پژوهش آب ایران

پژوهش آب ایران

بررسی آزمایشگاهی پروفیل طولی و عرضی آبشستگی و پروفیل سرعت جریان پیرامون مقاطع مختلف تکیه‌گاه پل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 بخش مهندسی آب، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
2 گروه مهندسی آب، دانشگاه جیرفت
چکیده
وقوع آبشستگی در اطراف تکیه‌گاه پل به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل تهدیدکننده پایداری این سازه محسوب می‌شود و به منظور کاهش اثرات مخرب این پدیده، روش‌های متعددی ارائه گردیده است. در پژوهش حاضر تاثیر دو پارامتر شکل هندسی تکیه‌گاه پل، و همچنین حضور صفحات مستغرق با آرایش‌های منتخب، بر میزان آبشستگی پیرامون تکیه‌گاه پل مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، مدل فیزیکی چهار شکل مختلف شامل تکیه‌گاه مستطیلی 90 درجه، مستطیلی دیواره باله‌ای خط جریانی 60 درجه، مستطیلی دیواره باله‌ای خط جریانی 45 درجه و مستطیلی با باله‌های دایروی طراحی و ساخته شد. همچنین صفحات مستغرق در چهار آرایش متفاوت دوردیفه موازی، دوردیفه زیگزاگی، دوردیفه زیگزاگی مورب و کاجی، در دو نسبت استغراق 2 و 3 و تحت زاویه 20 درجه نسبت به جریان بر روی هر یک از چهار تکیه‌گاه، در دبی ثابت آزمایش شدند. مشاهدات آزمایشگاهی نشان داد بیشترین و کمترین عمق آبشستگی به ترتیب در اطراف تکیه‌گاه مستطیلی 90 درجه و تکیه‌گاه مستطیلی با دیواره‌های دایروی به وقوع پیوست. در آزمایش‌های صفحات مستغرق، آرایش کاجی در نسبت استغراق 3، با کاهش 41 درصدی آب‌شستگی اطراف تکیه‌گاه مستطیلی 90 درجه، 20 درصدی اطراف تکیه‌گاه مستطیلی دیواره باله‌ای خط جریانی 45 درجه و 18 درصدی در اطراف تکیه‌گاه مستطیلی با دیواره‌های دایروی نسبت به آزمایش شاهد متناظر با هر یک از تکیه‌گاه‌ها، بهترین عملکرد را در کاهش آب‌شستگی از خود نشان داد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

1.     Alkhouly M. Shamaa M. Sarhan T. & Ezzeldin R. 2019. Local scour around bridge abutment, International Journal of Scientific and Engineering Research, 8(1): 1-10.
 
2.     Dey S. & Barbhuiya, K. 2004. Clear-water scour at abutments in thinly armored beds.  Journal of Hydraulic ASCE, 130: 622-634.
 
3.     Emamifar F. Masjedi A. & Heidarnejad M. 2016. Investigation of the effect of the geometric shape of the bridge abutment on the local scour around it in the river arch. journal of water science and engineering, 613. (In Persian).
 
4.     Gharibzadeh A. 2012. Investigation of flow structure effect on local scour at bridge abutments, Master Thesis, Isfahan University of Technology, Department of Water Engineering, 96. (In Persian).
 
5.     Ghorbani B. & Parsmehr M. 2015. The effect of narrowing on scouring of the bridge abutment and the use of submerged vanes to prevent and control it. Journal of Hydraulic Engineering, 10(4): 65-72. (In Persian).
 
6.     Hashemi L. Kashefipour S. M. Ghomeshi M. & Bahrami Yarahmadi M. 2023. 'Experimental investigation of the effect of hydrographs with different skewness and duration time on temporal variations of scour around a single cylindrical pier', Journal of Hydraulics.
 
7.     Johnson P. A. Hey R. D. Tessier M. & Rosgen D. L. 2001. Use of vane for control of scour at vertical wall abutments. Journal of Hydraulic Engineering, 127(9): 772-778.
 
8.     Karimi M. 2012. Use of effect of parallel walls to reduce scour of abutment in compound channels, Master Thesis, Shahid chamran University, 117 p (In Persian).
 
9.     Karimi M. Qaderi K. Rahim Pour M. & Ahmadi M. M. 2021. Laboratory investigation of effect of flat submerged vanes on scour at bridge piers group and abutment. Journal of Civil Engineering Amirkabir, 53(7): 25-46. (In Persian).
 
10. Khademi K. & Shafaei Bajestan M. 2015. Experimental investigation of flow pattern and scour around the bridge abutment in the presence of submerged vanes connected to it, Journal of Irrigation and water engineering, 5(17): 56-66 (In Persian).
 
11. Khademi K. Shafaei Bajestan M & Ghamshi M. 2012. Investigation of the Effect of longitudinal and lateral space of submerged vanes on local scour in abutment of bridge, PHD Thesis, Shahid chamran University, (In Persian).
 
12. Kumar V. Ranga Raju K. G. & Vittal N. 1999. Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars. Journal of Hydraulic Engineering, 125(12): 1302-1305.
 
13. Lauchlan C. S. 1991. Pier scour countermeasures, PhD.Thesis, University of Auckland, New Zealand, 299-316. 
 
14. Melville B. W. 1997. Pier and abutment scour. Journal Hydraulic Engineering ASCE, 132(2): 125-136.
 
15. Montaseri H. Godsian M & Salehi Neyshabour A. 2021. Experimental study on design parameters of submerged vanes for sediment control at lateral intake in a 180-degree bend. Journal of Modares Civil Engineering, 20(1): 161-176. (In Persian).
 
16. Nazeri A. & Emamgholizadeh S. 2021. 'Experimental Investigation of the Effect of Symmetric T-shaped Spur dyke on Bridge Abutment Scour in Compound Channel', Iranian Water Researches Journal, 15(2): 21-29.
 
17. Nekoufar K. & Haljian A. 2023. The Effect of Submerged Plates on the Square Bridge Pier scours Using Software SSIIM. Journal of Water Engineering, 10(2).
 
18. Osroush M. Hosseini S.A. and Kamanbedast A.A. (2020). Evaluation and Comparison of the Slots and Collars Performance in Reducing Scouring around Bridge Abutments, Amirkabir. Journal of Civil Engineering, 52(7): 1637-1650.
 
19. Parchami L. Asghari Pari S. A. and Shafaei Bajestan M. 2015. Experimental investigation of submerged vanes shape effect on bridge pier scouring, Journal of water and soil Science, 27(1): 30-41. (In Persian).
 
20. Shafaei Bajestan M. 2016. Hydraulic of sediment transport, 4nd ed, Shahid Chamran University of Ahvaz Publication. (In Persian).
 
21. Zolghadr M & Shafaei Bajestan M. 2017. Effect of six-legged elements installation arrangement on bed topography around wing-wall abutments, Journal of Water Resources Engineering, 11(36): 47-58. (In Persian).
 

  • تاریخ دریافت 21 بهمن 1402
  • تاریخ بازنگری 12 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 21 اردیبهشت 1403
  • تاریخ انتشار 01 دی 1403