| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | |
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1 | ||||||||||||||||||||||||||
2 | CALCULATION OF BRIDGE SCOUR USING THE ERODIBILITY INDEX METHOD | |||||||||||||||||||||||||
3 | ||||||||||||||||||||||||||
4 | The worksheet presented below is based on the Erodibility Index Method developed by | |||||||||||||||||||||||||
5 | Dr.George Annandale. See FHWA Manual HEC-18, 5th Edition, April 2012, page 7.43 | |||||||||||||||||||||||||
6 | for up-dated guidance on use of the method | |||||||||||||||||||||||||
7 | ||||||||||||||||||||||||||
8 | ENTER DATA ONLY IN THE SHADED CELLS. ALL OTHER INFORMATION WILL BE | |||||||||||||||||||||||||
9 | COMPUTED BY THE PROGRAM. | |||||||||||||||||||||||||
10 | ||||||||||||||||||||||||||
11 | ||||||||||||||||||||||||||
12 | BRIDGE DESCRIPTON | FHWA HEC-18 SAMPLE PROBLEM 7.13.2 | ||||||||||||||||||||||||
13 | PAGE 7.45 | |||||||||||||||||||||||||
14 | ABUT/PIER DESCRIPTION | |||||||||||||||||||||||||
15 | ||||||||||||||||||||||||||
16 | BORING DESCRIPTION | |||||||||||||||||||||||||
17 | ||||||||||||||||||||||||||
18 | ||||||||||||||||||||||||||
19 | PART 1 ERODIBILITY INDEX | |||||||||||||||||||||||||
20 | STEP 1 COMPUTE ERODIBILITY INDEX | |||||||||||||||||||||||||
21 | ||||||||||||||||||||||||||
22 | ERODIBILITY INDEX (K) = | Ms Kb Kd Js | 2,39 | |||||||||||||||||||||||
23 | ||||||||||||||||||||||||||
24 | ELEVATION FOR COMPUTING ERODIBILITY INDEX | 100 | ||||||||||||||||||||||||
25 | ||||||||||||||||||||||||||
26 | Ms | MASS STRENGTH NUMBER - PAGE 20 | 3,95 | |||||||||||||||||||||||
27 | ||||||||||||||||||||||||||
28 | Kb =RQD/Jn | BLOCK SIZE FACTOR | 7,33 | |||||||||||||||||||||||
29 | ||||||||||||||||||||||||||
30 | RQD (FROM BORINGS)* | 20 | ||||||||||||||||||||||||
31 | * Modify where appropriate with guidance from Geotechs | |||||||||||||||||||||||||
32 | Jn Joint Set Number (TABLE 4 PAGE 22) | 2,73 | ||||||||||||||||||||||||
33 | ||||||||||||||||||||||||||
34 | Kd = Jr/Ja | INTER-PARTICLE BOND SHEAR STRESS # | 0,15 | |||||||||||||||||||||||
35 | ||||||||||||||||||||||||||
36 | Jr Joint Roughness # ( TABLE 5 PAGE 27) | 1,5 | ||||||||||||||||||||||||
37 | ||||||||||||||||||||||||||
38 | Ja Joint alteration #(TABLE 6 PAGE 28) | 10 | ||||||||||||||||||||||||
39 | ||||||||||||||||||||||||||
40 | Js | RELATIVE GROUND STRUCTURE NUMBER | 0,55 | |||||||||||||||||||||||
41 | TABLE 7 PAGE 36 | |||||||||||||||||||||||||
42 | ||||||||||||||||||||||||||
43 | annandale | |||||||||||||||||||||||||
44 | ||||||||||||||||||||||||||
45 | ||||||||||||||||||||||||||
46 | ||||||||||||||||||||||||||
47 | ||||||||||||||||||||||||||
48 | ||||||||||||||||||||||||||
49 | FHWA HEC-18 SAMPLE PROBLEM 7.13.2 | |||||||||||||||||||||||||
50 | PAGE 7.45 | |||||||||||||||||||||||||
51 | ||||||||||||||||||||||||||
52 | PART 2 - COMPUTE SCOUR IN ROCK UNDER BRIDGE | |||||||||||||||||||||||||
53 | ||||||||||||||||||||||||||
54 | STEP 1 CRITICAL STREAM POWER OF FLOW ,Pc, | |||||||||||||||||||||||||
55 | Pc = K^0.75 | 1,92 | KW/m^2 - K IS ERODIBILITY INDEX (cell H22) | |||||||||||||||||||||||
56 | ||||||||||||||||||||||||||
57 | STEP 2 STREAM POWER OF FLOW IN CHANNEL - Pa = tV; | Pa = gRS V | ||||||||||||||||||||||||
58 | g | R | S | V | Pa = gRS V | Conversion | Pa | |||||||||||||||||||
59 | 62,4 | Hyd Rad | Energy | Velocity | English | factor | metric | |||||||||||||||||||
60 | # / ft^3 | ft | Slope | fps | ft lbs/sec | See Note 3 | KW/m^2 | |||||||||||||||||||
61 | CHANNEL (1) | 62,4 | 11,5 | 0,0035 | 9 | 22,6044 | 0,01455 | 0,329 | ||||||||||||||||||
62 | BRIDGE (2) | 62,4 | 11,5 | 0,0035 | 9 | 22,6044 | 0,01455 | 0,329 | ||||||||||||||||||
63 | (1) JUST UPSTREAM OF BRIDGE (PIER ANALYSIS); (2) DOWNSTREAM FACE OF BRIDGE | |||||||||||||||||||||||||
64 | (3) CONVERSION FACTOR | 1 ft-lb/ sec = 0.001356 KW /ft^2 | ||||||||||||||||||||||||
65 | .001356 KW/ft^2 x 1/0.0929 = .01455 KW/m^2 | |||||||||||||||||||||||||
66 | ||||||||||||||||||||||||||
67 | NOTE: IS Pc > Pa ?; IF SO ROCK BED OF CHANNELSHOULD NOT SCOUR | |||||||||||||||||||||||||
68 | Pc = | 1,92 | KW/m^2 | Pa = | 0,329 | KW/m^2 | ||||||||||||||||||||
69 | SAFETY FACTOR = | (Pc/Pa) | 5,84 | |||||||||||||||||||||||
70 | ( A safety factor of 2 or more is desirable when evaluating scour in rock) | |||||||||||||||||||||||||
71 | ||||||||||||||||||||||||||
72 | PART 3 - COMPUTE SCOUR IN ROCK AT PIER | |||||||||||||||||||||||||
73 | PIER SCOUR EQUATION (HEC-18) | P/Pa = 8.42 e^ -0.712(Ys/b) | ||||||||||||||||||||||||
74 | Pa = local stream power at pier | = stream power just upstream of bridge | ||||||||||||||||||||||||
75 | Pa | Ys | pier | Ys/b | P/Pa | P | Pc | P>Pc? | ||||||||||||||||||
76 | scour | width (b) | ||||||||||||||||||||||||
77 | m | m | ||||||||||||||||||||||||
78 | 0,329 | 0 | 0,76 | 0,000 | 8,42 | 2,77 | 1,92 | yes | ||||||||||||||||||
79 | 0,329 | 0,2 | 0,76 | 0,263 | 6,98 | 2,30 | 1,92 | yes | ||||||||||||||||||
80 | 0,329 | 0,4 | 0,76 | 0,526 | 5,79 | 1,90 | 1,92 | no | ||||||||||||||||||
81 | 0,329 | 0,6 | 0,76 | 0,789 | 4,80 | 1,58 | 1,92 | no | ||||||||||||||||||
82 | 0,329 | 0,8 | 0,76 | 1,053 | 3,98 | 1,31 | 1,92 | no | ||||||||||||||||||
83 | 0,290 | 1 | 0,76 | 1,316 | 3,30 | 0,96 | 1,92 | no | ||||||||||||||||||
84 | At a scour depth of one meter, : pc/p = safety factor = 2 | |||||||||||||||||||||||||
85 | NOTE 4: | Ys IS THESCOUR DEPTH BELOW STREAMBED. USE AN INITIAL VALUE OF ZERO; THEN | ||||||||||||||||||||||||
86 | INCREASE Ys VALUES UNTIL CRITICAL ERODIBILITY INDEX (Pc) > STREAM POWER | |||||||||||||||||||||||||
87 | ||||||||||||||||||||||||||
88 | NOTE 6: | COMPARE P (LOCAL STREAM POWER AT PIER) WITH Pc THECRITICAL | ||||||||||||||||||||||||
89 | STREAM POWER NEEDED TO ERODE THE ROCK | |||||||||||||||||||||||||
90 | IT IS DESIREABLE THAT A SAFETY FACTOR OF TWO (Pc/P) BE COMPUTED FOR THE | |||||||||||||||||||||||||
91 | ESTIMATED SCOUR . A SAFETY FACTOR > 2 OCCURS AT A SCOUR DEPTH =1 METER | |||||||||||||||||||||||||
92 | ||||||||||||||||||||||||||
93 | NOTE 5: There is currently no data available for computing Pc at abutments. | THERE IS CURRENTLY NO EQUATION AVAILABLE FOR EVALUATING ABUTMENT SCOUR | ||||||||||||||||||||||||
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100 | ||||||||||||||||||||||||||