Modelowanie rumowiska pływającego przy filarach

(Modeling Floating Pier Debris)

Śmieci, drzewa i inne materiały mogą gromadzić się przy filarze po stronie wody górnej. W czasie wezbrań rumowisko to może zablokować znaczną część przekroju mostu. W HEC-RAS dodano opcję rumowiska pływającego przy filarach (ang. floating pier debris), żeby można było uwzględnić ten efekt.

Użycie tej opcji dla danego filara powoduje zablokowanie prostokątnego obszaru u jego czoła. Użytkownik podaje wysokość i szerokość obszaru do zablokowania. Program dostosowuje długość obwodu zwilżonego, tak aby uwzględnić istnienie rumowiska. Obszar zablokowany zostaje wycentrowany względem górnej osi filara. Zakłada się, że rumowisko unosi się razem z powierzchnią zwierciadła wody. Oznacza to, że górna krawędź rumowiska znajduje się zawsze na poziomie zwierciadła wody. Przypuśćmy na przykład, że w świetle mostu znajduje się filar o szerokości 6 m i osi w stacji 100, poziom wody wewnątrz konstrukcji wynosi 10 m, a użytkownik chciałby zamodelować rumowisko o szerokości 2 m po każdej ze stron filara i o pionowej rozciągłości 4 m. Wówczas użytkownik wprowadziłby blok rumowiska o szerokości 10 m (6 m filara i po dwa metry po każdej ze stron filara) i wysokości 4 m. Rumowisko zablokowałoby przepływ pomiędzy stacjami 95 a 105 i poziomami 6 a 10 m (od poziomu 6 do powierzchni zwierciadła wody).

Rumowisko nie tworzy się do momentu, aż wokół danego filara odbywa się przypływ. Jeśli dół filara znajduje się powyżej poziomu zwierciadła wody, wówczas nie ma żadnych zmian pola przepływu i obwodu zwilżonego przy tym filarze. Jeśli natomiast poziom zwierciadła wody znajduje się powyżej szczytu filara, rumowisko zostaje zatrzymane poniżej konstrukcji jezdnej mostu, na poziomie, gdzie filar przecina się z linią spodu tej konstrukcji. Zakłada się, że rumowisko całkowicie blokuje przepływ, a rumowisko staje się fizycznie częścią filara (równania Yarnell i metoda oparta na równaniu pędu wymagają podania powierzchni przekroju filara i powierzchnia zajmowana przez rumowisko jest wówczas dodana do powierzchni filara).

Program zmienia geometrię mostu w czasie modelowania rumowiska pływającego. Robi się to po to, by nie doszło do podwójnego zliczenia powierzchni lub obwodu zwilżonego. Na przykład, rumowisko które pokrywać się będzie z przyczółkiem, wejdzie poniżej linii terenu lub pokryje się z rumowiskiem z sąsiedniego filara nie może być uwzględniane w obliczeniach.

Na rys. 5.14 pokazano edytor filara z włączoną opcją obliczeń rumowiska pływającego (ang. floating debris). Zwróć uwagę na pole zaznaczenia (ang. check box), które służy do włączenia obliczeń rumowiska. Po zaznaczeniu tego pola do edytora dodane zostają dwa pola w które wpisuje się wysokość (ang. height) i całkowitą szerokość rumowiska (ang. width). W edytorze znajduje się również przycisk ustawienia wprowadzonych szerokości i wysokości rumowiska jako obowiązujących dla wszystkich innych filarów (ang. Set for all). Jeśli nie korzysta się z tego polecenia, można ustawić rozmiary rumowiska osobno dla każdego z filarów.

Rys. 5.14. Edytor filara z opcją rumowiska pływającego.

Rys. 5.14. Edytor filara z opcją rumowiska pływającego.

Po uruchomieniu programu obliczającego przy włączonej opcji rumowiska pływającego, rumowisko będzie widoczne w górnym przekroju poprzecznym mostu (chodzi o przekrój oznaczony "BR U").