مطالعه آزمایشگاهی تأثیر ابعاد اجسام شناور بر مقدار آب‌شستگی اطراف گروه‌پایه کج تحت شرایط مختلف هیدرولیکی و رقوم کارگذاری فونداسیون

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، مجتمع دانشگاه گیلان

2 استادیار سازه‌های آبی، گروه مهندسی آب، مجتمع دانشگاه گیلان

3 استادیار سازه‌های هیدرولیکی، گروه مهندسی آب، مجتمع دانشگاه گیلان

چکیده

در نظر نگرفتن نقش عوامل هیدرولیکی به‌ویژه حداکثر عمق آب‌شستگی در طراحی پل‌ها، یکی از مهم‌ترین عوامل تخریب این نوع از سازه‌ها می‌باشد. در شرایط سیلابی، تجمع شاخه و برگ و نیز تنه درختان در جلوی پایه‌های پل، با مسدود نمودن کامل یا بخشی از دهانه پل، باعث تغییر الگوی جریان و تسریع روند آب‌شستگی در اطراف آن شده و در ‌نهایت عمق آب‌شستگی را افزایش خواهد داد. در تحقیق حاضر تأثیر ابعاد اجسام شناور بر حداکثر عمق آب‌شستگی در اطراف گروه‌پایه کج مورد بررسی قرار گرفت. پایه پل مورد بررسی متشکل از دو پایه مستطیلی شکل با ابعاد 5/2 در 5/3 سانتی‌متر که با زاوایه 28 درجه بر روی فونداسیونی با ابعاد 10 در 16 سانتی‌متر نصب گردید، می‌باشد. آزمایش‌ها برای عمق‌های نسبی (نسبت عمق جریان به عرض پایه) 7/3، 2/5 و 6/6، جسم شناور با عرض‌ نسبی (نسبت عرض جسم شناور به عرض پایه) 6، طول‌های نسبی (نسبت طول در راستای جریان جسم شناور به عرض پایه) 2 و 3 و ضخامت‌های نسبی (نسبت ضخامت جسم شناور به عرض پایه) 5/0 و 1 در شرایط آب زلال انجام پذیرفت. مقایسه نتایج نشان داد افزایش عمق جریان تأثیر محسوسی بر حداکثر عمق آب‌شستگی ندارد. مقایسه نتایج نشان داد افزایش عمق جریان تاثیر محسوسی بر حداکثر عمق آب‌شستگی ندارد. تجزیه و تحلیل نتایج حاکی از آن است که افزایش ضخامت جسم شناور منجر به افزایش عمق آب‌شستگی ‌(بطور متوسط به مقدار 29 درصد) نسبت به حالت بدون جسم شناور می‌شود. ولی با افزایش طول نسبی جسم شناور از میزان تاثیر آن کاسته شده و به 24 درصد نسبت به حالت بدون جسم شناور می‌رسد. تجزیه و تحلیل نتایج نشان داد که به‌طور کلی حضور اجسام شناور در دامنه هندسه‌های مورد بررسی بطور متوسط باعث افزایش حداکثر عمق آب‌شستگی به میزان 29 درصد می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


اسمعیلی ورکی، م.، س. موسی پور و م. حاتم جعفری. (1392). "بررسی آزمایشگاهی تأثیر عوامل هندسی بر مشخصات آب‌شستگی اطراف گروه‌پایه‌های کج با فونداسیون"، مجله پژوهش آب ایران، سال هفتم، شماره 13، ص‌ص. 141-151.

بهشتی، ع، ب. عطایی آشتیانی. (1383). "آب‌شستگی در شرایط آب صاف در اطراف گروه‌پایه"، اولین کنگره ملی مهندسی عمران، 22-24 اردیبهشت ماه 1373، دانشگاه صنعتی شریف.

فلاح گلنشینی، ن، ع. ظهیری، م. مفتاح هلقی و الف. دهقانی. (1390). "بررسی آزمایشگاهی تأثیر عمق آب بر حداکثر عمق آب‌شستگی پایه پل در شرایط حضور توده شاخ و برگ"، اولین کنفرانس بین‌المللی و سومین کنفرانس ملی سد و نیروگاه‌های برق‌آبی، تهران، ایران.

مشعشعی، س. م، م. اسدی آقبلاغی و ح. صمدی. (1394). "بررسی تأثیر تجمع اجسام شناور چوبی، در آب‌شستگی جلوی پایه دایره‌ای شکل دارای سیستم صفحه شمع". نشریه دانش آب و خاک. جلد 25، شماره 2، ص‌ص. 141-153.

Breusers N.H.C. and. Raudkivi A.J. 1991. “Hydraulic structure design manual: scouring”. Vol. 2, Balkema, Rotterdam, Netherlands

 Hannah C.R. 1978. “Scour at pile group”. University of Canterbury, N. Z. Civil Eng. Research Rep. No. 78.

 Jones J.S., Kilgore R.T., and Mistichelli M.P. 1992. “Effect of footing location on bridge pier scour”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 118(2): 280–290

Lagasse P.F., Clopper P.E., Pagan-Qrtiz J.E., Zevenbergen L.W., Arneson L.A., Schall J.D., and Girard L.G. 2009. “Bridge scour and stream instability countermeasures. experience, selection, and design guidance”. FHWA, Hydraulic Engineering Cirular No. 23.

Lagasse P.F., Zevenbergen L.W and Clipper P.E. 2010. “Impacts of debris on bridge pier scour”.
International Conference on Scour and Erosion, (ICSE-5), pp. 854-863.

Laursen E.M. and Toch A. 1956. “Scour around bridge piers and abutments”. Bulletin No. 4, Iowa Highway Research Board.

Lyn D.A., Cooper T.J., Yi Y., Sinha R.N and Rao A.R. 2003. “Debris accumulation at bridge crossing, laboratory and field studies”. Rep. No. FHWA/IN/JTRP/10.West Lafayette, IN 47906.

Melville, B. W. and Sutherland, A.J. 1988. “Design method for local scour at bridge piers”. J. Hydraul. Eng. 114(10): 1210-1226.

Melville B.W. and Dongol D.M. 1992. “Bridge pier scour with debris accumulation”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 118(9): 1306–1310

Pagliara S., and. Carnacina I. 2010. “Scour and dune morphology in presence of large wood debris accumulation at bridge pier”. Dittrich, Koll, Aberle & Geisenhainer (eds). Bundesanstalt für Wasserbau ISBN 978-3-939230-00-7

Pagliara S. and Carnacina L. 2011. “Influence of wood debris accumulation on bridge pier scour”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 137(2): 254-261

Parola A.C., Mahavadi S.K., Brown B.M and Khoury A.El. 1996. “Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 122(1): 35-40.

Raudkivi, A.J. and Ettema, R. 1983. “Clear-water scour at cylindrical piers”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 109(3): 339-350.

Vittal N., Kothyari U.C and Haghighat M. 1994. “Clear-water scour around bridge pier group”. ASCE, J. Hydraul. Eng., 120(11): 1309–1318.