Erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación

En el presente trabajo se analiza, en forma experimental, la interrelación existente entre los distintos tipos de erosión que se producen en puentes aliviadores, y sus vinculaciones con los parámetros característicos del escurrimiento. A tales fines se llevó a cabo una secuencia de ensayos de laboratorio, destinados especialmente a evaluar las modificaciones que sufre la distribución de caudales como consecuencia del desarrollo de la erosión por estribo, y la incidencia que ello tiene sobre la erosión por contracción. Los resultados alcanzados demuestran que la reducción del porcentaje de caudal, en la zona no afectada por la hoya de erosión local, es función de la profundidad de socavación debida a la presencia del estribo. Sobre esta base se propone una secuencia de cálculo de las erosiones totales en un puente aliviador en valle de inundación, la cual reproduce adecuadamente valores medidos en prototipo durante la ocurrencia de una crecida extraordinaria

Erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación

[ES] En el presente trabajo se analiza, en forma experimental, la interrelación existente entre los distintos tipos de erosión que se producen en puentes aliviadores, y sus vinculaciones con los parámetros característicos del escurrimiento. A tales fines se llevó a cabo una secuencia de ensayos de laboratorio, destinados especialmente a evaluar las modificaciones que sufre la distribución de caudales como consecuencia del desarrollo de la erosión por estribo, y la incidencia que ello tiene sobre la erosión por contracción. Los resultados alcanzados demuestran que la reducción del porcentaje de caudal, en la zona no afectada por la hoya de erosión local, es función de la profundidad de socavación debida a la presencia del estribo. Sobre esta base se propone una secuencia de cálculo de las erosiones totales en un puente aliviador en valle de inundación, la cual reproduce adecuadamente valores medidos en prototipo durante la ocurrencia de una crecida extraordinaria.A la Universidad Nacional del Litoral quien financió, por medio de los Cursos de Acción para la Investigación y Desarrollo (CAI+D), el Proyecto de Investigación en el marco del cual se desarrolló este trabajo. Al Ingeniero Mario L. Amsler, por su revisión crítica del manuscrito original.Schreider, M.; Zanardi, L.; Scacchi, G.; Franco, F. (1998). Erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación. Ingeniería del Agua. 5(2):23-34. https://doi.org/10.4995/ia.1998.2747SWORD233452Blench, T., (1969) Mobile-bed fluviology. University of Alberta Press, Canada, 168 p.Chow, V.T., (1959) Open Channel Hydraulic. McGraw-Hill Book Company, New York, 680 p.Dongol, D. M. S., (1994) Local scour at bridge abutment. Report N° 544, Department of Civil Engineering, University of Auckland, Auckland, 410 p.Juarez Badillo, E. y Rico Rodriguez, A., (1984) Mecánica de Suelos. Tomo III, Flujo de Agua en Suelos, Editorial Limusa, 414 p.Kandasamy, J.K., (1989) Abutment scour, School of Engineering Report N° 458, University of Auckland, Auckland, 278 p.Laursen, E. M., (1960) Scour at bridge crossings, Proceedings ASCE 86 (HY 2). pp. 39 - 54.Laursen, E. M., (1963) Analysis of relief bridges scour, ASCE, Journal of the Hydraulics Division, vol. 89, HY 3, pp. 93-118.Molinas, A., (1994) Bridge stream tube model for alluvial river simulation (BRISTARS). User Manual. National Cooperative Highway Research Program, Project N° HR15-11A, Transportation Research Board, Washington, D.C., 82 p.Prendes, H., Amsler, M.L., Schreider, M.I., Huespe, J.,Cian, C. y Lima, D., (1992) Metodología para calcular el volumen sedimentado en un paso de navegación, Anales de XV Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Cartagena, Vol. 3, pp. 195-205.Richardson, E.V., Simons, D.B. y Julien, P., (1990) Highwayin the river enviroment. FHWA-HI -90-016, Federal Highway Administration, U.S. Department of Transportation, Washington, D.C. 549 p.Schreider, M., Zanardi, L., Scacchi, G. y Franco, F., (1996) Interacción entre la erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación - Estudio experimental, Anales del XVII Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Guayaquil, Vol 4, pp. 363 - 374.Shearman, J.O., (1987) Bridge waterways analysis model for mainframe and microcomputers. WSPRO/ HY-7, Federal Highway Administration,U.S. Department of Transportation, Washington, D.C., 177 p. U.S. Department of Transportation, (1993) Hydraulic Engineering Circular, N° 18, Evaluating scour at bridges. 2° Edition. Report N° FHWA-IP-90-017, Federal Highway Administration, Washington, D.C. 132 p

Dimensiones en planta de una protección de estribo y erosiones resultantes

Las protecciones flexibles son un recurso ingenieril ampliamente utilizado para contrarrestar los procesos erosivos locales que se desarrollan en torno a los estribos de puentes. En la literatura especializada se ha puesto énfasis en determinar el espesor adecuado de los elementos que constituyen el revestimiento. Sin embargo, son limitados los estudios que refieren a las dimensiones en planta mínimas requeridas y su influencia sobre las máximas profundidades de erosión. En este trabajo se analiza de manera experimental la incidencia que la extensión de una protección flexible colocada junto a un estribo de un puente aliviador tiene tanto sobre las máximas profundidades de erosión resultantes como sobre la geometría de las hoyas de socavación desarrolladas. La experimentación fue realizada en un canal de grandes dimensiones, capaz de representar de forma adecuada las particulares condiciones del flujo en las inmediaciones de un puente aliviador. Se ensayaron diferentes tamaños de protección flexible y anchos del escurrimiento en la sección del puente, manteniendo constante la geometría del estribo y las condiciones hidráulicas, estas últimas evaluadas en término del tirante y velocidad media del flujo junto al estribo. Los resultados obtenidos demostraron que las máximas profundidades de erosión son independientes del ancho de la protección, pero la posición de las mismas y la geometría que adquiere la hoya de erosión están fuertemente gobernadas por esas características del revestimiento. Asimismo, se ha comprobado que los volúmenes removidos se encuentran muy influenciados por la proporción de sección de paso del puente que está protegida

Erosión en estribos de puentes aliviadores

[ES] En este trabajo se vuelcan parte de los esfuerzos realizados por investigadores de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas de la Universidad Nacional del Litoral y del Laboratorio de Hidráulica del Instituto Nacional del Agua para estudiar la erosión junto a estribos de puentes aliviadores durante la última década en Argentina. Por una parte, estudios experimentales demostraron que las erosiones locales en estribos de puentes aliviadores, cuando estos son de paredes verticales, dependen tanto de las condiciones iniciales del escurrimiento junto a él, como del proceso de redistribución de caudales que se produce durante su desarrollo. Este último fenómeno pudo ser adecuadamente evaluado mediante la incorporación del ancho del puente como variable fundamental en el análisis, la que caracteriza al proceso en su conjunto como un típico fenómeno en planta Por otro lado, se describieron los procesos de erosión local por efecto de los vórtices de eje horizontal y vertical y de erosión por contracción, en estribos no verticales, de uso frecuente en puentes aliviadores. Mediante estudios en modelos físicos, se analizaron cómo es el flujo líquido y se describe la configuración del lecho tras el pasaje de crecidas, indicando la importancia relativa de los diferentes procesos erosivos.Scacchi, G.; Spalletti, P.; Brea, JD.; Schreider, M.; Fuentes Aguilar, R. (2005). Erosión en estribos de puentes aliviadores. Ingeniería del agua. 12(3):1-16. https://doi.org/10.4995/ia.2005.2565OJS116123BATEMAN, A.; BERTRAM, A.; ROCA, M. (2002). "Estudio Experimental de la Erosión Local en Estribos de Puente". XX Congreso Latinoamericano de Hidráulica - La Habana. Cuba.ETTEMA, R.; NAKATO, T.; MUSTE, M. (2003). "An Overview of Scour Types and Scour-Estimation Difficulties Faced al bridge Abutments". Proceedings of the 2003 Mid-Continent Transportation Research Symposium. Iowa. United States.FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION (2001). "Evaluating Scour at Bridges". Hydraulic Engineering Circular Nº 18.HOFFMANS, G. J. C. M. AND VERHEIJ, H. J. (1997). "Scour Manual". Editorial Balkema.KANDASAMY, J. K. (1989) "Abutments scour." Report Nº 458, School of Engineering, The University of Auckland, Auckland, New Zealand, 278 p. s, Inc., New York, U.S.A.KOTHYARI, U.C.; RANGA RAJU K.G. (2001). "Scour Around Spur Dikes and Bridge Abutments". Journal of Hydraulic Research, Vol. 39, No. 4.KWAN, T. F. (1988) "A study of abutment scour." Report Nº 451, School of Engineering. The University of Auckland, Auckland, New Zealand, 461 p.LIM, S.Y. (1997). "Equilibrium Clear-Water Scour Around an Abutment". Journal of Hydraulic Engineering, March 1997.LOSCHACOFF, C.S.; BUSQUETS, M.; BREA, J.D. (2001). "Estudio en Modelo Físico del Comportamiento de Diferentes Tipos de Protecciones de Márgenes frente a la Acción de las Corrientes". Informe LHA-INA 208-01-2001.MELVILLE, B.W. (1992). "Local Scour at Bridge Abutments" Paper and Discussion. Journal of Hydraulic Engineering, April 1992.MELVILLE, B.W. (1995). "Bridge Abutments Scour in Compound Channels." Journal of Hydraulic Engineering, A.S.C.E., 121 (12). pp. 863 - 868.MELVILLE, B.W. Y COLEMAN, S.E. (2000) "Bridge Scour." Water Resources Publications, LLC.RICHARDSON E.V. (2002). "United States Practice for Bridge Scour Analysis".SCACCHI, G.; MARTÍN VIDE, J.P. Y SCHREIDER, M. (2002) "Flow depth effect on the discharge distribution at bridge sites." Proceedings of the International Conference on Fluvial hydraulics, River Flow 2002. Vol. 2, pp. 1047 - 1052.SCHREIDER, M.; ZANARDI, L.; SCACCHI, G.; FRANCO, F. (1998) "Erosión por contracción y por estribo en puentes aliviadores en valle de inundación." Revista Ingeniería del agua. Vol. 5. Nº 2. Madrid, España, pp. 23 - 34SCHREIDER, M.; SCACCHI, G.; FRANCO, F. Y ROMANO, C. (2000) "Incidencia del ancho del puente en la interacción entre la erosión por contracción y por estribo." Anales del XIX Congreso Latinoamericano de Hidráulica. Vol. I. Córdoba, Argentina, pp. 359 - 368.SPALLETTI, P.; BREA, J.D. (1998). "Estudio en Modelo Físico de los Estribos de los Puentes de la Conexión Física Rosario-Victoria - Etapa de Calibración y Ensayos a Fondo Móvil". Informes LHA-INA 171-01-98 y 171-02-98.STURM, T.W.; JANJUA, N.S. (1994). "Clear-Water Scour Around Abutments in Floodplains". Journal of Hydraulic Engineering, August 1994

Dynamic selection of exposure time for turbulent flow measurements

The selection of optimum sampling configurations to measure the aspects of turbulent flow of water depends on the variable being measured, the applied measurement technique, the degree of environmental noise, and flow characteristics in and near the sampling location. This work presents a method to dynamically select the exposure time (SET) during the flow-velocity measurement at each sampling location on the basis of the moving block bootstrap (MBB) technique. The MBB enables near real-time estimation of the confidence intervals and, subsequently, the COV for turbulence parameters. The dynamic SET method has been tested in this work using time series of synthetic turbulent flow-velocity signals. This method was implemented using actual flow-velocity signals recorded with acoustic Doppler velocity (ADVs) instruments and acoustic Doppler current profilers (ADCPs). The results obtained from the implementation of the dynamic SET method show that the sampling time to achieve a defined uncertainty threshold is not the same for different turbulence parameters. Consequently, using the dynamic SET method, the exposure time can be optimized to obtain the turbulence parameters with the required uncertainty level. The dynamic SET method can be implemented in the instrument's data logger to dynamically select the exposure time during flow measurements for a given uncertainty of the required turbulence parameter.Fil: Díaz Lozada, José Manuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Garcia Rodriguez, Carlos Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. Instituto de Estudios Avanzados en Ingeniería y Tecnología; ArgentinaFil: Scacchi, Graciela. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Ingeniería y Ciencias Hídricas; ArgentinaFil: Oberg, Kevin. United States Geological Survey; Estados Unidos. Instituto Nacional del Agua; Argentin

Optimization of ADV sampling strategies using DNS of turbulent flow

This work presents an investigation on the effects of spatial and temporal averaging processes (filtering) implemented in an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) on the computations of the turbulent kinetic energy, velocity variances, and Reynolds shear stresses. The averaging processes are implemented in the ADV technology in order to reduce the noise level inherent in acoustic measurements. A conceptual model, simulating the ADV operation and the turbulent flow field, is developed to assess the filtering effects on the turbulence parameter estimates of sampling volume heights, recording frequencies, and distances from the sampling volume to the channel bottom. The results of the conceptual model are compared with experimental data. The findings provide a criterion to examine the capability of ADV to characterize turbulent flows using different sampling configurations.Fil: Gil Montero, Vicente Gastón. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Romagnoli, Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas. Universidad Nacional de Rosario. Centro Internacional Franco Argentino de Ciencias de la Información y de Sistemas; ArgentinaFil: Garcia, Carlos Manuel. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; ArgentinaFil: Cantero, Mariano Ignacio. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Scacchi, Graciela. Universidad Nacional del Litoral; Argentin