Rozmycia przy przeprawach mostowych

• Autorzy: Jarominiak Andrzej

Warianty tytułu

EN

Scour at bridge crossings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zostały przedstawione istotne problemy związane z rozmyciem dna rzek w rejonach przepraw mostowych. Wyróżniono dziesięć czynników hydraulicznych powodujących katastrofy i awarie mostów. Przedstawiono charakterystyki rozmyć dna cieków, w tym wielkość rozmyć i prędkość ich rozwoju w czasie; scharakteryzowano rozmycia: ogólne, lokalne, zwężenia, w zakolu rzeki i w miejscach połączenia rzek. Postawiono tezę, że rozmycie przy filarze wynika z trzech interakcji: przepływu, filara i osadu (gruntu dna). Omówiono wpływ lokalizacji przeprawy mostowej na przyszłe rozmycie dna rzeki, na jej długookresową stabilność i efekty morfologiczne. Podano najważniejsze zasady, które należy przestrzegać w sytuacji gdy wyklucza się możliwość optymalizacji miejsc budowy mostów ze względu na warunki przepływu i rozmycie. Przytoczono podstawowe zasady, którym powinny odpowiadać fundamenty bezpośrednie mostów wg. specyfikacji AASHTO. Przedstawiono szczególne przypadki, w których w procesie projektowania mostów powinno się korzystać z badań modelowych do szacowania rozmycia. Z bogatej literatury światowej zaprezentowano kilka przykładów równań dotyczących obliczania głębokości rozmycia zwężenia oraz obliczenia szerokości wyboju rozmytego z boku filara. Omówiono podstawowe zasady zabezpieczenia mostów przed rozmyciem.

EN

The paper presents significant problems related to river bottom scour in the areas of bridge crossings. Ten hydraulic factors causing disasters and bridge breakdowns have been identified. Characteristics of the scour of the river bottoms are presented, including the size of the scour and the speed of its development over time. Scour: general, local, constrictions, at river meanders and at river connections are characterized. The thesis was put forward that the scour at the pillar results from three interactions: flow, pillar and sediment (bottom ground). The influence of the location of the bridge crossing on future river bed scour, on its long-term stability and morphological effects is discussed. The most important rules to be observed when the optimisation of bridge construction sites is excluded due to flow conditions and scour. The basic principles which should be followed by the direct foundations of the bridges according to the AASHTO specifications. Specific cases are presented where model tests should be used in the bridge design process to estimate scour. Several examples of equations for calculating the scour depth of the constriction and calculating the width and depth of scour on the side of the pillar are presented from the rich world literature. The basic principles of securing bridges against scour were discussed.

Słowa kluczowe

PL

rozmycie gruntu; obliczenia hydrauliczne mostów; badania modelowe rozmyć; zabezpieczenie przed rozmyciem

EN

soil scour; hydraulic calculations of bridges; model tests of scour; protection against scou

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej
• Czasopismo: Drogownictwo
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 10
• Strony: 289--296, III–IV okł.
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Jarominiak Andrzej

Bibliografia

• [1] Akib S., Rahman S.: Time Development of Local Scour Around Semi Integral Bridge Piers and Piles in Malaysia. Engineering and Technology International Journal of Civil, Architectural Science and Engineering Vol.: 7, 2013
• [2] Agrawal A.K., KhanM.A.,Yi Z.: Handbook of Scour Countermeasures Designs. FHWA, 2007
• [3] Arneson L.A., Zevenbergen L.W., Lagasse P.F., Clopper P.E.: Evaluating Scour at Bridges, Fifth Edition. HEC 18, FHWA, 2012
• [4] Chase K.J., Holnbeck S.R.: Evaluation of Pier-Scour Equations for Coarse-Bed Streams. Scientific Investigations Report 2004-5111 U.S. Department of the Interior U .S. Geological Survey
• [5] Gazi A.H., Afzal S.M. Dey S.: Scour around Piers under Waves: Current Status of Research and Its Future Prospect. Water, MDPI, 24 Oct.2019.
• [6] GUEMOU B.: Etude et modelisation de l’affouillement autour des piles de pont. Praca doktorska Université Aboubakr Belkaïd, Tlemcen, Faculté de Technologie, Algeria, 2016.
• [7] Guo J., Suaznabar O., Shan H., Shen J.: Pier Scour in Clear-Water Conditions with Non-Uniform Bed Materials. Report No. FHWAHRT-12-022, May 2012.
• [8] Jarominiak A.: Jak zmniejszyć zagrożenia przepraw mostowych powodowane przez powodzie. „Inżynieria i Budownictwo” 3/99.
• [9] Jarominiak A.: Rozmycia prz y mostach i ich monitorowanie. „Drogownictwo” Część 1, 12/2013, Część 2, 1/2014.
• [10] Jarominiak A.: Wytyczne monitoringu rozmycia dna w otoczeniu podpór mostowych, Załącznik 1. Podstawowe koncepcje i definicje rozmycia, Załącznik 2. Zasady monitoringu rozmyć w rejonach mostów, Załącznik 3. Mosty z nieznanymi fundamentami. Projekt zrealizowany pod kierunkiem Ł. Topczewskiego, IBDM 2015.
• [11] Jarominiak A.: Zabezpieczenie przed rozmyciem dna cieków przy filarach mostów. „Drogownictwo” 10/2016.
• [12] Jarominiak A.: Zabezpieczenia przyczółków mostowych przed podmyciem. „Drogownictwo” 1/2017.
• [13] Larras J.: Profondeurs maximales d’erosion des fonds mobiles autour des piles en rivier. Annales Pont et Chaussées, No 4, Juillet- Août, 1963.
• [14] Laursen E.M., Toch A.: Scour Around Bridge Piers And Abutments. Bulletin No. 4 Iowa Highway Research Board, 1956.
• [15] Lee F.-Z., Lai J.–S., Lin Y. -B, Chang K. –Ch., Liu X., Huang Ch. – Ch.: Prediction of Bridge Pier Scour Depth and Field Scour Depth Monitoring. E3SWeb of Conference 40 River Flow, 2018
• [16] May R.W.P., Ackers J.C., Kirby A.M.: Manual on Scour at Bridges and Other Hydraulic Structures Construction Industry Research and Information Association C551. London, 2002.
• [17] Melville, B.W.; Coleman, S.E. Bridge Scour; Water Resources Publication: Littleton, CO, USA, 2000.
• [18] Miller L., Wilson J.T.: Evaluation of Scour at Selected Bridge Sites in Indiana. Water-Resources Investigation Report 95-4259. Indianapolis 1996.
• [19] Pizarro A., Manfreda S., Tubaldi E.: The Science behind Scour at Bridge Foundations. Water, MDPI, 30 Jan. 2020.
• [20] Richardson E.V., Richardson J.R., Abed L.: Estimating Scour at Bridges. Transportation Research Record 1290.
• [21] Wang Ch.,Yu X., Liang F.: A Revive of Bridge Scour: Mechanism, Estimation, Monitoring and Countermeasures. Springer Link, 27 march 2017.
• [22] Bridge Scour Manual, Department of Transport and Main Roads, Queensland Government, January 2019.
• [23] Design Manuel for Bridges and Structures. Sixth ed., New Jersey Dep. of Transportation, 2016.
• [24] HEC 18, Evaluating Scour at Bridges, Fifth Ed. FHWA, 2012.
• [25] HEC 20, Stream Stability at Highway Structures, Fourth Ed. FHWA, 2012.
• [26] HEC 23, Bridge Scour and Stream Instability Countermeasures; Experience, Selection, and Design Guidance, Third Ed. FHWA, 2009.
• [27] NCHRP Evaluation of bridge scour research: Pier scour processes and predictions, 2020.
• [28] User’s Manual for WSPRO, A Computer Model for Water Surface Profile Computations. Publication No. FHWA-SA-98-080 June 1998
• [29] Foundation de ponts en site aquatique en état précaire. SETRA/ LCPC, Paris, 1980.
• [30] ASHTO LRFD Bridge Design Specifications, 2012
• [31] Evaluating Scour at Bridges. 5th Ed. FHWA, 2012

Uwagi

Oryginalny artykuł ukazał się w numerze 10/2020 miesięcznika „Inżynieria i Budownictwo” i za zgodą Redakcji oraz Autora jest publikowany w „Drogownictwie” jako Interesujący dla Czytelników.