Eroziunea la poduri (bridge scour) reprezintă îndepărtarea de sedimente precum nisip și pietriș din jurul elementelor structurale ale podurilor, în special la sau pile. , cauzată de curgerea rapidă a apei, poate forma gropi de eroziune (scour holes), compromițând integritatea structurii.Linda P. Warren, Scour at Bridges: Stream Stability and Scour Assessment at Bridges in Massachusetts , U.S. Geological Survey, 2011.

În Statele Unite ale Americii, eroziunea la poduri este una dintre cele trei cauze principale ale prăbușirii podurilor (celelalte fiind coliziunile și supraîncărcarea). S-a estimat că aproximativ 60% dintre toate cedările podurilor sunt cauzate de eroziune și alți factori hidraulici.Mark N. Landers, Bridge Scour Data Management. Published in Hydraulic Engineering: Saving a Threatened Resource—In Search of Solutions: Proceedings of the Hydraulic Engineering sessions at Water Forum '92. Baltimore, Maryland, August 2–6, 1992. Published by American Society of Civil Engineers. Este cea mai frecventă cauză de prăbușire a podurilor de autostradă în SUA,Bridge Scour Evaluation: Screening, Analysis, & Countermeasures, Departamentul Agriculturii al Statelor Unite – Forest Service unde 46 din 86 de prăbușiri majore de poduri între 1961 și 1976 au fost cauzate de eroziunea din jurul pilelor.

Zone afectate de eroziune

Apa curge în mod normal mai rapid în jurul pilelor și culeelor, făcând aceste zone susceptibile la eroziune locală. La deschiderile podurilor poate apărea eroziune de contracție (contraction scour) atunci când apa accelerează printr-o secțiune mai îngustă decât albia din amonte. Eroziunea de degradare (degradation scour) apare atât în amonte, cât și în aval, pe arii extinse, și poate duce în timp la coborârea albiei râului.

Cauze Instabilitatea albiei, rezultată din eroziune fluvială, și modificarea direcției curgerii pot contribui la apariția eroziunii la poduri. De asemenea, acumularea de materiale poate reduce secțiunea de scurgere, favorizând eroziunea de contracție, sau poate devia fluxul de apă, crescând eroziunea locală.

Cele mai frecvente probleme apar în materiale aluvionare, ușor de erodat. În solurile coezive sau cimentate, eroziunea se produce mai lent, dar poate atinge adâncimi similare.

Tipuri de eroziune Se face distincția între: eroziune în apă clară (clear-water scour) – când materialul de pe fundul albiei nu este transportat de curgere; eroziune cu transport activ (live-bed scour) – când sedimentele sunt în mișcare continuă.

Adâncimea maximă de eroziune este atinsă atunci când forțele hidraulice nu mai pot antrena material din zona afectată.

Evaluare și inspecție Evaluarea eroziunii este realizată de hidrologi și specialiști în hidraulică, implicând analiza datelor istorice și inspecții vizuale. Se studiază tipul de sedimente, direcția curgerii și eventualele gropi de eroziune existente.

Podurile sunt clasificate în funcție de riscul de eroziune, iar pentru cele critice se elaborează planuri de intervenție care includ monitorizare, inspecții după inundații și eventuale măsuri de închidere.

Măsuri de protecție Măsurile includ utilizarea de: anrocamente

blocuri de beton articulate structuri de dirijare a curgerii (spur dykes, diguri ghidaj)

Acestea stabilizează solul și reduc viteza apei în jurul fundațiilor. De asemenea, proiectarea podurilor poate reduce riscul prin evitarea formelor care favorizează turbulența.

Estimarea adâncimii eroziunii Adâncimea totală a eroziunii se determină prin combinarea: modificărilor pe termen lung ale albiei eroziunii generale eroziunii locale la pile și culee

Modelele empirice utilizate pot supraestima sau subestima fenomenul, în funcție de condițiile geologice și hidraulice.

Dezastre cauzate de eroziune

Note

Vezi și

Legea lui Baer Mol (construcție)

Dinamica fluidelor

Lectură suplimentară

Boorstin, Robert O. (1987). Bridge Collapses on the Thruway, Trapping Vehicles, Volume CXXXVI, No. 47,101, The New York Times, April 6, 1987. Huber, Frank. (1991). "Update: Bridge Scour". Civil Engineering, ASCE, Vol. 61, No. 9, pp. 62–63, September 1991. Levy, Matthys and Salvadori, Mario (1992). Why Buildings Fall Down. W.W. Norton and Company, New York, New York. National Transportation Safety Board (NTSB). (1988). "Collapse of New York Thruway (1-90) Bridge over the Schoharie Creek, near Amsterdam, New York, April 5, 1987". Highway Accident Report: NTSB/HAR-88/02, Washington, D.C. Springer Netherlands. International Journal of Fracture, Volume 51, Number 1. September 1991. "The collapse of the Schoharie Creek Bridge: a case study in concrete fracture mechanics" Palmer, R., and Turkiyyah, G. (1999). "CAESAR: An Expert System for Evaluation of Scour and Stream Stability". National Cooperative Highway Research Program (NCHRP) Report 426, Washington D. C. Shepherd, Robin and Frost, J. David (1995). Failures in Civil Engineering: Structural, Foundation and Geoenvironmental Case Studies. American Society of Civil Engineers, New York, New York. Thornton, C. H., Tomasetti, R. L., and Joseph, L. M. (1988). "Lessons From Schoharie Creek", Civil Engineering, Vol. 58, No. 5, pp. 46–49, May 1988. Thornton-Tomasetti, P. C. (1987) "Overview Report Investigation of the New York State Thruway Schoharie Creek Bridge Collapse". Prepared for: New York State Disaster Preparedness Commission, December 1987. Wiss, Janney, Elstner Associates, Inc., and Mueser Rutledge Consulting Engineers (1987) "Collapse of Thruway Bridge at Schoharie Creek", Final Report, Prepared for: New York State Thruway Authority, November 1987. Richardson, E. V., and Davis, S. R. 1995. "Evaluating Scour at Bridges, Third Edition", US Department of Transportation, Publication No. FHWA-IP-90-017. Sumer, B. M., and Fredsøe, J. (2002). "The Mechanics of Scour in the Marine Environment", World Scientific, Singapore.

Legături externe

Bruce W. Melville, Stephen E. Coleman, Bridge Scour Bridge scour study USGS National Bridge Scour Project USGS publications on bridge scour USGS bridge scour study USGS National bridge scour database Mathematical formulas for various kinds of scour Ascelibrary - Bridge Scour

Categorie:Hidrologie Categorie:Inginerie hidraulică Categorie:Ingineria mediului înconjurător Categorie:Geografie fizică Categorie:Dinamica fluidelor Categorie:Mecanica fluidelor Categorie:Eroziune