« ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΡΓΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ »   ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ TMHMA ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. Λάρισας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (Π.Μ.Σ.) με τίτλο: « ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΕΡΓΩΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ » M.Sc. : «Advanced Environmental Management Technologies in Engineering Works» Έγκριση λειτουργίας του ΠΜΣ : ΦΕΚ 1449/10-07-2015

Μέτρα προστασίας έναντι της τοπικής διάβρωσης Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Μέτρα προστασίας έναντι της τοπικής διάβρωσης Προστασία με διαβαθμισμένο υλικό (rip-rap protection)

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Το στρώμα προστασίας με διαβαθμισμένο υλικό είναι η πιο διαδεδομένη μέθοδος προστασίας των βάθρων από την τοπική διάβρωση. Έχουν μελετηθεί και προταθεί πολλές εμπειρικές εξισώσεις προσδιορισμού του μεγέθους της λιθορριπής προστασίας έναντι της τοπικής διάβρωσης σε βάθρα γεφυρών. Ενδεικτικά αναφέρονται οι εξισώσεις Parola (1993, 1995), Richardson και Davis (1995) και Lauchlan (1999). Εξίσωση του Parola (1993, 1995) bp είναι το πλάτος του βάθρου, dr 50 είναι η μέση διάμετρος του υλικού της λιθορριπής, Ss= 2.65 , f1 = παράμετρος σχήματος βάθρου, f1=0.71 (round-nose if aligned ) και f1=1.0 (rectangular) και f3 = παράμετρος μεγέθους βάθρου που υπολογίζεται ως εξής: f3 =0.83 για 4<bp/dr50<7 f3 =1.0 για 7<bp/dr50<14 f3 =1.25 για 20<bp/dr50<33

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Εξίσωση του Richardson και Davis (1995) f1 = παράμετρος σχήματος βάθρου, f1=1.5 (round-nose) και f1=1.7 (rectangular) f2= 1.3. Εξίσωση του Lauchlan (1999) Sf είναι παράμετρος υπέρ της ασφάλειας με ελάχιστη προτεινόμενη τιμή 1.1 και Yr είναι το βάθος τοποθέτησης κάτω από τον πυθμένα

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ O Melville (2000) προτείνει κάποια άλλα κριτήρια σχεδιασμού της προστασίας με λιθορριπή σε βάθρα γεφυρών : Πάχος του στρώματος της λιθορριπής, tr=2dr50 έως 3dr50 Πλευρική έκταση του στρώματος της λιθορριπής: 3b έως 4b Διαβάθμιση υλικού λιθορριπής: 0.50 drmax < d50 < 2dr15 Συνθετικό φίλτρο: η πλευρική έκτασή του πρέπει να είναι περίπου 75% της πλευρικής έκτασης του στρώματος της λιθορριπής Πάχος των λίθων του φίλτρου (thickness of stone filter layer) tf=dr50 Σχήμα 7.4: Προτεινόμενη λύση με λιθορριπή γύρω από βάθρο γέφυρας (Melville 2000).

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Διαβάθμιση του στρώματος του φίλτρου: Το πάχος της λιθορριπής δεν πρέπει να είναι: Μικρότερο από 30cm Μικρότερο από τη διάμετρο του ανώτατου ορίου d100 ή Μικρότερο από 1.5 φορές τη διάμετρο του ανώτατου ορίου d50 (Julien 2002). Επίσης το πάχος της λιθορριπής πρέπει να αυξάνεται κατά 50% στο βυθισμένο τμήμα της λιθορριπής.

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Επίσης, τα φίλτρα είναι σημαντικά καθώς επιτρέπουν την αποστράγγιση του νερού μεταξύ των στρωμάτων της λιθορριπής και του πυθμένα χωρίς να μεταφέρεται υλικό. Υπάρχουν δύο τύποι φίλτρων: τα φίλτρα λίθων και τα συνθετικά φίλτρα. Για τον καθορισμό αν απαιτείται φίλτρο ή όχι, απαιτείται ο υπολογισμός του εξής κριτηρίου για τα φίλτρα: Αν η λιθορριπή δεν περιλαμβάνει επαρκές λεπτόκοκκο υλικό, τότε απαιτούνται φίλτρα. Αν απαιτούνται φίλτρα σύμφωνα με το παραπάνω κριτήριο, οι ιδιότητες του φίλτρου που θα τοποθετηθεί δίπλα στον πυθμένα ορίζονται ως εξής:

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Οι ιδιότητες του φίλτρου που θα τοποθετηθεί δίπλα στη λιθορριπή ορίζονται ως εξής:

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Σχεδιασμός κεκλιμένης κατασκευής προστασίας βάθρου με λιθορριπή Η εφαρμογή κεκλιμένης κατασκευής για την προστασία βάθρου γέφυρας με λιθορριπή φαίνεται στο σχήμα και είναι παρόμοια με την προστασία πρανών με λιθορριπή (riverbank riprap revetment). Σχήμα 7.5: Απεικόνιση κεκλιμένης κατασκευής προστασίας βάθρου με λιθορριπή.

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Μέθοδος USACE Η βασική εξίσωση που ευρέως εφαρμόζεται στον υπολογισμό της λιθορριπής σε κεκλιμένη κατασκευή προστασίας βάθρου γέφυρας είναι από U.S. Army Corps of Engineers (USACE) ως εξής: όπου D30 είναι η χαρακτηριστική διάμετρος της λιθορριπής, Sf είναι παράμετρος ασφάλειας, με ελάχιστη τιμή 1.1, Cs είναι συντελεστής ευστάθειας για συνθήκες έναρξης κατάρρευσης, Cv είναι συντελεστής κατανομής της ταχύτητας, CT είναι συντελεστής πάχους d είναι το τοπικό βάθος ανάντη, γs είναι το ειδικό βάρος του υλικού, γw είναι το ειδικό βάρος του νερού V είναι η μέση ταχύτητα ροής και L το τοπικό βάθος ροής, K1 είναι διορθωτικός συντελεστής κλίσης πρανούς.

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Συντελεστής ευστάθειας για συνθήκες έναρξης κατάρρευσης (Stability coefficient) Cs. Cs = 0.30 for angular rock and Cs = 0.36 for rounded rock. Maynord (1992) later corrected the value for rounded rock to 0.375, which increases the stable rounded rock diameter by 4% over that predicted with the smaller coefficient. Συντελεστής κατανομής της ταχύτητας (Vertical velocity distribution coefficient )Cv. Cv =1.0 straight channels and Cv =1.25 downstream of concrete-lined sections, at the ends of dikes, and for impinging flows. The following formula provides the coefficient at the outside banks of bends of varying curvature: Cv =1.283-0.2log(R/W) R=ακτίνα καμπυλότητας και W =πλάτος ελεύθερης επιφάνειας

Μάθημα Μ2 : ¨Περιβαλλοντική Διαχείριση Φυσικών Υδατορρευμάτων¨ Συντελεστής πάχους (Thickness coefficient) CT. CT =1.0 for a basic minimum in-situ thickness normal to the slope of D100, or 1.5 x D50 - whichever is greater.