Erosões localizadas junto de alinhamentos de pilares cilindricos

Lança, Rui; Fael, Cristina; Maia, Rodrigo; Pêgo, João; Cardoso, António

http://hdl.handle.net/10400.1/3425

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Abstract(s)

É conhecido o facto de os pilares fundados em leitos aluvionares poderem dar origem a cavidades de erosão que, em circunstâncias excepcionais, induzem a queda desses pilares e o colapso ou a rotura parcial das pontes em que se integram. A previsão da profundidade de equilíbrio de cavidades de erosão constitui-se, por isso, num aspecto importante do projecto de pontes. Este desiderato, não sendo de concretização trivial para pilares isolados, é mais complexo no caso de alinhamentos de pilares, em face das interacções de vórtices e da interdependência de cavidades de erosão que tais alinhamentos originam. Este estudo centra-se na caracterização de cavidades de erosão junto de alinhamentos de pilares constituídos por quatro pilares cilíndricos. Analisa-se, em concreto, o efeito do espaçamento entre pilares e o efeito do ângulo de enviesamento. O estudo foi realizado para a situação mais desfavorável de profundidade e de velocidade do escoamento de aproximação, definida para a condição de início de movimento do material do fundo. Concluiu-se que, para ângulos de enviesamento de 0º e 15º, a profundidade de erosão é cerca de 15% superior à que se observa num pilar isolado e quase não varia com o espaçamento. Em contrapartida, para ângulos de 30º, 45º e 90º, as cavidades de erosão são sucessivamente menos profundas à medida que o espaçamento aumenta. Para espaçamentos (entre eixos de pilares) iguais ou superiores a seis vezes o diâmetro dos pilares, a profundidade de erosão é praticamente independente do ângulo de enviesamento. Quando o espaçamento é igual ao diâmetro do pilar, os alinhamentos podem ser tratados como um pilar de secção rectangular e topos arredondados que envolva os pilares justapostos; excluindo esta situação de espaçamento, as maiores profundidades de erosão obtêm-se para o ângulo de enviesamento de 30º. Pôde constatar-se que existem métodos de cálculo da profundidade de erosão para alinhamentos de pilares que podem conduzir a previsões largamente por defeito.