Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

On the resistance of concrete hollow thin-walled high piers to rock collisions

Huang Yao

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

187--197

EN

Concrete hollow thin-walled high piers (CHTWHPs) located in mountainous areas may be destroyed by the huge impact force of accidental rocks. The study focuses on analyzing the effects of rock impact on the pier, including its impact force, pier damage, dynamic response, and energy dissipation characteristics. The results show that: (1) Increasing the impact height led to a decrease in the peak impact force. Specifically, 15.5% decrease in the peak collision force is induced when the height of rock collision rises from 10 m to 40 m. (2) The damage mode of the pier’s collision surface is mainly oval damage with symmetrical center, radial damage on the side surface, and corner shear failure on the cross section. (3) The peak displacement of bridge pier increases with the increase of collision height. As the collision height increased from 10 m to 40 m, the bridge pier’s peak displacement also increased, rising by 104.2%. (4) The concrete internal energy gradually decreased with increasing collision height, dropping by 36.9% when the height of rock collision rises from 10 m to 40 m. The reinforcement internal energy showed an increase of 78%. The results of this study may provide reference for the rock collision resistance design of CHTWHPs.

2

Experimental study of debris-induced scour around a slotted bridge pier

Hamidifar Hossein, Nezhadian Damoon Mohammad Ali, Carnacina Iacopo

Acta Geophysica

|

2022

|

Vol. 70, no 5

2325--2339

EN

One of the most common problems for river engineers is the accumulation of waterborne debris upstream of the bridge piers. In addition to reducing the cross-sectional flow area, debris increases the drag force exerted to the pier and contributes to scour. Several studies have been carried out by previous researchers to examine the usefulness of different types of countermeasures. The effectiveness of these countermeasures is not well understood when debris accumulation occurs. In this study, the effect of debris accumulation on the efficiency of a bridge pier slot, as scour countermeasure, is investigated experimentally. A total of 54 experiments were carried out under different hydraulic and debris geometrical conditions. The results showed that slots were effective in protecting bridge piers against scouring in presence of debris. Depending on the debris shape, the reduction efficiency may increase or decrease for a slotted pier in presence of debris accumulation when compared to the standard pier conditions without debris accumulation. Except for the inverse pyramid shape, the maximum scour is generally more reduced due to sheltering effect when the debris is located on the bed. While debris accumulation can lead to a reduction of the slot efficiency, the slot can be considered a reliable countermeasure against scouring. The outcome of this study can help the design of new bridges affected by large wood debris accumulations.

3

Zastosowanie modelowania hydraulicznego 2D w weryfikacji prawidłowości położenia osi filarów mostowych w stosunku do kierunku przepływu

Bartosik Zbigniew, Batory Jakub, Pietrykowski Radosław, Rukść Sylwester

Gospodarka Wodna

|

2021

|

Nr 1

14--25

PL

Przedstawiono analizę oddziaływania usytuowania filarów przeprawy mostowej przez Wisłę na trasie Południowej Obwodnicy Warszawskiej (POW), na zmiany kierunków przepływu wody w korycie rzeki. Przedstawiono metodykę oraz wyniki symulacji różnego położenia filarów. Przedstawiono także ocenę wpływu lokalizacji przeprawy na kształtowanie Kępy Zawadowskiej - cennego obszaru przyrodniczego. Do analizy wykorzystano modelowanie numeryczne z wykorzystaniem aplikacji rodziny programów HEC-RAS.

EN

The article presents an analysis of impact of the location of pillars of the bridge crossing the Vistula River as part of the southern ring road for Warsaw (Południowa Obwodnica Warszawska, POW) on the direction of water flow in the riverbed. It presents the methodology and the results of simulations of different pillars locations. It also presents the impact assessment of the crossing location on the shape of Kępa Zawadowska - a precious natural area. The analysis uses numerical modelling including an application belonging to the HEC-RAS family.

4

A review on hydrodynamics of horseshoe vortex at a vertical cylinder mounted on a fat bed and its implication to scour at a cylinder

Gazi Ainal Hoque, Afzal Mohammad Saud

Acta Geophysica

|

2020

|

Vol. 68, no. 3

861--875

EN

A comprehensive review of the local scour due to vortical fow around a cylindrical bridge pier under steady current is presented in this paper. The mechanism of the formation of vortices, the size, velocity and strength of horseshoe vortex (HSV), formation of the HSV by the separation of laminar and turbulent boundary layer and the scour around a cylindrical pier due to vortices have been presented. The complexity involved in the scour-related calculations, and the scope for future research are discussed in the last section.

5

Rodzaj cementu ma znaczenie

Huts Andriy, Prokopski Grzegorz

Builder

|

2019

|

R.23, nr 1

71--73

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznego modelowania rozkładu temperatury w fundamencie masywnym filaru mostowego. Obliczenia przeprowadzono na różnych rodzajach cementu (CEM I 42,5, CEM III/A 32,5, CEM III/A 42,5, CEM III/A 52,5N). Określono oraz porównano wpływ wybranych parametrów składu mieszanek, jakości składników oraz warunków betonowania (temperatury otoczenia i mieszanki betonowej) na rozkład temperatury wykonywanej konstrukcji. Badania przeprowadzono na czterech seriach betonu, różniących się użytym cementem. W trakcie dojrzewania betonu stworzono warunki zbliżone do adiabatycznych (przy których wpływ temperatury zewnętrznej jest ograniczony). Do pomiarów temperatury użyto urządzenia rejestrującego temperaturę Endress-Hauser RSG30 z czujnikami, z których jeden znajdował się wewnątrz dojrzewającego betonu, a drugi na zewnątrz próbki. Pomiarów temperatury dokonywano co 10 minut w okresie tygodnia. Na podstatwie uzyskanych wyników pomiarów sporządzono, dla poszczególnych cementów, wykresy pokazujące zależność wzrostu temperatury od czasu, objaśniające różnice pomiędzy temperaturą otoczenia a temperaturą dojrzewającego betonu. Przeprowadzona analiza wyników w programie ADINA 8.8 umożliwiła pokazanie temperatury wewnątrz betonu na każdym etapie betonowania konstrukcji filara mostowego.

6

Splitter plate as a flow-altering pier scour countermeasure

Khaple S., Hanmaiahgari P. R., Gaudio R., Dey S.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 5

957--975

EN

Results of an experimental study on the countermeasure of scour depth at circular piers are presented. Experiments were conducted for pier scour with and without a splitter plate under a steady, uniform clear-water flow condition. The results of pier scour without splitter plate were used as a reference. Different combinations of lengths and thicknesses of splitter plates were tested attaching each of them to a pier at the upstream vertical plane of symmetry. Two different median sediment sizes (d50 = 0.96 and 1.8 mm) were considered as bed sediment. The experimental results show that the scour depth consistently decreases with an increase in splitter plate length, while the scour depth remains independent of splitter plate thickness. In addition, temporal evolution of scour depth at piers with and without a splitter plate is observed. The best combination is found to be with a splitter plate thickness of b/5 and a length of 2b. Here, b denotes the pier diameter. An empirical formula for the estimation of equilibrium scour depth at piers with splitter plates is obtained from a multiple linear regression analysis of the experimental data. The flow fields for various combinations of circular piers with and without splitter plate including plain bed and equilibrium scour conditions were measured by using an acoustic Doppler velocimeter. The turbulent flow fields for various configurations are investigated by plotting the velocity vec-tors and the turbulent kinetic energy contours on vertical and horizontal planes. The splitter plate attached to the pier deflects the approach flow and thus weakens the strength of the downflow and the horseshoe vortex, being instrumental in reducing the equilibrium scour depth at piers. The proposed method of pier scour countermeasure is easy to install and cost effective as well.

7

Hydrauliczne badania modelowe filarów mostowych na przykładzie wybranych mostów Opola

Tymiński T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2010

|

Tom 12

879-893

PL

W procesie projektowania obiektów hydrotechnicznych w jednakowej mierze należy położyć nacisk na obliczenia konstrukcyjne, związane ze statecznością i wytrzymałością budowli, jak również na analizę (np. położenia zwierciadła wody) i poprawne wymiarowanie hydrauliczne budowli wodnych lub ich elementów. Podczas przepływu wody przez zabudowany przekrój mostowy następuje spiętrzenie wody przed budowlą hydrotechniczną. Wysokość tego spiętrzenia zależy głównie od geometrii koryta, natężenia przepływu, rodzaju ruchu, a przede wszystkim od kształtu przyczółków i filarów mostowych [3]. Do najczęściej stosowanych w praktyce metod obliczania spiętrzenia wody przed mostem należy zaliczyć: metodę wynikająca z zasady zachowania energii mechanicznej strumienia [5, 7], empiryczną metodę Rehbocka [1, 3, 4] i empiryczną metodę Yarnella [1, 3]. Metody te uwzględniają w swoich formułach obliczeniowych parametry charakteryzujące geometrię filarów. Niewłaściwie dobrane przez konstruktorów kształty przyczółków i filarów mostowych zwiększają ryzyko powstawania zatorów i lokalnych podpiętrzeń zwierciadła wody. Wezbrane rzeki niosą z sobą różnego rodzaju materiały np. namuły, kłody drzew, gałęzie, śmieci, które często zatrzymują się na filarach mostów piętrząc wodę i hamując przepływ (rys. 1). Problem ten nabiera szczególnego znaczenia zwłaszcza zimą, w aspekcie niekorzystnych zjawisk lodowych (rys. 11) i powodzi zatorowych. Najlepszą drogą określenia optymalnego hydraulicznie kształtu filarów mostowych są badania eksperymentalne.

EN

Designers' inappropriate choice of shapes for bridge abutments and piers increase the risk of ice jams and local build-ups of water. Swollen rivers carry various materials, which often end up on bridge piers causing water to rise up andslowing down its flow. In view of adverse ice phenomena and floods caused by ice jams, this problem becomes particularly important in winters. In the Water Laboratory of the Wrocław University of Environmental and Life Sciences hydraulic research has been carried out on 1:20 models of flow around pier for various shapes typical for selected bridges in Opole. The principal idea behind this research was to consider a pier an obstacle that causes local water swelling and attempt to identify the most streamlined bridge pier shape. Streamliness of individual piers was investigated by means of measurements, observations of local velocity distribution for water fluxes and observa tions of water swelling in front of the pier. Results of hydraulic parameter measurements were used to calculate, for each pier, the local loss coefficients ?, the flow-around drag coefficients cw and the shape factors in the computational formulae of Rehbock (?) and Yarnell (K). Comparison of these coefficients was used as a criterion for streamliness of investigated piers. In each case being studied local water build-up was observed in front of the pier. Measurement data analysis revealed that the biggest turbulences were caused by the pier no I, and the smallest by the pier no VI. Measurements have confirmed that rectangular piers cause the greatest changes to the velocity field. These changes are smaller for piers which are rounded and pointed and are the smallest for those which are streamlined and cigar-shaped. For this reason the best choice would be, in theory, to design cigar-shaped piers. This shape is not used in practice, however, due to its disadvantageous load distribution over the foundations. For rectangular piers no I and II turbulences around the pier were bigger than those observed for other shapes. One might expect that this shape increases the risk of soil erosion in the vicinity of piers. Measured drag and shape coefficient values quantitatively confirm the qualitative analysis of the phenomenon. The biggest drag coefficient values were obtained for the two least streamlined piers (e.g. for pier no I ? = 2.36), whereas the most streamlined piers produced the smallest values (e.g. pier no VI with ? = 0.31). Laboratory measurements enabled us to verify the formulas of Rehbock and Yarnell used in hydraulic bridge calculations. For the Rehbock's formula a certain distinct regularity could be observed: the shape factor ? was almost twice too low as compared to the results of experiments. In what concerns the formula of Yarnell, results of author's experiments are in good agreement with the theory.

8

Odporność na erozję betonów wysokowartościowych w konstrukcjach hydrotechnicznych

Horszczaruk E.

Cement Wapno Beton

|

2007

|

R. 12/74, nr 3

125-132

PL

Przedstawiono wyniki badań zużycia ściernego betonów wysokowartościowych wykonane metodą podwodną opisaną w ASTM C 1138. Opracowany model zużycia ściernego betonu dobrze opisuje wyniki doświadczalne, w tym także BWW. Model ten uwzględnia rodzaj zbrojenia i wskaźnik w/c. Doświadczenia wykazały, że najlepszą odporność na ścieranie wykazał beton zbrojony włóknami polipropylenowymi.

EN

Paper presents a mathematical model of abrasive wear of concrete in hydraulic engineering structures. The underwater method according to ASTM C 1138 was applied to test the abrasive wear of concrete. This model embraces the influence of w/c ratio and kind of reinforcement. Experimental results are well matched by the model.