Prediction of local scour depth of sea-crossing bridges based on the energy balance theory

Prediction of local scour depth of sea-crossing bridges based on the energy balance theory

Jian Guo,Jiyi Wu &Tao WangReceived 22 Jul 2021, Accepted 08 Nov 2021, Published online: 04 Dec 2021

ABSTRACT

교각의 국지적인 세굴은 횡단 교량의 운영 안전을 위협하는 잠재적인 위험입니다. 교각의 신뢰할 수 있는 세굴 깊이 예측은 횡단 교량의 경제적 유지를 가능하게 합니다. 

항저우만 해상교량을 연구 프로토타입으로 간주하여 측정 데이터와 수치 시뮬레이션을 기반으로 교각 전면의 유동장 구조와 교각 주변의 세굴 구멍의 형상을 단순화하고 예측 방정식 국부세굴의 최대 깊이는 에너지 균형 이론을 기반으로 파생됩니다. 

측정된 데이터를 기반으로 방정식을 검증하고 설계 코드의 국부세굴 계산식과 비교하고 방정식의 매개변수 민감도를 분석합니다.

Local scour of piers is a potential danger threatening the operational safety of the sea-crossing bridge. Reliable scour depth prediction of piers can make the economic maintenance of the sea-crossing bridge. Considering the Hangzhou Bay Sea-crossing Bridge as the research prototype, based on the measured data and numerical simulation, the flow-field structure in front of the pier and the shape of the scour hole around the pier are simplified, and the prediction equation of the maximum depth of local scour is derived based on the energy balance theory. Based on the measured data, the equation is verified and compared with the local scour calculation equation in the design code, and the sensitivity of the parameters in the equation is analyzed. The results reveal that the equation is feasible and accurate and can provide guidelines for future decision-making regarding the early warning and maintenance of local scour of sea-crossing bridges.

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