تأثیر زاویه برخورد جریان و ارتفاع قرارگیری صفحه مستغرق محدب-تخت بر کاهش آبشستگی پایه پل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی رودخانه، دانشکده‌ مهندسی دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیا ، بهبهان، بهبهان، ایران

2 استادیار دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه صنعتی خاتم الاتبیاء (ص) بهبهان، بهبهان، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران، اهوازف ایران

چکیده

یکى از روش­هاى کاهش آبشستگى موضعى در اطراف پایه پل­ها استفاده از صفحات مستغرق است. این صفحات با تغییر در رژیم حرکت بار بستر این امکان را فراهم می­سازند تا محل رسوب­گذاری و فرسایش قابل کنترل باشد. عملکرد صفحات مستغرق در کاهش آبشستگی پایه پل و حرکت رسوب از اطراف صفحات، که به علت ایجاد جریان رو به پایین در جلوی آن­ها به­وجود می­آید، تحت تأثیر نحوه قرارگیری صفحات می­باشد. در این تحقیق، با استفاده از مدل فیزیکی، صفحه محدب-تخت در ارتفاع­های مختلف روی بستر و زوایای مختلف با جهت جریان مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور پایه استوانه­ای پل به قطر 54/2 سانتی­متر در کانال مستطیلی آزمایشگاه به طول 10 متر و عرض 30 سانتی­متر در شرایط آب زلال با u/uc=0.92 مدل­سازی شد. در این آزمایش­ها از صفحاتی با طول انحنای برابر قطر پایه استفاده شده است. بیش­ترین مقدار کاهش عمق آبشستگی نسبت به پایه بدون محافظ مربوط به زاویه برخورد °20 و ارتفاع روی بستر صفر برابر 5/87 درصد می­باشد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Convex-flat Submerged Vane Angles of Attack and Height on Bridge Pier Scouring

نویسندگان [English]

  • Leiya Parchami 1
  • Seyed Amin Asghari Pari 2
  • Mahmoud Shafai Bajestan 3
1 .Sc. Student of River Engineering, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan., Behbahan., Iran
2 Assistant Professor, Engineering Faculty, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology., Behbahan., Iran
3 Professor, Faculty of Water Sci. Engin., Shahid Chamran University, Ahvaz., Iran
چکیده [English]

One of the methods to decrease scour around the bridge piers is the use of submerged vanes. Vanes change the regime of bed load movement that led to control place of deposition and erosion. The function of vanes to reduce scour around the bridge piers and sediment movement in the region of vanes due to down flow in front of them are affected by arrays of the vanes. In the present study, physical hydraulic model testing was performed to investigate various angles of attack and Height of convex-flat vanes. Experiments were conducted in a 10m long and 0.3m wide flume and a cylindrical pier of 2.54 cm diameter. Clear-water scour tests with u/uc=0.92 were performed. The length of the vanes was equal the pier width. The highest reduction in scour depth was achieved an angle of 20° for a vane height equal to 0 cm.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Angles of Attack
  • bridge pier
  • Height
  • Scouring
  • Submerged vanes
دبرانی،ا.، قربانی،ب.، صانعی،م و صمدی،ح. 1388. اثر زاویه قرارگیری صفحات دوگانه در کاهش آبشستگی پایه پل در موقعیت 45 درجه، هشتمین کنفرانس هیدرولیک ایران، دانشگاه تهران.
شجاعی،پ.، فرسادی­زاده،د.، حسین­زاده دلیر،ع.،  سلماسی،ف و قربانی،م. 1391. کاربرد صفحات مستغرق در کاهش آبشستگی پایه استوانه­ای پل­ها. نشریه دانش آب و خاک. 22 .1: 17-25
Breusers,H.N.C., Nicollet,G and Shen,H.W. 1997. Local scour around cylindrical piers. Journal of Hydraulic Research. 15.3: 211-252.
Chiew,Y.M, 1984. Local scour at bridge piers. University of Auckland, School of Engineering, New Zealand. Report No.355.
Chiew,Y.M., Melville,B.W. 1987. Local Scour around Bridge Piers. Journal of Hydraulic Research. ASCE.25.1:15-26.
Ghorbani,B and Kells,J.A. 2008. Effect of submerged vanes on the scour occurring at a cylindrical pier. Journal of Hydraulic Research. 46(5),610-619.
Grimaldi,C. 2005. Non-conventional countermeasures against local scouring at bridge piers, Ph.D. thesis, Hydraulic Engineering for Environment and Territory, University of Calabria, Cosenza, Italy.
Lauchlan,C.S. 1999. Pier scour countermeasures. PhD Thesis, University of Auckland, New Zealand. 
Odgaard,A.J and Wang,Y. 1987. Scour prevention at bridge piers. Pp: 523-527. Proceeding of National Conference on Hydraulic Engineering, ASCE, Aug. 3-7, Williamsburg, Virginia, USA.
Odgaard,A.J and Wang,Y. 1991. Sediment management with submerged vanes I: Theory. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. 117.3:267-283. 
Odgaard,A.J and Wang,Y. 1991. Sediment management with submerged vanes I: Theory. Journal of Hydraulic Engineering. ASCE. 117.3:267-283. 
Raudkivi,A.J. 1998. Loose boundary hydraulics. A.A. Balkema. Rotterdaom, Press the Netherlands.
Raudkivi,A and Ettema,R. 1983. Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering. 109. 3: 338-350.
Tafarojnoruz,A, Aff.M.ASCE,Gaudio,R and Calomino,F. 2012 Evaluation of Flow-Altering Countermeasures against Bridge Pier Scour.  Journal of Hydraulic Engineering. 138:297-305.
Tafarojnoruz,A., Gaudio,R., Grimaldi,C and Calomino,F. 2010b. Required conditions to achieve the maximum local scour depth at a circular pier. Proceeding. XXXII Convegno Nazionale di Idraulica e Costruzioni Idrauliche, Farina, Palermo, Italy.