  links Milan  to  Bologna,  passing  the  city  of  Reggio Emilia.  The  three  bridges  have  played  an important role in the urban regeneration of the city and were inaugurated in October 2007

•The main  structure  is  the  central bridge  than spans  the motorway and  the adjacent  railway. There  are  also  twin  bridges  across  two roundabouts next to the main bridge.

•. This work has obtained  the 2009 “European Steel  Design  Award” given  by  the  European Convention for Constructional Steelwork (ECCS) at  the  international  congress  in  Barcelona.. 

.

Page 4: three signature bridges- reggio emilia

THREE SIGNATURE BRIDGES. REGGIO EMILIA

LOCATION

Page 5: three signature bridges- reggio emilia

Client: T.A.V. SpA , Comune Reggio EmiliaGeneral Contractor: Rodano Consortile ScarlSteel Subcontractor: Cimolai S.p.A.Project Value: 18 Million eurosTotal Steel S355 Tonnage: 4000 TonsTotal Concrete Volume poured: 11000m3Height arch over deck 45m , Main Span 220 m

CENTRAL TIED ARCH BRIDGE. MAIN DATA

Page 6: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION

Structural Layout:•The primary member in the structural scheme is the central arch (type “Bow‐String” with 220 m span and 45 m high)  subject to direct compression. •The central bridge is a single span structure with one end fully fixed in the longitudinal direction. The other end has a longitudinally sliding support with a shock absorber.• The deck is a trapezoidal single‐cell closed box girder from which cantilever ribs spring every 3.5m to configure an overall 27m wide deck.

.

220m

Page 7: three signature bridges- reggio emilia

• The main arch is the primary member in the structural scheme subject to direct

compression. Many 

calculations were developed in order to study the buckling behavior due to the slenderness of the arch, 

including 2nd order non‐linear buckling analysis that was undertaken on a two‐stage basis. At first stage a 

de‐stabilizing load was applied to the model to invoke an imperfection at the crown of the arch of 270mm 

within the geometry. At second stage a non‐linear buckling analysis was carried out using the deformed 

shape from Stage 1 as the starting point for the analysis.

• In this type of structure the cables restrain the in‐plane buckling of the arch via the hung‐deck with the 

out‐of‐plane buckling

normally more restrictive (see figure). 

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION. CENTRAL ARCH

Page 8: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. ARCH SECTIONS

•The 

arch 

consists 

of 

two 

sided 

trapezoidal 

boxes 

with 

1.02m 

distance 

between 

them. 

Both 

boxes 

are 

intermittently 

connected 

which 

contributes 

significantly 

to 

the 

behavior 

of 

the 

arch 

for 

lateral 

buckling. 

The 

inner 

face 

of 

each 

box 

is 

truss 

and not standard plate.. •the 

arch 

is 

easy 

for 

inspection 

and 

maintenance 

during 

the 

service 

life 

of 

the 

bridge. 

The 

plate 

thicknesses 

of 

the 

arch 

range between 30mm and 65mm.

Page 9: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION. CENTRAL ARCH

• The springing of the arch is one 

of the more particular parts of 

the bridge as the big oculus 

captures the attention of the 

users. This part plays an 

important role in the structural 

scheme because is the element 

which carries all the forces from 

the arch to the deck. The 

springing is mainly a box made of 

thick plates with internal 

stiffeners

in order to avoid the 

local buckling of the webs. 

Page 10: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION. DECK

• The deck is the tie

of the structural 

scheme and as such is the member 

which is subjected mainly under 

tension efforts. 

• The deck works also like a beam 

supported elastically by each pair of 

cables because it is the member of 

the bridge that supports directly the 

live loads.

The deck is a trapezoidal single‐cell closed box 

girder

from which cantilever ribs spring every 

3.5m to configure an overall 27m wide deck 

(including lateral parapets). The box girder is 

made of plates of 30‐60mm thickness. The 

running surface for the vehicles is a steel 

orthotropic deck made of a 14mm plate with 

open longitudinal stiffeners of 20mm 

Page 11: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION.CABLES

• The  50 pairs of 44mm 

diameter cables

of the main 

bridge are locked coil with 

the fixed anchorage within 

the arch and the active 

anchorage in the central box 

girder. In this way the 

torsional

rigidity of the 

structure is pre‐dominantly 

controlled by the torsional

stiffness of the central box 

girder. 

Page 12: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. STRUCTURAL DESCRIPTION

SUPPORT CONDITIONS

• The central bridge, as a tied arch, is a single 

span structure with one support fully fixed 

in the longitudinal direction. The other end 

has a longitudinally sliding support with a 

3500kN shock absorber (Lock‐Up Device

or 

LUD)  provided in order to allow the low 

velocity displacements primarily from 

temperature and to restrain the longitudinal 

direction for the seismic event. In this way 

the horizontal forces from the seismic 

action are distributed at both abutments.

• There are 4 pot bearings at the abutments. 

• The abutments are made of reinforced 

concrete

and they carry the reactions from 

the bridge to the ground by 36 units of 1.5m 

diameters piles at each abutment. 

Page 13: three signature bridges- reggio emilia

STEEL FABRICATION

Page 14: three signature bridges- reggio emilia

The structure was erected taking into 

account that the traffic flowing along the 

motorway below should be maintained 

during the erection. 

The contractor proposed to launch from 

one side the deck with large segments 

of the arch on it.

CENTRAL BRIDGE. ERECTION. LAUNCHING

Page 15: three signature bridges- reggio emilia

. The segments of the arch were lift by means of three 

temporary towers provided with heavy lifting systems 

CENTRAL BRIDGE. ERECTION.LIFTING ARCH SEGMENTS

Page 16: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. ERECTION.LIFTING ARCH SEGMENTS

Page 17: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. FINISHES

Page 18: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL BRIDGE. FINISHES

Page 19: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION

Structural Layout:

The twin bridges across the roundabouts are cable stayed bridges consisting of 1400tons of S355 steel for each one. The pylon is positioned in the transversal plane to the direction of the bridge (Figure) and divides the deck in two symmetrical spans of 90m

.

220m

90m

Page 20: three signature bridges- reggio emilia

• The  main bearing element is  the 

central steel pylon, which is a 69m 

high arch and rises 58m over the 

platform

• The pylon is positioned in the 

transversal plane to the direction of 

the bridge and divides the deck in two 

symmetrical spans of 90m. The 

transversal section of the pylon is a 

non regular 7 sided polygon made of 

38 mm plates.

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION. CENTRAL ARCH

Page 21: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION. CENTRAL ARCH

Page 22: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION. DECK

• The platform is 12.5 m wide and is 

supported by 25 pairs of cables. It is 

divided in one lane per direction for 

the vehicular traffic. The concept of 

the deck is identical to that of the 

central bridge, a central hollow box 

from which two cantilever ribs spring 

to form a total 14.6m wide deck 

(including lateral parapets). The ribs 

are spaced longitudinally at 3.5m 

centers. 

• The box girder is made of 15 and 22 

mm thick plates and the floor for the 

vehicles is a steel orthotropic deck 

made of a 14mm plate with open 

longitudinal stiffeners of 20mm

Page 23: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION.CABLES

• The 25 pairs of 60mm diameter 

cables

of each twin bridge are 

locked coil type and they are 

anchored from the center of the 

deck to the pylon making a very 

original pattern

Page 24: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION

SUPPORT CONDITIONS

• Both ends of the deck are sliding supported. The central support

of the deck at the mid 

span consists on a rigid connection with the pylon. This support is the point which 

restrains the deck longitudinally. 

• Due to the fact that both ends of the bridge are sliding supports, one of the critical 

load conditions was the unsymmetrical case of just one span loaded.  In this case the 

cables of the non loaded span play the role of back stays. In this typology of bridge 

under this event the resisting action is the bending and axial stiffness of the deck. 

Page 25: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. STRUCTURAL DESCRIPTION

• For the torsional

load cases, the pot bearings (compression‐only supports) are supplied with a couple of 

bars (tension‐only supports) placed at both edges of the transversal section. In this way the torsional

forces can be absorbed by taking advantage of the lever arm between one of the bars and the opposite 

pot bearing. Benefits in the cost of the bearings are also important because uplift‐resisting devices are 

not necessary and the pot bearing can be standard. The bars are anchored to the end of the rib with a 

slotted pin which allows the longitudinal movements of the deck.

• The abutments are made of reinforced concrete and they carry the reactions from the bridge to the 

ground by 15units of 1.5m diameters piles at each abutment. The pylon is supported by means of two 

piles caps of 42 piles of 1.5m diameter

Page 26: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. ERECTION

• The erection of the cable 

stayed bridges was more 

conventional but not less 

interesting. The erection 

consisted on supporting the 

deck with just two temporary 

supports. The Pylon was 

erected in three large pieces 

(two straight legs and the tip of 

the arch) without any support. 

Then the cables were installed 

and put in tension in order to 

remove the temporary 

supports

Page 27: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. ERECTION

Page 28: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. FINISHES

Page 29: three signature bridges- reggio emilia

TWIN BRIDGES. FINISHES

Page 30: three signature bridges- reggio emilia

SUMMARY

• Opened December 2009

• Landmark 

movable 

structure 

spanning 

the 

maritime 

gateway 

to 

the 

City, 

linking 

the 

outer 

orbital route.

• Located east of the City’s centre 

and 

within 

the 

newly developed Docklands’

area.

• For private car use, public transport, cyclists and 

pedestrians.

SAMUEL BECKETT BRIDGE, DUBLIN

Client & Engineer: 

Dublin City Council

Engineer’s supervision:

Dublin City Council & 

Flint & Neill

Designer:

Santiago Calatrava

Independent Checker:

Roughan

& O’Donovan

Contractor:

Graham Hollandia JV

Project cost: 

ca. 60 000 000

Euros

Construction Period:

30 months

Page 31: three signature bridges- reggio emilia

GENERAL DESCRIPTION

123 m long swing‐balance‐cable stayed bridge with an inclined 

and curved pylon, and with unequal spans. The bridge rotates 

90°

in the horizontal plane to allow ships to pass, with the axis 

of rotation approximately 28m from the south quay. 

Steel tonnage: Deck

1860 t, Pylon 373 t, Cables

90 t

Counter Ballast tonnage: Steel + Heavy Concrete 2820 t

SAMUEL BECKETT BRIDGE

Page 32: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL LAYOUT AND DESIGN

As the Samuel Beckett Bridge is a swing bridge, two main conditions needed to be designed

for:

1.  

“Open position”: 

No vehicular loading and no support at the ends.

2. 

“Closed position”: 

Subject to live loadings and support at the embankments.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Brukernavn
Presentasjonsnotater
The bridge was designed such that both of these conditions are fully satisfied, whilst ensuring that a fully balanced optimum weight solution was developed in order to facilitate an efficient operation. The balance of the bridge in the open position, i.e., minimal net moment at the main support, is achieved by means of prescribing the mass of the counter-balance, with specified tensions for the fore and backstays, in order to achieve the required profile of the deck and to correctly align the bridge at the abutments. Using the variables of counter-balance, mass, and cable tensions allowed the control of the deck level and also minimised the axial force, bending moment and deflection of the pylon and deck. Once this balance was achieved for the open condition the bridge could be analysed in the closed position with full live load. Therefore, all the elements of the bridge were designed according to an envelope of the two conditions.
Page 33: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL LAYOUT AND DESIGN

As the Samuel Beckett Bridge is a swing bridge, two main conditions needed to be designed

for:

1.  

“Open position”: 

No vehicular loading and no support at the ends.

2. 

“Closed position”: 

Subject to live loadings and support at the embankments.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Brukernavn
Presentasjonsnotater
The bridge was designed such that both of these conditions are fully satisfied, whilst ensuring that a fully balanced optimum weight solution was developed in order to facilitate an efficient operation. The balance of the bridge in the open position, i.e., minimal net moment at the main support, is achieved by means of prescribing the mass of the counter-balance, with specified tensions for the fore and backstays, in order to achieve the required profile of the deck and to correctly align the bridge at the abutments. Using the variables of counter-balance, mass, and cable tensions allowed the control of the deck level and also minimised the axial force, bending moment and deflection of the pylon and deck. Once this balance was achieved for the open condition the bridge could be analysed in the closed position with full live load. Therefore, all the elements of the bridge were designed according to an envelope of the two conditions.
Page 34: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL LAYOUT AND DESIGN

As the Samuel Beckett Bridge is a swing bridge, two main conditions needed to be designed

for:

1.  

“Open position”: 

No vehicular loading and no support at the ends.

2. 

“Closed position”: 

Subject to live loadings and support at the embankments.

The bridge was first designed for the “Open position”. 

Balance bridge, i.e. obtain minimal net moment at central support by prescribing the counterbalance 

mass.

Achieve required profile of the structure and alignment at abutments: By specifying tensions in fore 

and backstays.

Design the structure without vehicular loading.

Secondly the balanced

bridge with correct shape was designed for the “Closed position”.

Design the structure with live loads.

Therefore, all the elements of the bridge were designed according to an envelope of the two conditions.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Page 35: three signature bridges- reggio emilia

DECK

The 

main 

fore 

deck 

structure, 

the 

“front 

span”, 

is 

multi‐cell 

box 

girder, 

made 

up 

from 

relatively 

thin 

(10‐

20mm) 

steel 

plates 

stiffened 

internally 

using 

combination 

of 

longitudinal 

bulb 

flats, 

angle 

sections 

and 

trapezoidal 

stiffeners. 

Cantilevered 

from 

this 

main 

box 

section 

are 

the 

ribs 

and 

steel 

decking 

which 

form 

the 

pedestrian and cycle tracks. 

The back span, which houses the counterbalance, is also a multi‐cell box girder but, made up from un‐stiffened 

steel plates (20‐60mm). The cells in the back span were generally filled with a heavy, self‐compacting concrete, 

which also supports the steel plates, preventing them from buckling locally. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Page 36: three signature bridges- reggio emilia

DECK

The 

cross 

section 

of 

the 

deck 

consists 

of 

two 

pedestrian 

and 

cycle 

tracks 

and 

four 

lanes 

for 

car 

traffic, 

two 

of 

which can be adapted to accommodate trams in the future. 

The top of the box at the front span consists of a 14 mm thick plate with 12 mm trapezoidal stiffeners. The 36 

mm mastic asphalt layer was taken account of in the fatigue check for this orthotropic deck.

The 

single, 

central, 

line 

of 

forestays 

supporting 

the 

front 

span

from 

curved 

pylon 

tends 

to 

lead 

to 

large 

torsional

forces 

in 

the 

deck 

due 

to 

unbalanced 

live 

loadings 

either 

side 

of 

the 

line 

support. 

Therefore, 

an 

advantage of using a multi‐cell box section is its inherent torsional

rigidity.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Page 37: three signature bridges- reggio emilia

PYLON

The

pylon was

fabricated from shaped and welded thick steel plates (80‐120 

mm), forming a variable box section. 

The 25 forestays are attached to the curved, inclined and slender pylon. The 

pylon 

in 

turn 

transmits 

the 

applied 

cable 

reactions, 

via 

axial 

forces 

mainly, 

but 

also 

bending 

moments, 

to 

its 

base 

where 

it 

is 

fully 

connected 

to 

the 

main 

deck 

and 

the 

central 

lifting 

cylinder, 

and 

to 

its 

apex 

where 

it 

is 

restrained by the six inclined backstays. 

The 

pylon 

is 

restrained 

from 

buckling 

in 

the 

longitudinal 

direction 

by 

the 

forestays, 

but 

is 

slender 

in 

the 

transverse 

direction 

between 

the 

top 

and 

bottom 

where 

it 

is 

restrained 

by 

the 

backstays 

and 

deck 

structure. 

The 

buckling factor (for the first shape of buckling) was found to be 3.6.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Page 38: three signature bridges- reggio emilia

CABLE STAYS

The cable‐stays are all locked coil strands, with twenty‐five 60 mm diameter strands supporting the front span 

and a total of six 145 mm diameter strands towards the back. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Bridon Locked Coil Strands: 

Fore Stay Diameter: 

Min. Breaking Load: 

Max. Permanent Force:

Max. Working Load:

Back Stay Diameter: 

Min. Breaking Load: 

Max. Permanent Force:

Max. Working Load:

60mm

3590kN

961kN

1292kN

145mm

20100kN

9200kN

10050 kN

Page 39: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL SUPPORT

The main support in the river consists of eighteen 1200 mm diameter cast‐in‐place piles supporting a 15x15m  

pilecap, 

deep 

and 

circular 

concrete 

pier 

of 

varying 

diameter 

housing 

the 

hydraulic 

turning 

and 

lifting 

equipment, 

and 

the 

horizontal 

and 

vertical 

bearings, 

which 

support 

the 

entire 

bridge 

while 

turning. 

The 

equivalent spring stiffness of the pier was found and applied as

circular spring support in the FE‐model of the 

steel superstructure.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. DESIGN

Page 40: three signature bridges- reggio emilia

LOCKING PIN & EXPANSION JOINT SYSTEM 

At the ends of the bridge hydraulically controlled locking‐pins attach the bridge structure to the housings cast 

into 

the 

abutments. 

The 

locking 

pins 

are 

designed 

as 

part 

of 

the

bridge 

rotation 

mechanism 

and 

provide 

the 

final alignment of the bridge, vertically and horizontally. This

is necessary due to the range of deflections at the 

bridge ends such as temperature effects and cable sag. 

An intelligent hydraulically controlled expansion joint system is installed.

SAMUEL BECKETT BRIDGE

Page 41: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL SUPPORT

Site investigation revealed the possibility of water pressure in

the rock exerting an uplift on the underside 

of 

the 

clay, 

such 

that 

it 

could 

cause 

the 

base 

of 

the 

cofferdam 

to 

heave. 

Pressure 

relief 

wells 

were 

installed and the piezometers

indicated that the pressure 

under 

the 

base 

remained 

at 

safe 

levels 

during 

construction. 

The 

top 

section 

of 

the 

pier 

was 

complex 

in 

its 

geometry 

with 

the

outside 

surface 

curving 

in 

two 

planes. 

Bespoke formwork was designed and assembled and the concrete cast in quarters.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 42: three signature bridges- reggio emilia

CENTRAL CYLINDER

The 

central 

cylinder 

has 

diameter 

of 

2.5 

and 

has 

plate 

thickness 

of 

120mm. 

To 

reduce 

the 

friction 

moment 

resistance 

at 

the 

bottom, 

a 15 

tonnes cone‐shaped cast item was welded on. At the level of the horizontal 

bearings Iconel (austenitic

nickel‐chromium‐based

superalloy) 

was 

welded 

on 

and 

machined 

to 

create 

hard 

and 

low‐friction 

surface. 

This 

cylinder 

transfers 

the 

entire 

weight 

of 

the 

bridge 

(5,850 

tonnes) 

and 

any

out 

of 

balance moment when the bridge is turning or in open position. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 43: three signature bridges- reggio emilia

ROTATION MECHANISM

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 44: three signature bridges- reggio emilia

FABRICATION, ASSEMBLY AND TRANSPORT

The deck was fabricated first in eight sections and the pylon in

five. The size of the individual elements to was 

dictated 

by 

the 

facilities 

at 

Hollandia’s

workshops 

(amount 

of 

handling 

necessary 

and 

their 

painting 

facility). 

Hollandia

determined that the bridge deck should be made up of eight sections and that these, once painted, 

would 

be 

joined 

together 

on 

prepared 

assembly 

area 

where 

the 

completed 

unit 

could 

be 

easily 

transferred 

onto a sea going barge for transport to Dublin. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 45: three signature bridges- reggio emilia

WELDING

range 

of 

welding 

processes 

were 

used 

during 

fabrication 

with 

each 

method 

selected 

to 

suit 

the 

joint 

configuration 

and 

position. 

Automated 

processes 

such 

as 

submerged 

arc 

were 

used 

whenever 

possible 

but 

with 

manual 

methods, 

mainly 

flux 

core, 

also 

being 

used 

extensively. 

All 

butt 

welds 

and 

proportion 

of 

fillet 

welds were examined using UT methods for buried defects and MPI for surface breaking defects. 

All visible welds were ground flush due to architectural reasons.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 46: three signature bridges- reggio emilia

ASSEMBLY

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 47: three signature bridges- reggio emilia

ASSEMBLY

As 

the 

deck 

deck 

sections 

came 

out 

of 

the 

paint 

shop 

they 

were 

positioned 

at 

the 

correct 

position 

and 

height 

at 

the 

assembly 

area, 

and 

welded 

to 

the 

adjacent 

section,

finally 

forming 

one 

bridge 

deck. 

The 

pylon base section was prefabricated and fitted to the bridge deck and the remaining four sections were 

welded together, lifted positioned and temporarily supported whilst the final circumferential welds were 

laid.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 48: three signature bridges- reggio emilia

LOAD OUT

The bridge was no ready to be transferred onto the barge. Trailers was positioned underneath the bridge 

and drove off the assembly area and onto the barge in a slow and

controlled manner. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 49: three signature bridges- reggio emilia

SEA TRANSPORT

The 

Contractor 

investigated 

the 

sea 

route 

from 

Hollandia’s

fabrication 

yard 

in 

Rotterdam 

to 

Dublin. 

The 

East 

Link 

Bridge 

in 

Dublin 

was 

found 

to 

be 

the 

limiting 

width 

restriction 

and 

the 

Konigshaven

Bridge 

in 

Rotterdam 

giving 

the 

height 

limit. 

detailed 

follow 

up 

investigation 

identified 

that 

if 

some 

railings 

and 

street 

furniture 

could 

be 

temporarily 

removed 

from 

the 

East 

Link 

Bridge 

it 

would 

be 

possible 

for 

the 

complete 

bridge 

superstructure, including pylon and stays, to pass through on a suitable tide level. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 50: three signature bridges- reggio emilia

SEA TRANSPORT

The 

superstructure 

was 

shipped 

to 

Dublin 

in 

May 

2009. 

The 

journey 

from 

Rotterdam 

to 

Dublin 

was 

carefully 

monitored 

throughout 

the 

628 

mile 

journey. 

This 

took 

eight 

days 

to 

complete 

as 

the 

shipment 

was 

forced 

to 

shelter from high winds for a period before traversing the Irish

Sea.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 51: three signature bridges- reggio emilia

SEA TRANSPORT

The 

sea 

transport 

and 

the 

sudden 

appearance 

of 

land 

mark 

structure 

received 

lot 

of 

positive 

publicity 

in 

local and international media. 

The Samuel Beckett Bridge through East Link Bridge when arriving

in Dublin. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 52: three signature bridges- reggio emilia

C.O.G. AND SKIDDING

Following 

arrival 

in 

Dublin, 

with 

the 

bridge 

still 

supported 

on 

the 

barge 

and 

now 

moored 

to 

the 

quay 

wall, 

it 

was 

necessary 

to 

ballast 

the 

back 

span 

using 

heavy 

concrete 

and 

steel 

blocks 

to 

ensure 

the 

centre 

of 

gravity 

was located centrally within the support zone. The structure was

then skidded along the sea going barge 

to 

position that allowed the back span to be supported on a second barge, hence leaving the bridge support area 

free 

above 

the 

river. 

The 

bridge 

lifting 

cylinder 

had 

been 

positioned 

within 

the 

main 

support 

pier 

and 

would 

later be welded to the main structure.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 53: three signature bridges- reggio emilia

LOAD TRANSFER

With 

the 

bridge 

now 

balanced 

and 

supported 

on 

two 

barges, 

at 

high 

tide 

the 

barges 

were 

moved 

so 

as 

to 

position 

the 

bridge 

support 

area 

directly 

above 

the 

pier 

that 

had 

been 

cast 

in 

the 

river. 

As 

the 

tide 

level 

continued 

to 

reduce, 

the 

barges 

could 

be 

moved 

away 

from 

the 

bridge 

leaving 

the 

structure 

balanced 

and 

supported on the rim bearing. 

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 54: three signature bridges- reggio emilia

FIRST ROTATION / CLOSING OF BRIDGE

Once in position, the final welded connection of the bridge lifting cylinder was made and the hydraulic system 

connected and temporarily activated to rotate the bridge to span

the river for the first time.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 55: three signature bridges- reggio emilia

COUNTER‐BALLAST

Some of the cells are filled with a combination of steel blocks and concrete. In order to achieve the final bridge 

balance the amount of steel ballast placed on‐site during construction in these cells was adjustable. This allows 

for 

the 

addition 

or 

removal 

of 

mass 

in 

order 

to 

balance 

any 

future 

changes 

made 

to 

the 

super‐imposed 

dead 

loads on the bridge. 

The 

final 

balancing 

was 

carried 

out 

by 

removing 

the 

horizontal 

bearings 

at 

the 

central 

support, 

leaving 

only 

three 

vertical 

supports. 

If 

any 

of 

the 

two 

supports 

at 

the 

bridge 

ends 

did 

or 

did 

not 

not

have 

any 

weight 

on 

itself, the counter ballast had to be adjusted until both had approximately no reaction. During this process one 

could 

easily 

calculate 

what 

the 

out‐of‐balance 

moment 

was 

knowing 

reaction, 

measured 

with 

load‐cells 

and 

arm of cantilever.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 56: three signature bridges- reggio emilia

GEOMETRY CONTROL

As the Contractor reported actual dead‐loads and deflections a significant amount of re‐analysis was 

required to achieve a good balance between final cable forces and bridge deformations. Where cable 

forces were changed to amend the deformation of the ends of the deck, stresses in the bridge 

structure changed accordingly and had to be checked. The back span of the bridge is extremely stiff, 

whilst the pylon and front span deform relatively easily. This resulted in a complex equation with 

numerous variables, which was finally solved by amending levels at the abutments, ballast quantities 

and cable forces.

SAMUEL BECKETT BRIDGE. CONSTRUCTION

Page 57: three signature bridges- reggio emilia

SERRERIA BRIDGE – VALENCIA (2005-2008) Cable stayed bridge. Span 155m. Deck width 38m

Inclined curved pylon‐

height 125m

Page 58: three signature bridges- reggio emilia

Client: CACSA (Public entity of the Valencia Regional Govern)General Contractor: Joint venture: FCC and PavasalSteel Subcontractor: HORTA Coslada, La Coruña, SpainProject Value: 40 Million eurosProject Completion Programme: 3 yearsTotal Steel Tonnage: 5055 TonsTotal Concrete Volume poured: 21 160 m3Height pylon125m ,  Main Span 155m , total Length 350m

SERRERIA BRIDGE - VALENCIA

Page 59: three signature bridges- reggio emilia

Erection of Pylon unit. Bolt connected and welded

Page 60: three signature bridges- reggio emilia

JERUSALEM BRIDGE – ISRAELPeriod of Construction: April 2006 to August 2008 (without the track bed)

Transport the future light rail system and pedestrians over a major intersection and plazaCurved deck‐plan view.  Cable‐stayed bridge. The mast forms an angle

Page 61: three signature bridges- reggio emilia

JERUSALEM BRIDGE – ISRAEL

General Contractor:

RAMET

Steel Fabricator:

KOOR Metals 

(CIMOLAI 

SPA as subcontractor)

Span = 160m    Height of Pylon = 118m

Steel Tonnage:Deck =              2720 tonsFootbridge =         48 tonsPylon =             1241 tons

Concrete:

5500 cubic meter  

Page 62: three signature bridges- reggio emilia

VENICE FOOTBRIDGE. ITALY 2005‐2008

Static  scheme: Depressed Arch. Span 81m. Rise 4.8m  Rise/Span ratio 1/16Weight steel structure 408 tonsSpecial precaution : Horizontal reactions‐control of settlements

Page 63: three signature bridges- reggio emilia

VENICE FOOTBRIDGE. ITALY 2005‐2008

Page 64: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC GAMES ATHENS 2004 OLYMPIC STADIUM AND VELODROME ROOFS

INTRODUCTION

Santiago 

Calatrava 

Project 

of 

aesthetic 

unification 

of 

OAKA 

area 

for 

the 

2004 

Olympic Games

Two singular structures:

•Olympic Stadium Roof•Velodrome Roof

Page 65: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

Goal: Provide a new roof for the existing stadium compatible with the renovation works..

Description:• The roof will be composed of a pair of bent “leaves,”which will cover a surface of some 25,000 m2. The two halves are simmetrical and connected only at two points.

• Each half-roof is 250 m long and has a variable width between 45 and 75 m and is suspended by cables connected to the main arch.

• The roof is covered with policarbonat pannels, instead of the laminated glass pannels designed in the project, replaced due to time limitations .

• The bearing structure is made of steel withe painted..

Main Challenges:

• Tight schedule (18 months for fabrication, erection and finishes).

• Special Structural Tipology (tied arches large span).

• Analysis difficulties (non-linearity, cables, seismic loads).

Page 66: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

STRUCTURAL LAYOUT

4 bearing pointsNorth Side: Fully restrained movements and rotationsSouth Side: Fully restrained but longitudinal displacements.

Main bearing system: 2 paralell arches type “Bow‐String” 304m span, 80m height and located 141.4m apart.

Transmission of horizontal loads 

External side: diagonal elementsInternal side: diagonals and vierendeel beam at three last ribs.

Page 67: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

Main bearing system :

• Main arch (Ф 3.25m) – Primary member in Compression.

• Torsion tube (Ф 3.6m) – Tie of the structural scheme and main support for the ribs of the roof, capable of carrying the torsional efforts due to unbalance loads.

STRUCTURAL DESCRIPTION

• Connections – Both tubes are fully fixed at the supports and linked by means of  8 pairs of cables  diameter  90mm and 104mm.• Weight balance: The center of gravity of each half roof is located  at 2m from the arch plane  towards inside. 

Page 68: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

• Transverse Ribs: 54 ribs per half roof every 5m. The ribs carry the  load of the pannels to the main bearing system.

• Other elements at the roof planes:‐ Edge tubes.‐Upper and lower anchor tubes.‐Diagonals.‐Profiles RHS.‐Purlins UPN.

• Secondary cables: The ribs are fully connected to the torsion tube and suspended  by  means of a pair of  cables hanging from the arch. 

Roof structural elements:

STRUCTURAL DESCRIPTION

Page 69: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENSERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS– ARCH ERECTION

MAIN DECISIONS

• Erection of the two half‐roofs separated from the stadium 

• Preassembly and welding on ground of large elements : 4 pieces of 70m.

• One half‐roof started 3 weeks before 

Page 70: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

First Stage‐ Partial Removal of shoring towers of arches:

• Lowering 250mm at temporary towers ¾ span and removing rest of temporary towers.

• This process transfers 1850ton on the definitive supports  42% of the final weight.

• Benefits:1.Using the elements of the central tower for the secondary towers.2.Reduction of forces in other elements due to arches selfweight. 

ERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS– ARCH ERECTION

250mm 250mm

Desapeo Desapeo Desapeo

Reduction up to 30% bending 

moments  transverse ribs.

Reduction up to 30% axial effort at 

diagonals and longitudinal elements .

Page 71: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

ERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS–ERECTION OF HALF-ROOFS

Second Stage Erection Half ‐ Roofs:

• Stressing secondary cables, removal of secondary towers, and finally removing  shoring towers  under arches.

•The main structure (arch‐torsion tube) is bearing on final supports 9000ton.

•The longest ribs had to be reinforced with temporary trusses until both roofs were connected.

Page 72: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENSERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS SKIDDING OF HALF-ROOFS

Equipment:

1. Final roof supports  equiped with  temporary steel beams  mounted on skidd‐shoes  bearing on concrete walls.

2. Steel skidd‐shoes on PTFE layer sliding on stainless steel tracks.

3. Hidraulic jacks for movement.

4. Lateral dampers mounted at north side.

Temporary steel beams 

and skidd‐shoes

Lateral dampersConcrete wall 

and lateral  

guiding

Hidraulic jacks

Temporary 

beams

Final supportsSliding data:

1. Speed: 1.4mm/seg

2. Máximum  aceleration: 7.2mm/seg2

3. Friction coeficient: 2.6%

Page 73: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENSERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS– SKIDDING OF HALF-ROOFS

Final position after sliding :

• The connection joint of the two half‐roofs  were intentionally left separated 160mm as erection tolerance. The gap is filled with steel plates.

.

Page 74: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

ERECTION AND STRUCTURAL IMPLICATIONS–FINAL SUPPORTS FIXED TO FOUNDATIONS

Supports North Side: Fully restrained all the movements.

Supports South Side: Fully restrained, but longitudinal movement

Page 75: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

STRUCTURAL ANALYSIS

Most important issues:

1.Arches stability.

2.Construction stages taked into account in the analysis. 

3.  Cables modelling.

4.Modelling of variable depth ribs, incluiding lateral buckling analysis. 

5.Non‐geometric linearity – Precambers included in the analysis.

6.   Acctions:6.1 Wind:  Wind tunnel tests for load 

estimation.6.2 Seismic actions, two different analysis:  

Response spectrum  linear dynamic analysis and non‐linear analysis with equivalent static loads. 

Page 76: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC STADIUM ROOF. ATHENS

LIST OF PARTICIPANTS AND MAIN DATA

PROJECT: OLYMPIC STADIUM ROOF. OAKA-ATHENS 2004

CLIENT: EYDE / GREEK MINISTRY OF CULTURE

ARQUITECTURAL AND STRUCTURAL DESIGN: SANTIAGO CALATRAVA

GENERAL CONTRACTOR: AKTOR

STEEL SUB-CONTRACTOR: CIMOLAI

CABLE SUPPLIER: TENSO-TECCI

SKIDDING EQUIPMENT: ENERPAC

ROOF PANNELS GALLOP

TOTAL SURFACE COVERED: 24000 m2

STEEL QUANTITY: 17950 ton ( 185 ton cables)

Page 77: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC VELODROME ROOF. ATHENSDESCRIPTION

•The wooden ring of the existing Velodrome had to be covered with a roof that is wood- clad on the interior (for acoustical purposes) and metal-clad on the exterior, with a central area of sun-protected laminated glass.

• The bearing structure is a pair of double bowstring-tied arches made of tubular steel. With dimensions of 145 m long by 100 m wide and rising to a height of 45 m.

•The roof will shield the athletes from potentially disruptive winds. To improve conditions for athletes and spectators, the interior of the Velodrome will also be completely renovated.

Page 78: three signature bridges- reggio emilia

Longitudinal Elevation

Plan View

OLYMPIC VELODROME ROOF. ATHENS

Page 79: three signature bridges- reggio emilia

ERECTION PROCESS - Sliding•Erection of the roof separated 140m from its final position .

OLYMPIC VELODROME ROOF. ATHENS

Page 80: three signature bridges- reggio emilia

OLYMPIC VELODROME ROOF. ATHENS

Main data

Steel in structure 3380 tons

Cables 80 tons

Total surface covered 11900m2

Concrete poured 700 m3

Piles lenght 720 m

Participants

Client EYDE. Greek Ministry of Culture

Arquitectural and Structural design Santiago Calatrava L.L.C.

General Contractor AKTOR. Greece

Steel Subcontractor METKA. Greece

Sliding system ALE-LASTRA. Spain

Page 81: three signature bridges- reggio emilia

TURNING TORSO. MALMÖ

SUMMARY

•The Turning Torso Tower  is a high‐rise building  for offices and  dwelling  designed  by  Santiago  Calatrava in  the  city  of Malmö.  The  shape  of  the  tower  is  based  on  a  sculpture called  Twisting  Torso,  by  Santiago  Calatrava,  which  is inspired on a human body in a twisting motion.

•The  Tower  has  55  floors  and  is  composed  by  nine geometrically  equal  cubes,  each  of  one  consisting  of  six floors. The total height is 190 m.

• The  floors have a pentagonal shape with a surface of 420 m2. Each  level rotate 1,62º with respect to the floor below. The  total  rotation   between  the  lower plan and  the  top of the building is 90 º. 

•The  main  load  bearing  structural  element  is  a  central concrete  core  with  an  internal  diameter  of  10,5m  and variable thickness between 2,5m to 0,40 m. 

•Another  carachteristic  element  is  the  external  steel  truss that stiffened the tower against horizontal loads. 

Page 82: three signature bridges- reggio emilia

TURNING TORSO. MALMÖ

LOCATION

HSB 

Turning 

Torso 

is 

located 

in 

Malmö

Sweden 

at 

the 

Western 

Harbour

area, 

near 

the 

sea 

and 

close 

to 

the 

city 

center.    The 

intention 

of 

the 

owner 

HSB 

Malmö

was 

to 

create a landmark for the city.

Page 83: three signature bridges- reggio emilia

FOUNDATION

Main tower foundation•The foundation of the Turning Torso consists of a cylindrical box  with a diameter of 30m and a depth of 15m. The foundation slab rests on the 

limestone bedrock identified in the Geotechnical Site Investigation and has a depth of 7m in order to counteract the effects of the water uplift 

and to guarantee the required maximum excentricity  of the resultant of the ground reaction  force on the slab and to minimize the required 

reinforcement amount. 

Page 84: three signature bridges- reggio emilia

CONCRETE STRUCTURE

Vertical Structural Elements

Central Core

• The 

main 

load 

bearing 

structural 

element 

for 

vertical 

and horizontal loads is the central concrete core, which 

has 

an 

internal 

diameter 

of 

10,5m 

and 

variable 

thickness between 2,5m in the basement  to 0,40 m at 

the top of the tower. 

• Inside 

this 

core 

there 

is 

the 

elevator 

and 

staircases 

secondary core. 

Concrete Column

• There 

is 

continuous 

reinforced 

concrete 

column 

(aproximate 

dimensions 

1.5x1.5 

m) 

located 

at 

the 

corner of the plans.

Page 85: three signature bridges- reggio emilia

CONCRETE STRUCTURE

Conical slab: 90-40 cm thickness

Deck level : Diagonals and Horizontals anchorages

Standard Floors: 27 cm thickness

Conical slab: 90-40 cm thickness

Page 86: three signature bridges- reggio emilia

CONCRETE STRUCTURE

STANDARD SLAB “DECK LEVEL”

Standard Slabs

•Each 

cube 

is 

composed 

of 

rc 

slabs. 

The 

upper 

are 

standard 

slabs 

27 

cm 

thick, 

fully 

fixed 

to 

the 

concrete 

core 

and 

supported   by 

means 

of 

steel 

columns 

at 

the 

perimeter 

that transfer the load to the lower conical slab. 

Deck levels : Diagonals anchorage

• The upper slab of each cube or  “deck level”

is where the diagonals and 

horizontals are connected. These slabs are thicker at the anchorage area

Page 87: three signature bridges- reggio emilia

STEEL STRUCTURE

Main Elements

Page 88: three signature bridges- reggio emilia

STEEL STRUCTURE

Exterior exoskeleton•The 

exterior 

steel 

truss 

or 

exoskeleton 

provides 

additional horizontal stiffness to the building. 

• It 

is 

formed 

by 

the 

main 

column 

or 

spine 

(900 

mm 

diameter 

pipe), 

which 

is 

connected 

to 

the 

diagonals 

and 

horizontals 

elements 

(variable 

diameter 

from 

700mm to 300mm)

• The 

main 

spine 

is 

braced 

at 

every 

level 

to 

the 

concrete floors by means of stabilizers, and has a pin 

joint 

at 

every 

cube 

in 

order 

to 

avoid 

large 

hyperstatical forces. 

Page 89: three signature bridges- reggio emilia

STEEL STRUCTURE

Page 90: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL LOADS

Wind

• The 

wind 

effects 

were 

studied 

carefully 

at 

the 

Boundary 

Layer 

Wind 

Tunnel 

Laboratory, 

Ontario, 

Canada 

(Alan 

G. 

Davenport 

Wind 

Engineering 

Group). 

The 

determination 

of    the 

overall 

structural 

loads 

and 

responses 

was 

made 

conducting 

force‐balance 

tests 

and 

pressure 

tests 

on 

rigid 

model 

The 

resonant 

response 

of 

the 

building 

due 

to 

dynamic 

amplification 

of 

the 

buffeting 

response 

at 

the 

natural 

frequencies 

of 

the 

building 

were 

determined 

analytically 

through 

the 

measurement of force 

spectra 

and 

the 

dynamic 

properties 

of 

the 

building.

Together 

with 

the 

statistical 

wind 

climate 

model 

of 

wind 

speed 

and 

direction, 

predicted 

values 

of 

loads 

and 

responses 

were 

determined 

for 

various 

return 

periods. 

• The 

studies 

showed 

also 

that 

the 

peak 

acceleration 

at 

the 

top 

levels 

for 

100 

year 

return 

period 

was 

0,02 

g, 

well 

below 

the 

allowed limits for residential buildings. 

Page 91: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL LOADS

Shinkrage and Creep

•Due 

to 

the 

fact 

that 

two 

different 

materials 

were 

used   for 

the   vertical   bearing 

structures, 

concrete 

at 

the 

core 

and 

column 

and 

steel 

at 

exterior 

truss, 

the 

effects 

of 

shinkrage 

and 

creep 

are 

important 

as 

they    will    provoke 

internal 

forces 

of 

compression 

at 

the 

steel 

elements and tension at the concrete ones.

CONCRETE COLUMN:

Cube Shrinkage(m/m) Creep(m/m) Total(m/m) Equivalent Temp (ºC)

1 -2.9·10-4 -3.9·10-4 -6.8·10-4 -68

9 -2.9·10-4 0 -2.9·10-4 -29

NOTES:

1.- Linear interpolation for the intermediate cubes

2.- The assumed thermal factor of the concrete is αc=10-5 (ºC)-1

STRUCTURAL CORE:

Cube Horizontal Direction Vertical Direction

Shrink Creep Total Thermal

factor

Shrink Creep Total Thermal

factor

m/m m/m m/m αc,h (ºC)-1 m/m m/m m/m αc,v (ºC)-1

1 -3·10-4 0 -3·10-4 10-5 -3·10-4 -1.85·10-4 -4.85·10-4 1.62·10-5

9 -3·10-4 0 -3·10-4 10-5 -3·10-4 -0.2·10-4 -3.2·10-4 1.07·10-5

NOTES:

1.- Linear interpolation for the intermediate cubes

2.- A constant variation of temperature has been applied to the whole core = -30 ºC

Page 92: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL ANALYSIS

Global Model

• The structural analysis of the building was made with a global 

finite 

element 

model   with 

the 

sofware 

SAP 

2000. 

The 

model 

simulates 

all 

the 

concrete 

and 

steel 

elements 

as 

well 

as 

the 

foundations slabs and piles.

Deck‐

level

Conical slab

Standard level

Perimeter columns

Shear Walls

(radial and 

perimetral)

Page 93: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL ANALYSISVerification of Concrete elements. Reinforcement area.

•Due to the important hyperstatical forces and the interaction between the different elements  (core, cloumn, slabs and shear 

walls    ) 

it 

is 

not 

possible 

to 

analyzed 

each 

element 

isolated 

but 

to 

extract 

the 

forces 

from 

the 

global 

FEM 

model. 

After 

the 

analysis  of the model the output results of the shell elements of the core, slabs and shear walls, and for all load combinations 

were 

processed 

with 

post‐processing 

program 

in 

order 

to 

obtain 

the 

necessary    reinforcement 

in 

both 

local 

directions 

and 

both faces of the element for the predominant case, considering all forces and moments and the material features. 

Page 94: three signature bridges- reggio emilia

STRUCTURAL ANALYSIS

Analysis of displacements

•The displacements for serviceability Limit 

State 

were 

calculated 

at 

the 

top 

of 

the 

buiding 

for 

the 

worst 

wind 

actions 

for 

100 year return period.  

• The 

maximum 

drift 

(lateral 

deflection) 

corresponds to south winds and the value 

was    360 

mm 

This 

magnitude 

is 

f/H=1/528,   which 

is 

within 

the 

limits 

of 

total building drift for this return period.

Page 95: three signature bridges- reggio emilia

ERECTION PROCESSErection Method

• After 

finishing 

the 

foundations 

started 

the 

construction of the  concrete core . The core 

was cast in a sliding form, which means that 

the 

form 

is 

suspended 

between 

vertical 

beams and can slide upwards, one floor at a 

time, by way of jacks.The 

walls 

around 

staircase 

and 

lifts 

were 

poured in 

forms suspended 

underneath 

the 

sliding 

form. 

The 

walls 

were 

poured 

in 

connection 

with 

the 

casting 

of 

the 

core. 

Once 

the 

concrete 

had 

hardened 

to 

pre‐

determined degree, the core form as well as 

the 

forms 

for 

the 

staircase 

and 

lift 

shafts 

could then climb upwards to the next floor.

• The 

next 

step 

in 

the 

pouring 

cycle 

was 

to 

form 

and 

pour 

the 

structural 

slab 

around 

the core before the cycle could be repeated 

with 

the 

core 

and 

lift 

shafts. 

Most 

of 

the 

reinforcement 

was 

prefabricated 

at 

shop 

in 

order 

to 

form 

large 

“steel 

cages”

and 

then 

erected 

to 

its 

final 

position 

where 

can 

be 

overlapped . .

Page 96: three signature bridges- reggio emilia

ERECTION PROCESS

•During 

the 

pouring 

of 

each 

slab 

the 

temporary 

supports 

were 

kept 

at 

least 7 levels below. 

•The 

core, 

lift 

shafts 

and 

structural 

slabs 

were 

poured 

with 

vibrated 

concrete while the transversal bracing 

walls 

under 

each 

cube 

were 

made 

with 

so‐called 

self‐compacting 

concrete. Because of its flow capacity, 

this 

type 

of 

concrete 

does 

not 

need 

vibrating. 

This 

method 

was 

used 

because 

the 

transversal 

walls 

were 

made 

after 

the 

structural 

slab 

above 

and 

below 

them 

were 

finished, 

making 

it 

impossible 

to 

insert 

vibration 

rods 

down 

into 

the 

concrete.•The forms for the floors were rotated 

approx. 

1.6 

degrees 

for 

each 

floor 

in 

order 

to 

create 

the 

characteristic 

twist 

of 

the 

building. 

The 

time 

table 

dictated 

that 

new 

floor 

tier 

was 

poured every 10th day on the average 

for more than a year

Page 97: three signature bridges- reggio emilia

ERECTION PROCESS

• The 

erection 

of 

the 

exterior 

exoskeleton 

started 

when 

the 

construction 

of 

the 

concrete 

structure 

had 

reached 

the 

5th 

cube 

and 

was 

completed 

few 

weeks later than the concrete.  

• Finally 

the 

façade 

and 

interior 

finishes were completed. 

Page 98: three signature bridges- reggio emilia

MAIN DATA

Quantities

Height of building :                                            

192 m.

Number of floors above ground:                            55

Total surface :                                                 

31,900 m2

Apartaments total  surface (cubes 3 to 9) :         16,500 m2

Offices total useful surface(cubos 1 y 2) :               4,500 m2

Concrete:        

25,000 m3

Reinforcement steel:                                            

4,400 Tons.

Steel structure”Exterior exoesqueleton”:               820 Tons.    

Façade surface:                                                    

20,000 m2

Glass surface:                                                  

5,500 m2

Elevators : 3 for apartaments, 2 for offices.

Page 99: three signature bridges- reggio emilia

PARTICIPANTS

Client HSB Malmö Ek För

Construction Manager HSB Malmö and NCC Construction Malmö

Architecture and Structural Design Santiago Calatrava SA, Zürich/Valencia

Interior Design Samark Arkitektur & Design AB, Malmö

Geotechnical Advisor Dr. Vollenweider, Zürich

Geotechnical Investigation SWECO, Malmö

Structural Checker SWECO, Stockholm

Concrete 1 (Underground concrete structure) PEAB AB

Concrete 2 (Concrete Structure above ground) NCC Construction AB

Façade fabrication Grupo Folcrá Edificación SA, España

Steel Fabricator Emesa, España

Steel Erector Promecon, Dinamarca

Elevators KONE AB

Page 100: three signature bridges- reggio emilia

THANK YOU FOR YOUR ATTENTION