«یادداشت تحقیقاتی» بررسی اثر شمع‌های فدا شونده، طوق و شکاف به‌صورت جداگانه و ترکیبی بر میزان آبشستگی موضعی پایه پل

نوع مقاله: یادداشت تحقیقاتی

نویسندگان

1 علوم مهندسی آب دانشگاه شیراز

2 دانشگاه شیراز

چکیده

روش‌های مختلفی برای کنترل و کاهش آبشستگی موضعی اطراف پایه پل وجود دارد. در این پژوهش تأثیر شکل طوق، ابعاد و محل نصب آن‌ها روی پایه و همچنین تأثیر شمع‌های فدا شونده، شکاف و طوق به‌ طور جداگانه و همچنین ترکیب‌های دوتایی و سه‌تایی آن‌ها بر میزان آبشستگی در مدت زمان 5 ساعت بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد طوق مربعی نسبت به طوق‌های دایروی و لوزوی شکل، عملکرد بهتری در کاهش آبشستگی دارد و فاصله نصب تراز بستر تأثیر بیشتری در کاهش آبشستگی نسبت به فواصل -0.4D و 0.4D+ دارد. طوق مربعی با 70% کاهش و سپس شمع‌های فدا شونده با 67/46% کاهش و شکاف با میزان بازشدگی 30% قطر پایه، با 31% کاهش به ترتیب بیشترین تأثیر را در کاهش بیشینه عمق آبشستگی داشته‌اند. ترکیب شمع‌های‌ فدا شونده و طوق مربعی با 75% کاهش، بیشترین عملکرد را در کنترل آبشستگی نشان داد و این در حالی است که ترکیب‌ سه‌تایی شمع‌های فدا شونده، طوق و شکاف بازده کمتری در کاهش آبشستگی نشان دادند؛ به گونه‌ای که ترکیب شمع فدا شونده، شکاف و طوق مربعی 68% کاهش و ترکیب شمع فدا شونده، شکاف و طوق دایره‌ای 67/66% کاهش در بیشینه عمق آبشستگی نشان داد.  

کلیدواژه‌ها


آقاخانی، ا. فغفور مغربی، م. و اسماعیلی، ک. (1389). ”بررسی آزمایشگاهی اثر هندسه شکاف پایه و پایه‌های مجاور هم“. مجموعه مقالات پنجمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه فردوسی مشهد.

شفاعی بجستان، م. (1390). هیدرولیکانتقال رسوب. چاپ دوم، انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.

شریعتی، ح. خداشناس، س. و اسماعیلی، ک. (1390). ”بررسی آزمایشگاهی کارکرد با هم طوق و شکاف بر میزان آبشستگی موضعی در پایه پل“. نشریه مهندسی عمران دانشگاه فردوسی مشهد، دوره 23، شماره 1، ص.ص. 86-96.

کریمائی طبرستانی، م. آذرمیدخت، ح. زراتی، ا.ر. و انوری، ص. (1394). ”طراحی بهینه گستره سنگچین با استفاده از ابعاد مختلف سنگ در اطراف پایه پل با مقطع مستطیلی با طوق محافظ و بدون آن“. نشریه هیدرولیک، دوره 10، شماره 4، ص.ص. 51-64.

نوزاد، ح. حیدرپور، م. و افضلی مهر، ح. (1380). ”کنترل و کاهش آبشستگی موضعی پایه پل با استفاده از شکاف در گروه پایه­ها“. سومین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران.

Alabi, P.D. (2006). “Time development of local scour at bridge pier fitted with a collar”, Msc Thesis, University of Saskatchewan, Canada.

Chiew, Y.M. and Melville, B.W. (1987). “Local scour around bridge piers”. Journal of Hydraulic Research, 25(1): 15-26.

Haque, M. A. Rahman, M. M. Islam, G. M. T. and Hussain, M. A. (2007). “Scour mitigation at bridge piers using sacrificial piles”. International Journal of Sediment Research, 22(1): 49-59.

Heidarpour, M. Afzalimehr, H. and Izadinia, E. (2010). “Reduction of local scour around bridge pier groups using collar”. International Journal of Sediment Research, 25(4), 411-422.

Karimaee Tabarestani, M. and Zarrati, A. R. (2012). “Effect of collar on time development and extent of scour hole around cylindrical bridge piers”. Int. J. Eng, Transactions C, 25(1): 11-16.

Kumar, V. (1996). “Reduction of scour around bridge piers using protective devices”. Ph. D. Thesis, Univ. of Roorkee, Roorkee, India.

Kumar, V. Ranga Raju, K.G. and Vittal, N. (1999). “Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(12): 1302-1305.

Mashahir, M. B. and Zarrati, A. R. (2002). “Effect of collar on time development of scouring around rectangular bridge piers.” Proc. 5th Int. Conf. on Hydroscience and Engineering, Warsaw, Poland.

Mashahir, M.B. Zarrati, A.R. and Mokallaf, E. (2007). “Effect of bed shear stress on development of scouring around bridge piers protected by a collar”. Proceeding 32nd Congress, IAHR, Venice, Italy.

Mashahir, M.B. Zarrati, A.R. Rezaei, M.J. and Zokaei, M. (2009). “Effect of collars and bars in reducing the local scour around cylindrical bridge piers”. International Journal of Engineering, Transaction B: Applications, 22(4): 333–342.

Masjedi, A.R. Bejestan, M.S. and Esfandi, A. (2010). “Reduction of local scour at a bridge pier using collar in a 180 degree flume bend”. Journal of Applied Sciences, 10(2): 124-131, ISSN 1812-5654.

Melville, B. W. and Sutherland, A. J. (1989). “Design method for local scour at bridge pier”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 114(10): 22-30.

Melville, B. W. and Hadfield, A. C. (1999). “Use of sacrificial piles as pier scour countermeasures”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125:(11), 12-21.

Melville, B.W. and Chiew, Y.M. (1999). “Time scale for local scour at bridge pier”. ASCE Journal of Hydraulic Engineering, 125(1): 59-65.

Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). “Clear-water scour at cylindrical piers”. Journal of Hydraulic Engineering, 109(3): 338–350.

Raudkivi, A.J. (1998). Loose Boundary Hydraulics. A. A. Balkema, Rotterdam, the Netherlands.

Tafarojnoruz, A. Gaudio, R. and Calomino, F. (2012). “Evaluation of flow-altering countermeasure against bridge pier scour”. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 138(3): 297-305.

Zarrati, A. Gholami, H. and Mashahir, M. (2004). “Application of collar to control scouring around rectangular bridge piers”. Journal of Hydraulic Research, 42(1): 97-103.

Zarrati, A.R. Nazariha, M. and Mashahir, M.B. (2006). “Reduction of local scour in the vicinity of bridge pier groups using collars and riprap”. Journal of Hydraulic Engineering, 132(2): 154-162.

Zarrati, A. R. Chamani, M. R. Shafaei, A. and Latifi, M. (2010). “Scour countermeasures for cylindrical bridge piers using riprap and combination of collar and riprap”. I. J. Sed. Res, 25(3): 31.