I ponti possono espandersi o contrarsi a causa di diversi fattori, come il carico del traffico, i materiali utilizzati nella costruzione e la temperatura. Ad esempio, quando la temperatura è calda, un ponte si espande in lunghezza e quando il clima diventa più freddo, si contrae. Un rullo di espansione consente a un piccolo ponte di costruzione rigida di espandersi e contrarsi in lunghezza in modo sicuro.
Un rullo di espansione è un meccanismo integrato nel sistema di supporto del traliccio di un ponte. La capriata è la struttura triangolare del ponte, con tutte le parti collegate tra loro da intersezioni chiamate nodi. Il rullo di espansione è costituito da giunti costruiti con barre che si muovono quando il ponte si espande. I rulli di espansione sono inclusi nei ponti di 80 piedi (24.4 metri) e più lunghi per garantire la sicurezza del ponte in ogni momento. Sebbene l’espansione e la contrazione di ciascuna sezione del ponte possano essere molto piccole, poiché i ponti si allungano, questo può diventare un problema piuttosto grande.
Quando le temperature aumentano, i materiali utilizzati per costruire il ponte possono espandersi o aumentare in lunghezza. Più la temperatura aumenta, più i materiali aumenteranno. I rulli di espansione consentono alle sezioni di muoversi in modo che la lunghezza extra non causi la deformazione e persino la rottura del ponte. Quando le temperature diventano più fredde, i materiali da costruzione del ponte si contrarranno o si ridurranno di dimensioni. In questo caso, i rulli di espansione consentono alle parti del ponte di muoversi in modo che si ingranino e non si creino spazi nel ponte.
Altri fattori oltre alle condizioni meteorologiche possono anche causare l’espansione e la contrazione di un ponte. L’espansione e la contrazione possono essere causate dal processo di maturazione del calcestruzzo, dal movimento terra e dai carichi pesanti che attraversano il ponte per un lungo periodo di tempo. Un rullo di espansione è un tipo di cuscinetto che rende questi fattori altrimenti dannosi che non sono dannosi per il ponte.
I ponti devono essere ispezionati e controllati regolarmente, come il resto dei trasporti e delle infrastrutture autostradali. Un rullo di espansione può corrodersi e diventare inefficace a causa del sale stradale, della polvere e dell’invecchiamento. La corrosione è il danno più comune che influisce sulla durata e sulla vita di un ponte. Ad esempio, nel 2007, l’Interstate 35 West Bridge, a Minneapolis, Minnesota, è crollato a causa di rulli di espansione congelati, corrosi e vecchi di 40 anni che non funzionavano correttamente. La mancanza di capacità di espansione era dovuta a un rullo di espansione danneggiato e portava a sollecitazioni represse nel ponte e all’instabilità e al collasso di una trave orizzontale integrale.