Online Contraction Scour Live Bed Calculator -- Description

Contraction scour under live bed conditions using modified Laursen 1960

La socavación por contracción bajo condiciones de lecho móvil se calcula usando la ecuación modificada de Laursen (1960) (U.S. Department of Transportation, 2012, p. 6-10):

  ys           Q2              W1             yo
_____  =  (____) 0.86   (____) k1  -  ____
  y1           Q1              W2             y1

(201)

en la cual:

ys = profundidad media de socavación por contracción bajo lecho móvil, en m o pies;

yo = profundidad media de flujo debajo del puente, antes de la socavación, en m o pies;

y1 = profundidad media inmediatamente aguas arriba del puente, en m o pies;

Q1 = flujo en la sección aguas arriba del puente, que transporta sedimento del lecho, comprendiendo sólo el flujo en el canal principal, en m3/seg o pies3/seg;

Q2 = flujo en la sección contraída, en m3/seg o pies3/seg;

W1 = ancho de fondo en la sección aguas arriba del puente, que transporta sedimento del lecho, en m o pies;

W2 = ancho de fondo en la sección contraída, que transporta sedimento del lecho, en m o pies;

k1 = exponente mostrado en la Tabla 23, en la cual:

V* = velocidad de corte inmediatamente aguas arriba del puente = (g y1 S1 )1/2 ;

S1 = pendiente de la línea de energía en el canal principal; y

ω = velocidad de caída del sedimento, en función del diametro Ds (Fig. 96), para el cual se toma el diámetro medio D50.

Tabla 23  Exponente k1 en la Ec. 201.
Relación
V* / ω
Modo de transporte de la carga de sedimento k1
< 0.5 Carga de fondo predominante 0.59
0.5 - 2.0 Carga de fondo y alguna carga suspendida0.64
> 2.0 Carga suspendida predominante 0.69

curva omega

Fig. 96  Velocidad de caída del sedimento.

Con referencia a la Ec. 201, cabe anotar lo siguiente:

  • Para los casos 1a y 1b, el valor de W2 es el flujo total a través de la sección contraída; sin embargo, para el caso 1c, la socavación por contracción debe calcularse separadamente: (a) para el flujo de canal principal, (b) para el flujo de la llanura de inundación izquierda, y (c) para el flujo de la llanura de inundación derecha.

  • En algunos casos, los valores de W1 y W2 no son fácilmente definibles; por lo tanto, pueden ser reemplazados por los valores del ancho de la superficie de flujo, siempre y cuando se usen ambos anchos ya sea de fondo o de superficie. Sin embargo, el ancho W2 normalmente se toma como el ancho de fondo, excluyendo el ancho de el (los) pilar(es).

  • En lechos arenosos, donde el hoyo o depresión producida por la contracción normalmente se llena durante la recesión de la avenida, puede aproximarse el valor de yo por el de y1.

  • Los sedimentos muy gruesos pueden llevar al acorazamiento del lecho. En este caso, se recomienda calcular la socavación por contracción por los dos métodos: (a) lecho móvil, y (b) agua clara (ver la Sección 6.3.3). El menor valor calculado debe ser usado para el diseño.


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