La presenza di piloni di ponte all'interno del fiume causa inconvenienti come il potenziale intasamento di campate limitate, il dilavamento attorno a ogni singolo pilone e costi relativi ai lavori provvisionali. Tutto ciò suggerisce la riduzione del loro numero crescente e la dimensione di ogni singolo molo. Ciò porta alla realizzazione di moli larghi, che secondo la letteratura sono moli caratterizzati da larghezza inferiore a 2-3 volte la profondità dell'acqua.
Il lavaggio attorno ai moli è ampiamente studiato in letteratura, ma la complessità del fenomeno complessivo lascia ancora zone grigie nella previsione della massima profondità di scavo in prossimità di ampi moli. Una previsione accurata della profondità di scavo è fondamentale nella progettazione delle fondazioni del ponte. La sottostima di questo valore può causare l'esposizione delle fondazioni del pilastro con conseguenti gravi danni o cedimenti del ponte, mentre la sua sovrastima causa inutili costi extra-costruzione. Nel presente lavoro, sono stati sviluppati esperimenti di laboratorio per ridurre al minimo le cause di incertezza derivanti dall'analisi della letteratura. Gli esperimenti sono stati condotti in un canale rettangolare largo 1 m, utilizzando sabbia uniforme caratterizzata da una mediana granulometria d50 = 0,35 mm. Sono state testate diverse larghezze del molo (D) con diverse profondità dell'acqua (y), coprendo l'intervallo y/D = 0,25-3,20 e limitando il rapporto tra la larghezza del molo e la dimensione dei grani (D/d50) nell'intervallo 140-470. Tutti i test sono stati condotti in condizioni stazionarie di acqua limpida adottando un rapporto costante tra il flusso e la velocità critica del sedimento.
Per comprendere a fondo il processo di esplorazione, il campo di flusso nel foro di esplorazione viene studiato sperimentalmente attraverso misurazioni ADV e confrontato con la simulazione Large-Eddy (LES). Passando da pilastri stretti a pilastri larghi, la massima profondità di scavo e la forma dell'erosione cambiano, rivelando una riduzione della massima profondità di scavo relativa ma un aumento dell'impronta dell'erosione.


English version:
The presence of bridge piers within the river causes troubles like potential clogging of limited spans, scour around each single pier, and costs related to provisional work. All that suggests the reduction of their number increasing the dimension of each single pier. This leads to the realization of wide piers, that according to the literature are piers characterized by width less than 2-3 time the water depth. Scouring around piers is widely studied in the literature, but the complexities of the overall phenomena still leave grey areas in the prediction of the maximum scour depth around wide piers. An accurate prediction of the scour depth is fundamental in the design of bridge foundations. The underestimate of this value may cause the pier foundations exposure leading to serious damage or failure of bridge, while its overestimation causes unnecessary extra-construction costs. In the present work, laboratory experiments have been developed to minimize the causes of uncertainty appearing from literature analysis. The experiments were run in a rectangular flume 1 m wide, using uniform sand characterized by median grain size d50 = 0.35 mm. Different pier widths (D) were tested with different water depths (y), covering the range y/D = 0.25-3.20 and limiting the ratio between pier width and the grain size (D/d50) in the range 140-470. All tests
were run in steady state clear water conditions adopting a constant ratio between flow and sediment critical velocity.
To get a deep understand on the scour process, the flow field in the scour hole is experimentally investigated through ADV measurements and compared with Large-Eddy Simulation (LES). Moving from narrow to wide piers, the maximum scour depth as well as the shape of the erosion change, revealing a reduction of the maximum relative scour depth but an increase of erosion footprint.

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