بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون پایه پل همراه با طوق مشبک نامتقارن

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

گروه سازه های آبی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

چکیده – تاکنون مطالعات مختلفی در خصوص شناخت مکانیزم آبشستگی اطراف سازه‌های هیدرولیکی و بخصوص پل‌ها انجام شده است. در زمینه آبشستگی اطراف پل‌ها تمرکز پژوهش‌ها بیشتر بر روی پایه بوده، ولی به نتایج اثر بخشی در مورد پدیده آبشستگی پیرامون پایه‌ها دست نیافته‌اند. بررسی منابع نشان می‌دهد، که شکل پایه بر میزان آبشستگی پیرامون آن تاثیر به سزایی دارد، و در بین اشکال مختلف پایه، پایه استوانه‌ای بیشترین میزان آبشستگی را دارد. بنابراین در این پژوهش با انتخاب شکل استوانه‌ای برای پایه پل با مقطع دایره‌ای، علاوه بر بررسی تاثیر عدد فرود در دو زمان 13 و 5 ساعت، بر میزان آبشستگی پیرامون آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد، که با افزایش عدد فرود در زمان‌های نام برده، عمق آبشستگی افزایش و بر وسعت چاله آبشستگی افزوده می‌شود. همچنین با افزایش ارتفاع تراز نصب طوقه بر روی پایه پل، عمق آبشستگی و وسعت چاله آبشستگی افزایش می‌یابد. در ادامه این پژوهش مولفه‌های سه بعدی سرعت جریان پیرامون پایه با استفاده از سرعت‌سنج ADV تعیین و برای رسم میدان جریان مورد استفاده قرار گرفتند. بررسی آن نشان داد، سرعت بیشینه در نزدیکی بستر و بالای گودال تشکیل می‌شود، که دلیل آن تقویت جریان‌های ثانویه است، و گردابه‌های عمودی در نقطه جلوی پایه شکل گرفته که عامل اصلی آبشستگی و توسعه آن پیرامون پایه پل می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Azam, N. and Ghomeshi, M. (2012). Influence of sacrificial piles on scour reduction of bridge pier. PhD Thesis, University of shahid chamran. 106p. (In Persion)
Bestway, A., Eltaway, T., Alsaluli, A., Almaliki, A. and Alqurashi, M. (2020). Reduction of local scour around a bridge pier by using different shapes of pier slots and collars. J. Water Supply, 20 (3), 1006–1015.
Breusers, H.N.C. and Raudkivi, A.J. (1991). Scouring 2nd hydraulic structures design manual. IRHR. AA. Balkema. Roterdam. Thenetherlands.
Chiew, Y.M. and Lim, F.H. (2000). Failure behavior of riprap layers at bridge piers under live-bed conditions. J. Hyd. Eng. ASCE, 126(1), 43-55.
Chiew, Y.M. and Melivelle, B.W. (1987). Local scour around bridge piers. J. Hyd. Res., 25(1), 15-26.
Chow, V.T. (1989). Handbook of Applied Hydrology. MC Growill Book. Co, New York.
Ettema, R. (1980). Scour at bridge piers. Report No. 216, University of Auckland, NewZeland.
Dargahi, B. (1990). Controlling Mechanism of Local Scouring. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 116(10), 1197-1214.
Dey, S. and Nath, T. (2010). Turbulence characteristics in flows subjected to boundary injection and suction. J. Eng Mech. ASCE, 136(7), 877-887.
Ghorbani, B. and Kells, J.A. (2008). Effect of submerged venes on the scour occurring at a cylindrical pier. J. Hyd. Res. IAHR, 46(5), 610-619.
Gogus, M. and Dogan, A. (2010). Effect of collars on scour reduction at bridge abutments. Department of Civil Engineering Hydraulics.
Heidarpour, M., Afzalimehr, H. and Izadinia, E. (2010). Reduction of local scour around bridge pier group using collars. Int. J. Sed. Res., 25(4), 411-422.
Hoffmans, G.J. and Verheij, H.J. (1997). Scour manual. 5th.eden, London, Balkema Publishing. 205p.
Izadinia, E., Heidarpour, M. and Schleiss, A.J. (2013). Investigation of turbulence flow and sediment entrainment around a bridge pier. Stoch Environ Res Risk Assess, 27(1), 1303-1314.
Jain, S.C. (1981). Maximum clear-water scour around circular bridge piers. J of hydraulic division, 107(50), 102-114.
Jalili, A. and Ghomeshi. M. (2013). Effect of collar on the squre and circular bridge peir on the sedimanation bed. PhD Thesis, University of shahid chamran. 106p. (In Persion)
Khademi, K.H., Khozeymeh-Nezhad, H. and Shafaei Bejestan, M. (2011). Heigh extraction of river material in Khozestan province in the main factors of bridge abutment scour. 3rd Irrigation and Drainage Network Management National Conference (IDNC). Shahid Chamran University. (In Persion)
Khozeymehnezhad, H., Ghomesi, M. and Shafai-Bajestan, M. (2014). Comparsion of symmetrical and unsymmetrical rectangular collars on reduction of local scour at bridge abutment. Irrigation sciences and engineering (JISE), 37(2), 1-12.
Kumar, V., Ranga Raju, K.G. and Vittal, N. (1999). Reduction of local scour around bridge pier using slots and collars. J. Hyd. Eng. ASCE, 125(12), 1302-1305.
Melville, B.W. and Chiew, Y.M. (1999). Design method for local scour at bridge pier. J. Hyd. Eng. ASCE, 114(10), 1210-1226.
Melville, B.W. (1992). Local Scour at Bridge Abutments. J. Hydr. Engin. ASCE, 118(4), 615-631.
Memar, S., Kermani, M., Rahimpour, M., Decesare, G. and Schless, A. (2019). Influence of collars on reduction in scour depth at two piers in a tanden configuration. Polish academy of science & polish academy science.
Ministry of Power. (2006). Handbook of Dewatering and protecting the river. J. No. 307a. Dec. Iran, 164P. (In Persion)
Ministry of Power. (2012). Handbook of Mathematical and Physical Modeling in River Engineering and Studies. J. No. 584. Iran, 154P. (In Persion).
Tabarestani, M. and Zarrati, A. (2019). Local scour depth at a bridge pier protected by a collar in steady and unsteady flow. J. Water Management. 126(6), 301-311.
Vaghefi, M., Ghodsiyan, M. and Salami Neyshabouri., S.A. (2010). Laboratory investigations of froud number on scour pattern around pier. Shiraz University.
Zarrati., A.R., Gholami., H. and Mashahir, M.B. (2004). Application of collar to control scouring around rectangular bridge piers. J. Hyd. Res. IAHR, 42(1), 97-103.
دوره 15، شماره 1 - شماره پیاپی 151
اردیبهشت 1399
صفحه 113-128
  • تاریخ دریافت: 27 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری: 19 فروردین 1399
  • تاریخ پذیرش: 05 اردیبهشت 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 05 اردیبهشت 1399