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Redução da erosão localizada de pilares de pontes recorrendo a ranhuras: evolução temporal e configuração das cavidades de erosão localizada
| Summary: | O fenómeno da erosão localizada na vizinhança de pilares de pontes é uma das causas associadas ao colapso destas estruturas. É imprescindível prever a máxima profundidade da cavidade de erosão localizada em torno dos pilares porque a estrutura poderá entrar em rotura, dando origem a acidentes que poderão colocar vidas humanas em risco. A presente dissertação descreve um estudo experimental da erosão localizada sem transporte sólido, em torno de pilares fundados em leitos não coesivos. A implementação de uma ranhura no pilar como medida de mitigação de alteração do escoamento foi avaliada no caso de pilares circulares e alongados. Foram utilizados quarto pilares com 20 mm de dimensão transversal, sendo que num dos pilares circulares e num dos pilares alongados foi implementada uma ranhura que corresponde à medida de mitigação de alteração do escoamento. Foram utilizadas duas areias, uma uniforme e outra não uniforme, ambas com diâmetro médio igual a 0.328 mm, num escoamento com superfície livre com profundidade de água igual a 5 cm e um caudal igual a 12.96 m3h-1. A evolução temporal da máxima profundidade da cavidade de erosão foi estudada, e a topografia da cavidade de erosão foi analisada. Verificou-se que a profundidade maxima da cavidade de erosão evolui a um ritmo maior na fase inicial do processo erosivo. Pôde também verificar-se que a fase de equilíbrio é atingida mais rapidamente quando se utiliza areia não uniforme, comparando com a areia uniforme. Conclui-se que a máxima profundidade da cavidade de erosão é menor em pilares alongados do que em pilares circulares. Comparando os pilares com ranhura com os pilares simples, a profundidade da cavidade de erosão foi maior nos simples, e a medida de alteração do escoamento é mais eficaz em pilares circulares do que em pilares alongados. Observou-se que o ângulo entre a linha de maior declive do talude da cavidade de erosão e o nível inicial da areia é maior a montante do pilar, quando comparado com o de jusante. Os ângulos formados entre o talude da cavidade de erosão e o nível inicial da areia diminuem com a implementação da medida de mitigação de alteração do escoamento, tanto nos pilares circulares, como nos pilares alongados. |
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| Main Authors: | Azevedo, Mariana Leite |
| Subject: | Erosão localizada Pilares de pontes Topografia da cavidade de erosão Medidas de alteração do escoamento Ranhuras em pilares Scour Bridge piers Scour cavity topography Flow-altering countermeasures Pier slot |
| Year: | 2014 |
| Country: | Portugal |
| Document type: | master thesis |
| Access type: | open access |
| Associated institution: | Universidade do Minho |
| Language: | Portuguese |
| Origin: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Summary: | O fenómeno da erosão localizada na vizinhança de pilares de pontes é uma das causas associadas ao colapso destas estruturas. É imprescindível prever a máxima profundidade da cavidade de erosão localizada em torno dos pilares porque a estrutura poderá entrar em rotura, dando origem a acidentes que poderão colocar vidas humanas em risco. A presente dissertação descreve um estudo experimental da erosão localizada sem transporte sólido, em torno de pilares fundados em leitos não coesivos. A implementação de uma ranhura no pilar como medida de mitigação de alteração do escoamento foi avaliada no caso de pilares circulares e alongados. Foram utilizados quarto pilares com 20 mm de dimensão transversal, sendo que num dos pilares circulares e num dos pilares alongados foi implementada uma ranhura que corresponde à medida de mitigação de alteração do escoamento. Foram utilizadas duas areias, uma uniforme e outra não uniforme, ambas com diâmetro médio igual a 0.328 mm, num escoamento com superfície livre com profundidade de água igual a 5 cm e um caudal igual a 12.96 m3h-1. A evolução temporal da máxima profundidade da cavidade de erosão foi estudada, e a topografia da cavidade de erosão foi analisada. Verificou-se que a profundidade maxima da cavidade de erosão evolui a um ritmo maior na fase inicial do processo erosivo. Pôde também verificar-se que a fase de equilíbrio é atingida mais rapidamente quando se utiliza areia não uniforme, comparando com a areia uniforme. Conclui-se que a máxima profundidade da cavidade de erosão é menor em pilares alongados do que em pilares circulares. Comparando os pilares com ranhura com os pilares simples, a profundidade da cavidade de erosão foi maior nos simples, e a medida de alteração do escoamento é mais eficaz em pilares circulares do que em pilares alongados. Observou-se que o ângulo entre a linha de maior declive do talude da cavidade de erosão e o nível inicial da areia é maior a montante do pilar, quando comparado com o de jusante. Os ângulos formados entre o talude da cavidade de erosão e o nível inicial da areia diminuem com a implementação da medida de mitigação de alteração do escoamento, tanto nos pilares circulares, como nos pilares alongados. |
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