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In questa tesi di laurea si considerano le problematiche relative all’interazione della corrente idrica con le opere di sostegno dell’impalcato di un ponte collocate in alveo, ovvero pile e spalle, che da sempre costituisce una complessa e a volte catastrofica problematica nonché oggetto di studi approfonditi da parte della comunità scientifica. In molti casi, infatti, la presenza di un attraversamento fluviale induce a conseguenze rilevanti sulla morfologia dell’alveo, sulle caratteristiche idrauliche della corrente e sullo stesso regime delle portate di piena. Tali opere, collocate all’interno della sezione di deflusso della corrente idrica, provocano il restringimento della sezione stessa e, conseguentemente, la variazione dell’assetto idrometrico della corrente.
Il fenomeno idraulico più rilevante è l’aumento del tirante idrico a monte dell’ostacolo, noto come rialzo o rigurgito idraulico. La dipendenza del rigurgito idraulico a monte della struttura dal grado di restringimento della sezione di deflusso della corrente idrica, induce a considerare possibili ulteriori riduzioni della sezione stessa dovuti all’ostruzione parziale delle luci presenti a causa del trasporto di materiale galleggiante di varia natura (detriti, tronchi, etc.). Questi comportano la modifica del naturale deflusso della corrente idrica e generano un aumento del livello d’acqua a monte delle pile, incrementando i carichi su di esse. Le condizioni di deflusso così modificate portano a considerare un altro importante fenomeno idraulico noto come erosione localizzata, che si verifica alla base delle opere di fondazione in alveo, ovvero ai piedi delle pile, i cui effetti erosivi si producono a causa dell’aumento della velocità della corrente idrica e dei conseguenti fenomeni di turbolenza che si instaurano in corrispondenza della sezione del corso d’acqua attraversata dal ponte. L’asportazione di materiale dalla base delle pile e dalle spalle, di conseguenza, può creare problemi di stabilità alla struttura di attraversamento fluviale conducendo allo scalzamento della fondazione.
La tesi di Laurea proposta è stata scritta sulla base di una campagna sperimentale di 60 test condotti, presso il laboratorio di idraulica del dipartimento DESTEC dell’Università di Ingegneria di Pisa, per analizzare e studiare il fenomeno dell’erosione che interessa il fondo mobile dell’alveo fluviale in corrispondenza delle pile dei ponti.

This degree thesis considers the problems relating to the interaction of the water current with the support works of the bridge deck placed in the river bed, i.e. piers and abutments, which has always been a complex and sometimes catastrophic problem as well as an object of study investigated by the scientific community. In many cases, in fact, the presence of a river crossing leads to significant consequences on the morphology of the riverbed, on the hydraulic characteristics of the stream and on the flood flow regime itself. These works, located within the outflow section of the water current, cause the narrowing of the section itself and, consequently, the variation of the hydrometric structure of the current.
The most relevant hydraulic phenomenon is the increase in the water head upstream of the obstacle, known as hydraulic rise or regurgitation. The dependence of the hydraulic regurgitation upstream of the structure on the degree of narrowing of the outflow section of the water current leads us to consider possible further reductions of the section itself due to the partial obstruction of the openings present due to the transport of floating material of various kinds (debris , trunks, etc.). These involve the modification of the natural outflow of the water current and generate an increase in the water level upstream of the piles, increasing the loads on them. The outflow conditions thus modified lead us to consider another important hydraulic phenomenon known as localized erosion, which occurs at the base of the foundation works in the river bed, or at the foot of the piers, whose erosive effects are produced due to the increase in speed of the water current and the consequent turbulence phenomena that arise in correspondence with the section of the watercourse crossed by the bridge. Consequently, the removal of material from the base of the piers and from the abutments can create stability problems for the river crossing structure, leading to undermining of the foundation.
The proposed degree thesis was written on the basis of an experimental campaign of 60 tests conducted at the hydraulic laboratory of the DESTEC department of the Engineering University of Pisa, to analyze and study the phenomenon of erosion affecting the mobile bottom of the 'river bed in correspondence with the piers of the bridges.