بررسی آزمایشگاهی اثر آبشکن ساده بر آبشستگی موضعی در اطراف تکیه‌گاه پل

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد سازه‌های آبی دانشگاه صنعتی شاهرود

2 گروه مهندسی آب و محیط زیست، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود

3 دانشیار گروه آب و خاک، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه صنعتی شاهرود

10.22125/iwe.2021.138247

چکیده

وقوع آبشستگی از مهم‌ترین عوامل تهدیدکننده پایداری تکیه‌گاه‌های پل احداث‌شده بر رودخانه‌ها است. برای جلوگیری از تخریب‌های احتمالی و زیان‌های جبران‌ناپذیر، لازم است با بررسی دقیق فرآیند آبشستگی و به‌کارگیری روش‌های مناسب، آبشستگی را کنترل نمود. در این پژوهش با ساخت مدل آزمایشگاهی به بررسی تأثیر استفاده از آبشکن ساده بر کاهش میزان آبشستگی تکیه‌‌گاه پل واقع در بستر رودخانه فرسایش‌پذیر پرداخته شد. بدین منظور از یک سازه آبشکن با ابعاد و فاصله معین از تکیه‌گاه (با توجه به مشخصات جریان عبوری هندسه رودخانه) استفاده ‌شده و میزان تأثیر هر یک از پارامترهای مذکور بر آبشستگی تکیه‌گاه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین بر مبنای تجزیه‌وتحلیل آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS رابطه‌ای رگرسیونی برای تخمین آبشستگی در اطراف تکیه‌گاه پل ارائه شد. نتایج این بررسی نشان داد آبشکن محافظ آبشستگی در تکیه‌گاه را تا 94 درصد کاهش می‌دهد. کارایی آبشکن با طول آن رابطه مستقیم و با فاصله آن از تکیه‌گاه رابطه معکوس دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An experimental study of the effect of simple spur dyke on the local scour around the bridge abutment

نویسندگان [English]

  • amin nazeri 1
  • Samad Emamgholizadeh 2
  • Khalil Azhdary 3
1 Former student of Water Structure, Depratment of Water and Soil, Shahrood University of Technology
2 Associated professor, Department of Water and Environmental Engineering, Shahrood University of Technology, Iran, y of Technology
چکیده [English]

The occurrence of scouring is one of the most important threats to the stability of the bridges which built on the rivers. In order to prevent possible destruction and irreparable damages, it is necessary to control scour by carefully examining the scouring process and applying appropriate methods. In this research, by constructing a laboratory model, the effect of using a simple spur dyke on the reducing of the scour around the bridge abutment which located on the erodible river bed was investigated. For this purpose, a spur dyke structure with certain dimensions and specified distance from the bridge abutment (according to the flow characteristics of river geometry) was used and the effect of each parameter on the scouring of the abutment was examined. Also, based on statistical analysis using the SPSS software a regression relationship achieved for estimating the scour depth around the abutment. The results of this study indicate that the protective spur dike reduced the scour depth around the bridge abutment nearly 94%. Also, the efficiency of the spur dike was directly related to its length and inversely related to its distance from the abutment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Single spur dyke
  • River
  • Scour
  • Bridge abutment
اژدری، خ.، امامقلی‌زاده، ص. و رضایی، ح. 1396. مطالعه آزمایشگاهی اثر آبشکن T شکل نامتقارن در مقطع مرکب بر کاهش آبشستگی تکیه‌گاه پل. ﻧﺸﺮﯾﻪ پژوهش‌های ﺣﻔﺎﻇﺖ آب‌وخاک، 24(1): 295-301.
اسدی، غ. و سلیمانی بابرصاد، م. 1394. بررسی آزمایشگاهی کاهش عمق آبشستگی اطراف تکیه‌گاه‌های پل با استفاده از پره‌های هدایت‌کننده جریان. دو فصلنامه مهندسی آب، 40(1): 149-156.
امامقلی‌زاده، ص.، نوحانی، ا.، فرهادی، ف. و اژدری، خ. 1396. بررسی آزمایشگاهی تأثیر پره‌های مستغرق در کاهش آبشستگی اطراف تکیه‌گاه پل. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 27(3): ص 15-1.
خادمی، خ.، شفاعی‌بجستان، م. و خزیمه نژاد، ح. 1393. بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون تکیه‌گاه پل با حضور صفحه‌ی مستغرق متصل به آن. فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 17(5): ص 56-66.
خزیمه‌نژاد، ح.، قمشی، م. و رمضانی، ی. 1395. بررسی کارایی طوقه‌های ال شکل در کاهش آبشستگی موضعی پیرامون تکیه‌گاه پل با استفاده از مدل آزمایشگاهی. فصلنامه مهندسی عمران فردوسی، 27(2): 43-56.
خزیمه‌نژاد، ح.، قمشی، م.، شفاعی‌بجستان، م. و رمضانی، ی. 1394 بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون تکیه‌گاه پل با مقطع مستطیلی. مجله پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، 22(1): 91-110.
کریمی، م.، قمشی، م. و رمضانی، ی. 1394. اﺛﺮ اﺣﺪاث دﯾﻮار ﻣﻮازی ﺑﺮ ﮐﺎﻫﺶ آﺑﺸﺴﺘﮕﯽ ﭘﯿﺮاﻣﻮن تکیه‌گاه ﭘﻞ در ﻣﻘﻄﻊ ﻣﺮﮐﺐ. ﻧﺸﺮﯾﻪ پژوهش‌های ﺣﻔﺎﻇﺖ آب‌وخاک، 2 (3): 151-164.
محمد‌پور، س. و شفاعی‌بجستان، م. 1396. بررسی گستره‌ی کارگزاری المان‌های شش‌پایه به‌منظور کاهش آبشستگی اطراف تکیه‌گاه پل. نشریه علوم مهندسی آبیاری، 40(1): 25-35.
ناظری، ا. 1393. بررسی اثر آبشکن‌ سرسپری متقارن بر کاهش آبشستگی تکیه‌گاه پل واقع در دشت سیلابی. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده کشاورزی. 122 صفحه.
Cardoso, A.H., Simarro, G. and Fael, C.J. 2010. Toe protection for spill-through and vertical-wall abutments. Journal of Hydraulic Research, 48(4): 491-498.
Dey, S. and Barbhuiya, A.K. 2006. Velocity and turbulence in a scour hole at a vertical-wall abutment. J. Flow Measurement and Instrumentation, (17)1: 13-21.
Korkut, R., Martinez, E.J., Morales, R., Ettema, R. and Barkdoll, B. 2007. Geobag performance as scour countermeasure for bridge abutments. J. Hydraul. Eng, 133(4): 431-439.
Melville, B. W. 1992. Local scour at bridge abutment. J. Hyd. Eng, ASCE, 118(4): 615-637.
Raudkivi, A. J. and Ettema, R. 1983. Clear-water scour at cylindrical Piers. J. Hydraul. Eng, 93(10): 338-350.