بررسی اثر همزمان صفحات مستغرق و شکاف بر میزان آبشستگی پایه پل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سازه های آبی، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد گروه مهندسی آب،دانشگاه فردوسی مشهد- مشهد،ایران

3 دانشیار گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

بررسی تحقیقات گذشته نشان می­دهد که روش­های زیادی برای کاهش آبشستگی اطراف پایه­های پل مورد تحقیق قرار گرفته است. اما استفاده توام از صفحات دوگانه و شکاف مورد توجه قرار نگرفته است. در تحقیق حاضر هدف تعیین تاثیر توام صفحات دوگانه و شکاف بر میزان آبشستگی می‌باشد.  برای این منظورکاهش میزان آبشستگی با نصب یک سری صفحات مستغرق به صورت دوگانه، با طول­ و زاویه­های قرارگیری مختلف مورد بررسی قرار گرفت. فاصله قرارگیری این صفحات در چهار موقعیت مختلف (S1  الی S4 )  نسبت به پایه پل انتخاب شد. قطر پایه 3 سانتی­متر و نسبت طول صفحات به قطر پایه برابر 33/0، 66/0 و 1 و زوایای قرارگیری زوج صفحات نیز در چهار زاویه 10، 20، 30 و90 درجه نسبت به جهت جریان انتخاب شدند. آزمایش­ها بر روی پایه­های شکافدار با عرض 25/0 قطر پایه و ارتفاع 2 برابر قطر پایه انجام گردید. آزمایشات نشان داد در صورت استفاده از پایه شکاف­دار تنها عمق آبشستگی نسبت به پایه شاهد 21% کاهش می­یابد. اما هنگامی که از صفحات و شکاف به­صورت همزمان استفاده می­شود میزان کاهش آبشستگی می­تواند خیلی بیش­تر شود.  انجام آزمایشات در موقعیت­های S1 و S3 نتایج بهتری را در کاهش حداکثر عمق آبشستگی نسبت به پایه شاهد نشان دادند. به­طوریکه در موقعیت S3 در تمامی حالت­های طول صفحات و زاویه قرارگیری، حداقل کاهش عمق آبشستگی نسبت به پایه شاهد 40 درصد بود. دراین حالت بهترین نتیجه در طول صفحات 2 سانتی­متر و  زاویه­های قرارگیری 10 و 30 درجه بدست آمد که حاکی از کاهش حدود 86 درصدی عمق آبشستگی نسبت به پایه شاهد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Effect of the Submerged Vanes and Slot on Reduction of Local Scour Around Bridge

نویسندگان [English]

  • Mohsen Mazloom 1
  • Saeed Reza Khodashenas 2
  • Kazem Esmaili 3
1 M.Sc. , Water Engineering Department, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
2 Water Engineering Department, Ferdowsi University of Mashhad, Iran
3 Associate Professor , Water Engineering Department, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

The past research has shown that many methods have been used to reduce the scouring around piers. But the use of submerged vanes and slots has not been considered. In this research assemble of double submerged vanes with various lengths and angles attack on pier scouring reduction were carried out.. The   submerged vanes were placed in four different positions (S1 to S4) relative to the pier head. The pier diameter was D=3 cm and the vanes length to the pier diameter ratio were: L/D= 0.33, 0.66 and 1. The angles of double vanes were 10,20,30,90 degrees corresponding to the flow direction. All tests were conducted on slot piers. The ration of width and height slots to pier diameter were 0.25 and 2 respectively. The results showed that using the slot pier can reduce the pier scouring about 21% , with submerged vanes with slotcan be more effective for reduction of pier scouring.  S1 and S3 positions showed best results in reducing the maximum scour depth compared to other positions. The maximum reduction of scouring was 86% in the third position (S3) when the length of vanes were 2 cm , and angles of double vanes were 10, 30, degrees corresponding to the flow direction.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Circular Piers
  • Local Scouring
  • Slots Piers
  • Submerged Vanes
پرچمی، ل.، اصغری­پری، ا.، شفاعی بجستان،م. 1396.  بررسی آزمایشگاهی تاثیر شکل صفحات مستغرق بر آبشستگی پایه پل، نشریه دانش آب و خاک. 27. 1: 29-41.
حسینی،س.ح.، حسین‌زاده­دلیر،ع.، فرسادی‌زاده،د.، ارونقی،ه و قربانی،م،ع. 1390. تاثیر توام صفحات مستغرق و طوق در کاهش پایه‌های مستطیلی با دماغه گرد. نشریه دانش آب و خاک. 22. 3: 87-101.
شریعتی،ح.، خداشناس،س.ر و اسماعیلی،ک. 1390.  بررسی آزمایشگاهی کارکرد طوق و شکاف بر میزان آبشستگی موضعی در پایه پل، نشریه مهندسی عمران دانشگاه فردوسی مشهد.  23. 1 : 85 – 93.
شجاعی،پ.، فرسادی­زاده،د.، حسین­زاده دلیر،د.، سلماسی،ف و قربانی،م.ع. 1391. کاربرد صفحات مستغرق درکاهش آبشستگی پایه استوانه­ای پل­ها. نشریه دانش آب وخاک.  22. 1: 91- 108.
قربانی ، ب، کریمی،ا. 1386، مقایسه اثر پره های دوگانه و تنها روی فرسایش در یک پایه استوانه ای، مجموعه مقالات ششمین کنفرانس هیدرولیک ایران، شهرکرد
Ahmed Mohamed,T., Noor,M.J., Ghazali,A.H and Huat,B.K. 2005. Validation of some bridge pier scour formulae using field data and laboratory data. American Journal of Environmental Science. 1.2: 119-125.
Heidarpour,M. 2002. Control and reduction of local scour at bridge piers by using slot, International Conference on Fluvial Hydraulics. Louvain-la-Neuve, Belgium.
Jain,S.C and Fisher,E.E. 1980. Scour around bridge piers at high flow velocities. Journal of Hydraulic Division. 106.11: 1827-1842.
Raudkivi,A.J. 2002. Loose Boundary Hydraulics, Balkema, Rotterdam, The Netherlands.
Tafarojnoruz,A., Gaudio,R and CalominoF. 2012. Evaluation of flow-altering countermeasures against bridge pier scour. Journal of Hydraulic Engineering 138: 297-305.