Ensayo de diferentes métodos de protección contra la socavación local en pilas cuadrada Testing of different protection methods against local scour at square piers

Resumen

Este trabajo presenta un estudio experimental sobre el efecto producido por diferentes métodos de protección para reducir la socavación local en pilas cuadradas. Se usó arena uniforme con diámetro medio de 1.4 mm como material de fondo y una pila cuadrada de 5 cm de ancho. Entre los métodos propuestos se consideró generar rugosidad en la superficie de la pila usando una cadena enrollada en la pila y pegando elementos cúbicos en las caras de la pila. Además, se usaron varios dispositivos colocados aguas arriba de la pila: una pantalla perpendicular al flujo, pilas de sacrificio circulares con una configuración triangular y pilas de sacrificio planas, dispuestas en diferentes configuraciones. Para cada experimento, se obtuvo el perfil del foso de socavación en el eje de cada lado de la pila. Esto permitió determinar la profundidad de socavación máxima. Se alcanzó una efectividad de 32.65 % en el caso del uso de la cadena y de 28.89 % con el uso de elementos cúbicos pegados en la superficie de la pila. Se encontró que el efecto de la pantalla se incrementa con el aumento de la separación entre la pila y la pantalla. Sin embargo, hay una separación a partir de la cual el efecto de la pantalla es despreciable. Se obtuvo que a mayor altura del grupo de pilas de sacrificio circulares se logra mayor efectividad. Se encontró que para la mayor altura H igual a 11.67 cm, se alcanzó la mayor efectividad igual a 42.96 %. Usando pilas de sacrificio planas, se obtuvo la mayor efectividad con el arreglo geométrico del mayor número de pilas.

This paper presents an experimental study on the effects produced by different protection methods for reducing local scour at square piers. Uniform sand with a median particle size of 1.4 mm was used as bed material and a square pier of 5 cm wide. Among the proposed methods, it was considered to generate roughness on the surface of the pier using a chain wound on the pile and sticking cubical elements on the sides of the pile. Furthermore, several devices placed upstream of the pier were used: a vertical wall perpendicular to flow, circular sacrificial piles arranged in a triangular configuration and flat sacrificial piles, arranged in different configurations. For each experiment, the scour hole profile was obtained on the axis of each side of the pile. This allowed determining the maximum scour depth. An efficiency of 32.65% was reached in the case of the use of the chain and of 28.89% with the use of cubical elements stuck on the surface of the pile. It was found that the effect of the vertical wall increases with increasing space among the pier and the vertical wall. However, there is a separation from which the effect of the vertical wall is negligible. It was obtained that for larger height of the group of circular sacrificial piles, the greater efficiency was achieved. It was found that for the largest height H equal to 11.67 cm, the greatest efficiency equal to 42.96% was reached. Using flat sacrificial piles, the greatest efficiency was obtained with the geometric arrangement of the largest number of piles.