بررسی آزمایشگاهی تاثیر تجمع اجسام شناور بر آبشستگی موضعی پایه پل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد و دانشجوی دکتری سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 دانشیار بخش مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران

3 استادیار بخش مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنرکرمان، کرمان، ایران

چکیده

در این تحقیق تاثیر دبی، عمق آب، محل قرارگیری جسم شناور، ضخامت، قطر و شکل جسم شناور بر آبشستگی موضعی پایه پل به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 45 آزمایش در آزمایشگاه تحقیقات هیدرولیک و سازه­های آبی بخش مهندسی آب دانشگاه شهید باهنر کرمان انجام شد. نتایج نشان دادند که عمق حداکثری آبشستگی با افزایش دبی بیش­تر و با افزایش عمق آب کم­تر می­شود. ضخامت و قطر اجسام شناور بر آبشستگی پایه پل موثر بوده و عمق حداکثری آبشستگی را زیاد می­کنند. محل قرار گیری اجسام شناور بر آبشستگی تاثیر زیادی دارد، اگر فاصله سطح آب تا سطح جسم شناور 15hsub">  و عمق آب 15h">  باشد در بازه 3/0> 15hsubh"> >0 با افزایش استغراق اجسام شناور میزان عمق آبشستگی زیاد می­شود، برای 3/0< 15hsubh">  با افزایش استغراق میزان آبشستگی کاهش می­یابد. شکل اجسام شناور بر آبشستگی تاثیر زیادی دارد، به ترتیب اجسام شناور مستطیلی، استوانه­ای و مثلثی آبشستگی بیش­تری ایجاد می­کنند. تجمع اجسام شناور در اطراف پایه پل حدود 90 درصد آبشستگی را افزایش می­دهد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study on Effect of Debris Accumulation on Bridge Pier Scour

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Rahimi 1
  • Kouroush Qaderi 2
  • Majid Rahimpour 2
  • Mohammad Mehdi Ahmadi 3
1 Ph.D. Student, In Water Structures, Department of Water Engineering, shahid Bahonar University of Kerman., Kerman., Iran
2 Associate professor, Department of Water Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Assistant professor, Department of Water Engineering., Shahid Bahonar University of Kerman., Kerman., Iran
چکیده [English]

An important factor in increasing the scour around bridge piers is the accumulation of debris and trees. The effect of discharge, water depth, location of the debris, thickness, diameter and shape of the debris on pier scour been studied experimentally. 45 samples in the laboratory hydraulic and hydraulic structures, water engineering shahid Bahonar University of Kerman. The results showed that the maximum scour depth increases with increasing water depth less discharge occurs. The thickness and diameter debris on pier scour effective and maximum scour depth increases. The location of debris on the scouring effect. If the water level up to the debris 15hsub"> , Water depth is 15h"> , In the range 0< 15hsubh"> < 0.3 with debris submerged increase the scour depth increases. For 15hsubh"> >0.3 scour reduced by increasing the submergence. The shape of the debris can affect scour, debris rectangular, cylindrical and triangular respectively scour more. Accumulation of debris such as branches and trunks of trees around the pier of the bridge scour increases about 90%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Debris
  • Maximum scour depth
  • Non-cohesive sediments
شریعتی،ح.، خداشناس س.ر و اسماعیلی،ک. 1390. بررسی آزمایشگاهی کارکرد با هم طوق و شکاف بر میزان آبشستگی موضعی در پایه پل. نشریه علمی پژوهشی مهندسی عمران )دانشکده مهندسی(. 23.1: 86-96.

مشعشعی،م.، اسدی آقبلاغی،م و قربانی،ب. 1393. بررسی آزمایشگاهی تاثیر اجسام شناور چوبی مستطیلی بر آبشستگی پایه‌های مربعی و مربعی دماغه تیز. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهر کرد

Amini,A., Melville,B.W., Ali,T.M., Ghazali,A.H. 2012. Clear-Water Local Scour around Pile Groups in Shallow-Water Flow. Journal of Hydraulic Engineering. 138 .2: 177-185.

Debnath,K and Chaudhuri,S. 2012. Local scour around non-circular piers in clay-sand mixed cohesive sediment beds. Engineering Geology. 151: 1-14.

Kumar, V., Rango Raju, K.G., and Vittal, N. 1999. Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars. J.Hyd.Eng. ASCE, 125, 12 : 1302-1305.

Lagasse,P.F., Clopper,P.E., Zevenbergen,L.W. 2010. Effects of Debris on Bridge Pier Scour, NCHRP Report 653, Transportation Research Board, National Academies of Science, Washington, D.C.

Larsen,E.M and Toch,A. 1956. Scour around bridge piers and abutments. Bulletin No. 4, Iowa Highway Res. Board, Ames, Iowa.

Lee,S.O., Sturm,T.W. 2009. Effect of Sediment Size Scaling on Physical Modeling of Bridge Pier Scour. Journal of Hydraulic Engineering. 135.10: 793-802.

Melville,B.W and Chiew,Y.M. 1999. Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering. 125.1: 59–65

Melville,B.M and Dongol,D.M. 1992. Bridge pier scour with debris accumulation, Journal of Hydraulic Engineering. 118. 9: 1306–1310.

Pagliara,S and Carnacina,L. 2010. Temporal scour evolution at bridge piers: effect of wood debris roughness and porosity, Journal of Hydraulic Research. 48. 1:  3-13.

Pagliara,S and Carnacina,L. 2011. Influence of Wood Debris Accumulation on Bridge Pier Scour Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. 26.2: 121-136.

Raudkivi,A.J and Ettema,R. 1983. Clear water scour at cylindrical piers Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. 103.10: 1209-1213.

Shen,H.W., Schneider,V.R and Karaki,S.S. 1969. Local scour around bridge piers. Journal of Hydraulic Division. 95.6: 1919–1940.

Talebbeydokhti,N and Aghbolaghi,M.A. 2006. Investigation of Scour Depth at Bridge Piers Using Bristars Model, Iranian Journal of Science & Technology, Transaction B, Engineering. Volume 30.4: 541-554

Yasser,A., Mohammed,Yasser,K.S and Abdel-Azim,M.A. 2015. Experimental investigation of local scour around multi-vents bridge piers, Alexandria Engineering Journal.28, 49–68.