نشریه علمی هیدرولیک

نشریه علمی هیدرولیک

بررسی عمق آبشستگی پایه‏های پل ناشی از انباشت مواد شناور با استفاده ازنرم افزار HEC-RAS (مطالعه موردی: رودخانه سقز)

نوع مقاله : مقاله کامل (پژوهشی)

نویسندگان
1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی و مدیریت منابع آب، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، ایران.
2 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، پردیس بیجار، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.
چکیده
موضوع آبشستگی پایه‌های پل از اهمیت زیادی برخوردار است. زیرا این پدیده می‌تواند تبعات زیادی از جمله خسارات جانی و مالی ناشی از شکست پل را به‌همراه داشته‌ باشد.یکی از دلایل اصلی که باعث افزایش عمق آبشستگی موضعی می‏گردد انباشت موانع شناور جریان رودخانه‌ها، نظیر تنه و شاخ و برگ درختان در اطراف پایه‌های پل می‏باشد. هدف از پژوهش بررسی میزان آبشستگی پایه‏های پل رودخانه سقز بر اثر تجمع موانع شناور و آوار و وجود شاخه ورودی بر رودخانه سقز می باشد. ل قابلیت مدل عددی با استفاده از داده های اندازه گیری شده ارتفاع سطح آب، سرعت کانال اصلی، عدد فرود و تراز سطح انرژی برای سیلاب‌ 100 ساله اعتبار سنجی گردید. مقایسه نتایج قابلیت بسیار خوب مدل عددی در پیش بینی پارامترهای جریان را نشان می‏دهد. بررسی اثر انباشت موانع شناور جریان و وجود شاخه فرعی بر آبشستگی پایه پل نشان داد که عمق آبشستگی موضعی پایه‌های سواحل کناری (پایه‌های شماره 1و 2) کمتر از پایه‌های واقع در کانال اصلی است ولی تاثیر وجود شاخه یا انباشت اجسام بر افزایش عمق آبشستگی برای این پایه‌ها بیشتر است. هم‌چنین پایه شماره 1 کمترین مقدار را در بین پایه‌ها دارد. ترتیب بزرگی عمق گودال آبشستگی موضعی برای سیلاب‌های مختلف به‌صورت پایه‌های شماره 4، 3، 5، 2 و 1 است. حداکثر عمق آبشستگی موضعی در حالت وجود شاخه و دبی 200 ساله رخ داده و برای پایه شماره 4 است که مقدار آن توسط معادله CSU 15/1 متر محاسبه شده ولی معادله فرولیچ مقدار عمق را 04/1 متر محاسبه کرده‌است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


Azizi, R. & Shafai, B.M. (2023). Sensitivity Analysis of Effective Parameters in Empirical Equations for Estimating Local Scour Depth at Bridge Piers in Steady Flows. J. Water and Soil Science, 33(3), 231-252. (In Persian)
Bento, M.A., Gomes, A., Viseu, T., Couto, L. & Pego, P. J. (2020). Risk-based methodology for scour analysis at bridge foundations. J. Engineering Structures, 223, 111115, https://doi.org/10.1016/ j.engstruct.2020.111115.
Brunner, G.W. (2023). HEC-RAS, Hydrological Engineering Center-River Analysis System, Hydraulic Reference Manual (Version 6.4.1). US Army Corps of Engineers, USA.
Carnacina, L., Pagliara, S. & Nicoletta, L. (2019). Bridge pier scour under pressure flow conditions. J. River Research and Applications, 35(7), 844-854.
Daneshfaraz, R., Dasineh, M. & Ghaderi, A. (2019). Evaluation of scour depth around bridge piers with HEC-RAS (Case study: Bridge of Simineh Rood, Miandoab, Iran). J. Environ. Water Eng., 5(2), 91–102. (In Persian)
Dey, S. (2014). Fluvial Hydrodynamics. Springer, Verlag Berlin Heidelberg. 706p. DOI: 10.1007/978-3-642-19062-9.
Eshaghian, M., Gohari, S. & Okhravi, S. (2019). Single Bridge Pier Scour in Uniform and Non-uniform Sediment Beds Under Steady and Unsteady Flow. J. Hydraulics, 14(1), 1-17. (In Persian).
Ghosh, A., Roy, B.M., Roy, K.P. & Mukherjee, S. (2021). Assessing the nature of sediment transport with bridge scour by 1D sediment transport model in the sub‑catchment basin of Bhagirathi–Hooghly River. J. Modeling Earth Systems and Environment, 7, 2823-2845.
Lagasse, F.P., Clopper, E.P., Zevenbergen, W.L., Spitz, J.W. & Girard, G.L. (2010). Effects of Debris on Bridge Pier Scour. NCHRP Report 653., Washington. 177p.
Li, J., Zhang, B., Shen, C., Fu, X. & Li, W. (2021). Experimental Study on Local Scour Depth around Monopile Foundation in Combined Waves and Current. J. Sustainability, 13(24), 13614, https://doi.org/10.3390/su132413614.
Liang, F., Wang, C. & Yu, X. (2019). Performance of Existing Methods for Estimation and Mitigation of Local Scour around Bridges: Case Studies. J. Perform. Constr. Facil., 33(6), 04019060, https://doi.org/10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0001 329.
Najafzadeh M. & Mahmaudi-Rad M. (2019). Estimation of the maximum scour depth at bridge pier under effects of debris accumulations using NF-GMDH model and evolutionary algorithms. J. Environ. Water Eng., 5(3), 213–225.
Omara, H., Abdeelaal, M.G., Nadaoka, K. & Tawfik, A. (2019). Developing empirical formulas for assessing the scour of vertical and inclined piers. J. Marin Georesources & Geotechnology, 38(2), 133-143.
Panici, D., Kripakaran, P., Djordjevic, S. & Dentith, K. (2020). A practical method to assess risks from large wood debris accumulations at bridge piers. J. Science of the Total Environment, 728, 138575, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138575.
 
Parola, C.A. (2000). Debris Forces on Highway Bridges. NCHRP Report 445., Washington. 90p.
Pizarro, A., Manfreda, S. & Tubaldi, E. (2020). The Science behind Scour at Bridge Foundations: A Review. Water, 12(2), 374, https://doi.org/10.3390/ w12020374.
Pournazeri, S., Haghighat, F. & Li, S.S. (2014). A bridge pier scour model with non-uniform sediments. J. Water Management, 167(9), 499-511.
Rahimi, E., Qaderi, K., Rahimpour, M., Ahmadi, M.M. & Madadi, R.M. (2020). Scour at side by side pier and abutment with debris accumulation. J. Marine Georesources & Geotechnology, 39(4), 459-470.
Rahimi, E., Qaderi, K., Rahimpour, M. & Ahmadi, M.M. (2018). Effect of Debris on Piers Group Scour: An Experimental Study. KSCE J. Civil Engineering, 22, 1496-1505.
Saha, R., Lee, O. S., and Hong, H. S. (2018). A Comprehensive Method of Calculating Maximum Bridge Scour Depth. Water, 10(11), 1572, https:// doi.org/10.3390/w10111572.
Shahriar, R.A., Ortiz, C.A., Montoya, M.B. & Gabr, A.M. (2021). Bridge Pier Scour: An overview of factors affecting the phenomenon and comparative evaluation of selected models. J. Transportation Geotechnics, 28, 100549, https:// doi.org/10.1016/j.trgeo.2021.100549.
Yu, P. & Zhu, L. (2020). Numerical simulation of local scour around bridge piers using novel inlet turbulent boundary conditions. J. Ocean Engineering, 218, 108166,  https://doi.org/10.1016/ j.oceaneng.2020.108166.

  • تاریخ دریافت 16 اردیبهشت 1403
  • تاریخ بازنگری 09 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 12 شهریور 1403