بررسی آزمایشگاهی تأثیر طوق دایره‌ای بر آبشستگی پایه پل استوانه‌ای در جریان غیرماندگار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه سازه‌های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 عضو هیات علمی/دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

آبشستگی پایه پل یکی از عوامل اصلی تخریب پل‌ها در سراسر جهان است. علی‌رغم تحقیقات گسترده‌ای که در این زمینه انجام شده، مطالعه در این مبحث همواره مورد توجه محققین بوده و بررسی روش‌های مختلف در مقابله با آن ضرورت دارد. طوق سازه‌ای ساده و ارزان برای حفاظت در مقابل آبشستگی پایه پل می‌باشد. در این تحقیق تأثیر اندازه و ارتفاع نصب طوق بر آبشستگی پایه پل و تعیین بهترین شرایط عملکرد طوق در دو حالت جریان ماندگار و غیرماندگار مورد بررسی قرار گرفت. در آزمایش‌ها از سه اندازه طوق مختلف و سه ارتفاع نصب متفاوت نسبت به سطح بستر استفاده شد. پس از محاسبه درصد کاهش آبشستگی در همه‌ی حالات آزمایش و مقایسه آن‌ها، بررسی نمودار توسعه زمانی حفره آبشستگی و مقایسه‌ی حداکثر عمق آبشستگی ایجاد شده‌ در حالات مختلف، مشخص شد که افزایش اندازه طوق و کاهش ارتفاع نصب طوق نسبت به سطح بستر سبب کاهش بیشتر عمق آبشستگی پایه پل می‌شود که این روند تغییرات در حالت جریان غیرماندگار مشهودتر بود. همچنین با مقایسه‌ی دو متغیر اندازه و ارتفاع نصب طوق مشخص شد که ارتفاع نصب طوق با نسبت بی‌بعد H/D=0.5 در هر دو جریان ماندگار و غیرماندگار بهترین عملکرد و بیشترین تأثیر را در کاهش آبشستگی اطراف پایه پل دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental study on the effect of circular collar on cylindrical bridge pier scour in unsteady flow

نویسندگان [English]

  • yousef rajabizadeh 1
  • Seyed Ali Ayyoubzadeh 2
  • kourosh qaderi 3
1 M.Sc Student of Water Structures Engineering Department, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Professor
3 Associate professor of Water Engineering Department, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
چکیده [English]

The bridge pier scour is one of the major causes of bridge destruction worldwide. In spite of extensive research in this field, the study of this topic has always been of interest to researchers and it is necessary to study different methods to counter it. The collar is a simple and inexpensive structure for protection against bridge pier scour. In this study, the effect of collar size and height on bridge pier scour and determination of the best collar performance conditions in steady and unsteady flow conditions were investigated. The experiments used three different collar sizes and three different mounting heights relative to the substrate surface. After calculating the percentage of scour reduction in all test cases and comparing them, Investigation of time evolution diagram of scour hole and comparison of maximum depth of scour created in different states, It was found that increasing the size of the collar and decreasing the height of the collar installation relative to the substrate surface resulted in a further decrease in the depth of the bridge pier scour and this changes was more evident in the unsteady flow state. Also by comparing the two variables of size and height of collar installation, it was found that the height of collar with dimensionless ratio H/D=0.5 in steady and unsteady flow had the best performance and the greatest effect in reduction scour around bridge pier.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Local scour
  • bridge pier
  • collar
  • scour control
  • hydrograph