نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

مقایسه‌ی آرایش‌های مثلثی و خطی آبشکن‌های محافظ نفوذپذیر در کنترل آبشستگی تکیه‌گاه پل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی عمران، آب و سازه های هیدرولیکی
2 دانشگاه زنجان- گروه مهندسی عمران
چکیده
پلها برای برقراری راههای ارتباطی اهمیت بالایی دارند و همه ساله پلهای زیادی به علت آبشستگی اطراف تکیه‌گاه تخریب میشوند. آبشکن‌ها سازههای هیدرولیکی هستند که با انحراف خطوط جریان از سازههای ساحلی، فرسایش را کاهش میدهند. در این مقاله یک آرایش مثلثی برای آبشکنهای نفوذپذیر پیشنهاد شده و عملکرد آن با آبشکنهای خطی در کنترل آبشستگی تکیهگاه به صورت عددی بررسی و مقایسه شده است. برای امکان مقایسه‌ی صحیح، نسبت نفوذپذیری و فاصله‌ی استقرار هر دو آرایش مثلثی و خطی یکسان فرض شد. همچنین به جهت رعایت تناسب، طول و فواصل آبشکنهای مثلثی و خطی در جهت عرض و طول کانال یکسان فرض شد. نتایج نشان میدهد که آرایش خطی سری سه تایی دو ستونه نسبت به آرایش مثلثی مشابه، عملکرد بهتر و آرایش خطی سری چهار و پنج تایی دو ستونه نسبت به آرایش مثلثی مشابه عملکرد بدتری دارد. همچنین در میان تمامی مدلها، آرایش مثلثی معادل دو سری پنج‌تایی بهینه ترین بوده و به میزان 44 درصد عمق آبشستگی را نسبت به حالت شاهد (تکیه‌گاه بدون آبشکن محافظ) کاهش میدهد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparison of permeable Groynes with triangular and linear arrangement in bridge abutment scour control

نویسندگان English

Sajad Mojtahedi 1
Saeed Abbasi 2
1 M.S. in Civil Engineering, Water and Hydraulic structures
2 University of Zanjan-Departement of Civil Engg.
چکیده English

Bridges are important for establishing communication routes, and every year many bridges are destroyed due to scouring around the support. Spur dike are hydraulic structures that reduce scouring by diverting streamlines from structures. In this paper, a triangular arrangement for permeable spur dikes is proposed, and its performance with linear spur dikes in controlling the scouring of the abutment is numerically investigated and compared. To make a correct comparison, the permeability ratio and the distance of both triangular and linear arrangements were assumed to be the same. The results show that the linear arrangement of three series of two columns performs better than the similar triangular arrangement, and the linear arrangement of four and five series of two columns performs worse than the similar triangular arrangement. Also, among all the models, the triangular arrangement equivalent to two series of five is the most optimal. It reduces scour depth by 46% compared to the control case (Abutment without protective spur dike).

کلیدواژه‌ها English

Abutment
Flow pattern
Local scour
Protective spur dike
Sedimentation
اژدری، خ.، امامقلی زاده، ص. و رضایی، ح. 1396. مطالعه آزمایشگاهی اثر آبشکن T شکل نامتقارن در کاهش آبشستگی تکیه‌گاه پل. نشریه علمی پژوهش های حفاظت آب و خاک. 24 (1): 295-301.
امامقلی زاده، ص.، ناظری، ا. و اژدری، خ. 1399. تأثیر شکل های مختلف آبشکن منفرد بر آبشستگی تکیه گاه پل در کانال مرکب. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 1 (15): 211-222.
زمردیان، م،. غفاری، ح. و قاسمی، ز.1397. مقایسه دو آرایش مثلثی و خطی شمع های فداشونده مستغرق بر عمق آبشستگی اطراف پایه پل استوانه ای. علوم و مهندسی آبیاری. 42 (4): 167-180.
سعادت نیا، م.، خداشناس، س.، صانعی، م. واسماعیلی، ک. 1396. بررسی آزمایشگاهی تأثیر آبشکن محافظ بر میزان آبشستگی دماغه تکیه گاه پل در کانال آب مرکب. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 12 (4): 763-7.
صانعی، م،. ساغروانی، ف. و بصیرت، ش. 1391. کاهش میزان آبشستگی تکیه‌گاه پل با استفاده از آبشکن محافظ. نشریه علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 6 (18): 11-16.
محمدپور، س. و شفاعی بجستان، م. 1394. بررسی گستره‌ی کارگزاری المان‌های شش‌پایه به‌منظور کاهش آبشستگی اطراف تکیه‌گاه پل. نشریه علوم و مهندسی آبیاری. 40 (1) : 25-35.
معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور.1390. راهنمای روش های محاسبه آبشستگی موضعی. نشریه شماره 549. انتشارات دفتر نظام فنی اجرایی، دفتر مهندسی و معیارهای فنی آب و آبفا و دفتر نظام فنی اجرایی.
ملکی، ف. و عباسی، س. 1397. مطالعه‌ی آزمایشگاهی تأثیر استقرار آبشکن‌های نفوذپذیر با آرایش شعاعی دافع بر حداکثر نرخ آبشستگی موضعی دماغه. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران 12 (43): 61-69.
ناظری، ا.، امامقلی‌زاده، ص. و اژدری، خ. 1399. بررسی آزمایشگاهی اثر آبشکن ساده بر آبشستگی موضعی در اطراف تکیه‌گاه پل. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران. 12 (45): 34-48.
ناظری، ا. و امامقلی زاده، ص. 1400. بررسی آزمایشگاهی اثر آبشکن سرسپری متقارن بر میزان آبشستگی تکیه گاه پل در کانال مرکب. مجله پژوهش آب ایران. 15 (2) : 29-21.
Bhatia, U.K. and Setia, B. 2021. Vertical plates as scour countermeasure for bridge abutments. ISH Journal of Hydraulic Engineering. 27(sup1): p. 197-201.
Choufu, L., Abbasi, S., pourshahbaz, H. and Taghvaei, P. 2019. Investigation of flow, erosion, and sedimentation pattern around varied groynes under different hydraulic and geometric conditions: a numerical study. Water. 11(2): p. 235.
Flow Science, Flow-3d User Manual. 2012.
Habibi, K., Fard, F.E. and Pari, S.A.A. 2023. Investigation of the flow field around bridge piers on a non-eroding bed using FLOW-3D, 22nd Iranian Conference on Hydraulics.
Hakim, M., Yarahmadi, M.B. and Kashefipour, S.M. 2022. Use of spur dikes with different permeability levels for protecting bridge abutment against local scour under unsteady flow conditions. Canadian Journal of Civil Engineering. 49(12): p. 1842-1854.
Hong, S.H. and Abid, I. 2019. Scour around an erodible abutment with riprap apron over time. Journal of Hydraulic Engineering. 145(6): p. 06019007.
Khajavi, M., Kashefipour, S.M. and Bejestan, M.S. 2022. Bridge abutment protection against scouring for unsteady flow conditions. Periodica Polytechnica Civil Engineering. 66(1): p. 310-322.
Sirtasy, D.H.M.M.A., El-Gawad, H.A.E.-A.A.A. and Shamaa, M.T. 2023. Scour Mitigation at Bridge Abutments Using Spur Dikes. Mansoura Engineering Journal. 48 (6): p. 3.
Wardhana, K. and Hadipriono, F.C. 2003. Analysis of recent bridge failures in the United States. Journal of performance of constructed facilities. 17(3): p. 144-150.
Zhang, H., Nakagawa, H., Kawaike, K. and ABAB, Y. 2009. Experiment and simulation of turbulent flow in local scour around a spur dyke. International Journal of Sediment Research. 24(1): p. 33-45.