Riprap Scour Countermeasures around Nonuniform Bridge Piers

불균일단면교각 주위의 사석 세굴 보호공

  • Yun, Tae-Hun (Dept. of Civil Engineering, Engineering Collage, Hanyang University) ;
  • Park, Gi-Du (Dept. of Civil Engineering, Graduate School of Hanyang University)
  • 윤태훈 (한양대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 박기두 (한양대학교 대학원 토목공학과)
  • Published : 2000.08.01

Abstract

An experimental investigation was conducted to determine the effect of a nonuniform pier on the stability of riprap placed around bridge piers. A nonuniform pier is one of which the cross-sectional dimension varies over the length of the pier and comprises a cylinder of diameter bp placed on a larger diameter of foundation bf. and the stability of riprap are significantly influenced by the height of foundation z. The critical height of foundation is defined as the height of foundation which has the same critical velocity to that of uniform pier without foundation, and it was found to be zc=0.8bf. For z

교각과 기초로 구성되는 불균일단면교각 주위의 사석보호공의 거동에 관련된 인자들의 영향에 관한 실험결과가 기술된다. 불균일단면교각은 교각의 전 길이에 대한 단면이 일정하지 않고 직경 bp의 원주가 보다 큰 직경 bf인 기초에 설치된 구조이다. 사석보호공의 안정은 기초의 높이에 따라 크게 영향을 받으며 한계기초높이, Zc가 존재함이 밝혀졌다. 한계기초높이는 균일단면교각의 한계유속과 같은 한계유속을 갖는 불균일단면교각의 기초높이로 정의되고 실험결과 Zc=0.8bf로 밝혀진다. 기초높이가 Zc보다 작으면 기초의 상류연장으로 작용하여 사석보호공은 더 안정하게 되고, 기초높이가 Zc보다 크게 되면 기초는 단면이 증대된 교각으로 작용하고 기초 자체의 하강류로 인하여 사석보호공은 불안정하게 되어 쉽게 움직이게 된다. 기초상단면적의 영향과 불균일단면교각의 사석보호공의 크기 결정방법이 또한 기술된다.

Keywords

References

  1. 박용수, 심우배, 이상도, 송제우 (1999). '부정류에서의 원형교각주위 국부세굴 특성.' 한국수자원학회학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp 632-637
  2. 윤태훈, 윤성범, 윤광석 (1996) '교각세굴보호공의 기존 설계식의 비교해석.' 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 16권II-5호, pp. 411-420
  3. 윤태훈, 윤성범, 오철승 (1998). '원형교각 세굴방지공의 사석결정식.' 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 18권, II-1호, pp. 13-22
  4. 윤태훈, 남궁돈 (1998). '불균일단면이 교량세굴에 미치는 영향.' 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 18권, II-6호, pp. 553-562
  5. Carlos, Toro-Escobar, Richard, V., Jr., and Grary, P. (1998). 'Cable-tied blocks as an alternative for protecting bridge piers against scour under mobile-bed conditions.' Proceedings of The International Water Resources Engineering Conference, ASCE. Vol.1, pp. 15-20
  6. Chabert, J., and Engeldinger, P. (1956). 'Etude des affouillements autour des piles des ponts.' Laboratoire d'Hydraulique, Chatou, France
  7. Chiew, Y.-M. (1992). 'Scour protection at bridge piers.' J. of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.118, No.9, pp. 1260-1269
  8. Chiew, Y.-M. (1995). 'Mechanics of riprap failure at bridge piers.' J. of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.121, No.9, pp. 635-643 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1995)121:9(635)
  9. Jones, G.S., Kilgore, R.T., and Mistichelli, M.P. (1992). 'Effects of footing location on bridge pier scour.' J. of Hydraulic Engineering, ASCE. Vol. 118. No. 2, pp. 280-289
  10. Lim, Foo-Hoat, and Chiew, Yee-Meng (1997). 'Failure behavior of riprap layer around bridge piers.' 27th Congress of Int. Assoc. for Hydraulics Research, ASCE, Vol A., pp. 184-189
  11. McCorquodale, J.A., Moawad, A., and McCorqodale, A. C. (1993). 'Cable-tied concrete block erosion protection.' Proc. Hydraulic Engineering '93, San Francisco, CA., pp. 1367-1372
  12. Melville, B.W., and Raudkivi, A.J. (1996). 'Effects of foundation geometry on bridge scour.' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.122, No.4, pp. 203-209 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1996)122:4(203)
  13. Melville, B.W., and Sutherland, A.J. (1988). 'Design method for local scour at bridge piers.' Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.114, No 10, pp. 1210-1226
  14. Melville, B.W.. Hadfield, A.C., and Lauchlan, C.S. (1998). 'Sacrifical piles and iowa vanes as piers scour countermeasures.' Proceeding of the International Water Resources Engineering Conference, ASCE, Vol.1. pp. 39-44
  15. Paice, C., Hey, R.D., and Whitbread, J. (1993). 'Protection of bridge piers from scour.' bridge management 2. Thomas Telford. London. pp. 543-552
  16. Parola, A.C. (1993). 'Stabilty of riprap at bridge piers.' J. of Hydraulic Engineering, ASCE. Vol.119. No.10, pp. 1080-1093 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1993)119:10(1080)
  17. Parola, A. C. (1996). 'Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour.' J. of Hydraulic Engineering, ASCE. Vol.122, No.1, pp. 35-40 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1996)122:1(35)
  18. Ruff, J.F, and Nickelson, J.R. (1993). 'Riprap coverage around bridge piers.' Proc. J. of Hydraulic Engineering '93. San Francisco, CA., pp. 1540-1545
  19. Yoon, Tae Hoon and Yoon Sung Bum (1999). 'Design of riprap to protect scour around circular piers.' Proc of 27th Congress of Int. Assoc. for J. of Hydraulic Research, ASCE, Vol A, pp. 178-183
  20. Yoon, Tae Hoon and Kim, Dae Hong (1999). 'Sack gabion as scour countermeasures at bridge piers.' 28th Congress of IAHR, Graz, Austria, CD-Rom