تأثیر موقعیت کارگذاری لوله هواده بر کنترل آبشستگی اطراف پایه پل استوانه‌ای به کمک مدل آزمایشگاهی

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان

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

2 دانشگاه شهید چمران اهواز

3 سردبیر مجله هیدرولیک

چکیده

چکیده- پل‌ها از جمله مهم ترین سازه‌های هیدرولیکی هستند که آبشستگی موضعی اطراف پایه‌های آن‌ها در طول جریان‌های سیلابی یکی از عوامل تهدید پایداری آن‌ها به شمار می‌آید. یکی از روش‌های نوین حفاظت پایه در رودخانه‌ها در مقابل فرسایش موضعی استفاده از لوله هواده است. در تحقیق حاضر به بررسی آزمایشگاهی تأثیر موقعیت لوله هواده بر کنترل آبشستگی اطراف پایه پل پرداخته شده است. بدین منظور آزمایش‌هایی تحت شرایط هیدرولیکی مختلف در اعداد فرود 18/0، 2/0، 22/0 و 24/0 با عمق ثابت و 7 حالت تعداد و تراز کارگذاری لوله هواده و در 1 دبی تزریق هوا تحت شرایط آب زلال انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از این تکنیک بر روی پایه حداکثر عمق آبشستگی در جلوی پایه را تا 25 درصد کاهش داده و همچنین حجم آبشستگی در اطراف پایه را کاهش می‌دهد. بهترین حالت یک لوله و در تراز نصب (یک سوم عمق جریان از بستر) و کمترین بازدهی مربوط به حالتی است که از 3 لوله هواده در سه ارتفاع مختلف استفاده می‌شود، می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


Blanckaert, K., Buschman, F.A., Schielen, R. and Wijbenga, J.H.A. (2008). Redistribution of velocity and bed-shear stress in straight and curved open channels by means of a bubble screen laboratory experiments, J. of Hydr. Eng., 134(2), 184-195.
Breusers, H.N.C., Nicollet, G. and Shen, H.W. (1997). Local scour around cylindrical piers. Journal of Hydraulic Research, 15(3), 211-252.
Champagne, T.M., Barlock, R.R., Ghimire, S.R., Barkdoll, B.D., Gonzalez, J.A. and Deaton, L. (2016). Scour reduction by air injection downstream of stilling basins: Optimal configuration determination by experimentation. J. Irrig. Drain. Eng. 142 (12), 04016067. https://doi.org/10.1061/ (ASCE)IR.1943-4774.0001108.
Chiew, Y.M. and Melville, B.W.  (1987). Local scour around bridge piers. Journal of Hydraulic Research, 25(1), 15-26.
Chiew, Y.-M. (1992). Scour Protection at Bridge Piers. Journal of Hydraulic Engineering, 118(9), 1260-1269.
Chow, V.T. (1959). Open-Channel Hydraulics. McGraw-Hill civil engineering series.
Dugué, V., Blanckaert, K., Chen, Q. and Schleiss, A.J. (2015). Influencing flow patterns and bed morphology in open-channels and rivers by means of an air-bubble screen. Journal of Hydraulic Engineering, 141(2), 04014070.
Dugué, V., Blanckaert, K., Chen, Q. and Schleiss, A.J. (2013). Reduction of bend scour with an air-bubble screen-Morphology and flow patterns. Int. J. Sediment Res., 28(1), 15–23.
Dugué, V., Izadinia, E., Rigaud, S. and Schleiss, A.J. (2012). Preliminary study on the influence of an air-bubble screen on local scour around a bridge pier. In Proceedings of the 2nd European IAHR Congress (No. CONF, p. C9).
Landers, M.N. (1992). Bridge scour data management. Proceedings of the Hydraulic Engineering, August 2–6, Maryland. Published by American Society of Civil Engineers.
Melville, B.W. and Sutherland, A.J. (1988). Design method for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 114(10), 1210-1226.
Raudkivi, A.J. (1986). Function trends of scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 112(5), 1-3.
Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 109(3), 338-350.
Tipireddy, R.T.R. and Barkdoll, B.D.B. (2019).  Scour Reduction by Air Injection at a Cylindrical Bridge Pier: Experimental Determination of Optimal Configuration. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 145(1), 06018016-1.
Wijbenga, J.H.A., Schielen, R., Blanckaert, K. and Buschman, F. (2006). Secondary flow and velocity redistribution by bubble screens in open channel bend. Int Conf. on Fluvial Hydraulics, LISBON, PORTUGAL, 6–8 September.