Revista Recursos Hídricos

DOI:10.5894/rh35n1-1
O texto deste artigo foi submetido para revisão e possível publicação em janeiro de 2014, tendo sido aceite pela Comissão de Editores Científicos Associados em abril de 2014. Este artigo é parte integrante da Revista Recursos Hídricos, Vol. 35, Nº 1, 5-22, maio de 2014.

Erosões localizadas em pilares complexos de pontes: Desempenho de modelos de previsão existentes

Local scour around complex bridge piers: Performance of existing predictors

Mario Enrique Moreno¹, Lúcia Teixeira Couto², Rodrigo Maia³, António Heleno Cardoso⁴

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1 - Mestre em Engenharia Civil, Doutorando da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto e Bolseiro de Investigação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil
2 - Investigadora Auxiliar do Laboratório Nacional de Engenharia Civil /// membro da APRH n.º 720
3 - Professor Associado da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto /// membro da APRH n.º 1678
4 - Professor Catedrático do Departamento de Engenharia Civil, Arquitetura e Georrecursos do Instituto Superior Técnico

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RESUMO
A previsão rigorosa da profundidade de cavidades de erosão associadas a pilares complexos, utilizados como apoio de tabuleiros de pontes, pode não ser garantida pela utilização dos métodos actualmente existentes. De entre esses métodos, destacam-se os de Auckland, o HEC-18 e o do FDOT. Neste artigo, analisa-se o respetivo desempenho comparando as previsões que fornecem com conjuntos de dados obtidos em laboratório para seis modelos de pilares, cinco dos quais publicados em literatura da especialidade. A esses dados, adicionaram-se os de ensaios conduzidos no LNEC para um modelo de pilar de dimensões mais próximas de dimensões reais do que as dos outros pilares estudados.
Os três modelos de cálculo apresentam desvios de previsão em relação às medições que dependem da posição do maciço de encabeçamento relativamente ao nível inicial do leito; em geral, os maiores desvios ocorrem quando o maciço se encontra parcialmente enterrado. Em face dos resultados da análise dos desvios, conclui-se que o modelo FDOT é aquele a que está associada uma menor probabilidade de previsões por defeito, ou seja, aquele que produz previsões seguras para uma maior percentagem de situações que podem ocorrer na prática da engenharia.

Palavras-chave: Pontes em leitos fluviais, erosão localizada, pilares complexos, previsão da profundidade de erosão.

ABSTRACT
The rigorous prediction of local scour depth around complex piers, used to support bridge decks, may not be guaranteed by the predictors available at present. Among the available predictors, those of Auckland, HEC-18 and FDOT are the most popular. In this article, the performance of the tree methods is analysed, by comparing the respective predictions with sets of laboratory data for six pier models, five of which published in specialized literature. Data from tests carried out at LNEC for a pier model with dimensions closer to real situations than those of the other tested piers has been included in the data set.
The three prediction models lead to deviations between predictions and observations depending on the pile cap position relatively to the initial bed level; mostly, the higher deviations occur when the pile cap is partially buried in the bed. Given the deviation analysis results, it can be concluded that FDOT method has a lower probability for under predictions, meaning that this is the method that gives safer predictions for a larger percentage of situations that can be found in engineering practice.

Keywords: Bridges in riverbeds, local scour, complex piers, scour depth prediction.

 

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