کنترل آبشستگی اطراف پایه‌پل زاویه‌دار با استفاده از طوقه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

2 دانشیار، گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

3 استادیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان

چکیده

امروزه در ساخت پل‌ها علاوه بر استحکام و پایداری پل، توجه بسیاری به زیبایی ظاهری و منظره‌ی آن دارند. این موضوع باعث شده علاوه بر ساخت پل‌هایی با پایه‌ی قائم، پل‌هایی با پایه‌های زاویه‌دار نسبت به جریان طراحی و احداث گردد. لذا بررسی شرایط هیدرولیکی و پایداری پایه‌های پل زاویه‌دار و روش‌های کاهش آبشستگی در اطراف آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق اثر طوقه دایره‌ای بر کاهش آبشستگی در پایه‌ی پل استوانه‌ای زاویه‌دار بررسی گردید. طوقه‌های مورد استفاده در این تحقیق در سطح بستر نصب شده و اثر آن بر روی عمق آبشستگی پایه‌ی پل استوانه‌ای در حالت زاویه‌دار خلاف جهت جریان و زاویه‌دار در جهت جریان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمایشات در شرایط بدون طوقه نشان داد که قرار گرفتن پایه‌ی زاویه‌دار خلاف جهت جریان باعث افزایش 15 درصدی عمق آبشستگی و قرار گرفتن پایه‌ی زاویه‌دار در جهت جریان باعث کاهش حدود 30 درصدی عمق آبشستگی نسبت به حالت قائم می‌شود. استفاده از طوقه باعث کاهش آبشستگی در پایه‌ی پل خلاف جهت جریان به میزان 63 درصد و پایه‌ی در جهت جریان به میزان 67 درصد نسبت به حالت بدون طوقه گردید. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که نصب طوقه‌ها تاثیر زیادی بر کاهش عمق آبشستگی در پایه‌های پل زاویه‌دار دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Scour Control around the Inclined Bridge Pier Using Collar

نویسندگان [English]

  • Sadegh Karimi Fard 1
  • Javad Zahiri 2
  • Ahmad Jafari 3
1 Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
2 Associate Professor, Department of Water Engineering, Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
3 Agricultural Sciences and Natural Resources University of Khuzestan
چکیده [English]

In addition to the strength and stability of the bridges, designers and engineers pay much attention to bridge appearance and scenery, which led to build bridges with inclined piers to the flow. Therefore, studying the hydraulic conditions and scour countermeasure of inclined bridge piers is necessary. In this study, the effect of collar on scour reduction at the base of vertical and angled cylindrical piers was investigated. The collar installed at the surface of the sediment bed for vertical and inclined piers. The result of experiments showed that the highest scour depth belongs to the inclined bridge pier toward the upstream direction, which is 15% more than the vertical pier. However, the maximum scour depth in front of the angled pier toward downstream was measured to be about 30% lower than the vertical pier. For the pier inclined toward the upstream direction, the collar reduced the scour in front of the pier about 63%. The collar for the pier inclined toward the downstream direction decreased the scour by about 67%. The result shows that the installation of collars can have a high effect on reducing the scour depth for inclined piers.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bridge stability
  • Cylindrical piers
  • Scour
  • Circular collar

مراجع

شفاعی‌بجستان، م. 1394. مبانی نظری و عملی هیدرولیک انتقال رسوب. انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز. 481-505.
مسجدی، ع. و غلام زاده محمودی، م. 1390. بررسی آزمایشگاهی اثر طوقه در کنترل آبشستگی اطراف پایه پل استوانه‌ای در قوس 180 درجه رودخانه. علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، دوره 15، شماره 55، ص 38-27.
Alabi, P. D. 2006. Time development of local scour at a bridge pier fitted with a collar. Doctoral Dissertation, University of Saskatchewan. 7-58.
Breusers, H. and Raudkivi, A. 1991. Scouring. IAHR, Hydraulic Structures Design Manual, AA Balkema. Rotterdam. 2.
Chiew, Y. M. and Melville, B. W. 1987. Local scour around bridge piers. Journal of Hydraulic Research. 25: 15-26.
Dargahi, B. 1990. Controlling mechanism of local scouring. Journal of Hydraulic Engineering. 116: 1197-1214.
Hamidifar, H., Shahabi-Haghighi, S.M.B. and Chiew, Y.M. 2022. Collar performance in bridge pier scour with debris accumulation. International Journal of Sediment Research. 37(3): 328-334.
Karimaee, T. M. and Zarrati, A. 2012. Effect of collar on time development and extent of scour hole around cylindrical bridge piers. International Journal of Engineering. 25(1): 11-16.
Kayaturk, Ş. Y. 2005. Scour and scour protection at bridge abutment. Doctoral Dissertation. METU University.
Mashahir, M. B., Zarrati, A. R. and Rezayi, M. 2004. Time development of scouring around a bridge pier protected by collar. Proceeding’s 2nd International Conference on Scour and Erosion (ICSE-2), Singapore. 14 -17 November.
Melville, B. and Sutherland, A. 1988. Design method for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering. 114: 1210-1226.
Melville, B. W. and Chiew, Y. M. 1999. Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering. 125: 59-65.
Melville, B. W. and Coleman, S. E. 2000. Bridge scour. Water Resources Publication.
Melville, B.W., 1997. Pier and abutment scour: Integrated Approach. Journal of Hydraulic Engineering. 123(2): 125-136.
Moncada-M, A.T., Aguirre-Pe, J., Bolivar, J.C. and Flores, E.J. 2009. Scour protection of circular bridge piers with collars and slots. Journal of Hydraulic Research. 47(1): 119-126.
Raudkivi, A. 1991. Loose boundary bydraulics 3rd Edition. Technical Report, Pergamon Press, Oxford.
Raudkivi, A. J. and Ettema, R. 1983. Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering. 109: 338-350
Raudkivi, A.J. and Ettema, R. 1983. Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of hydraulic engineering. 109(3): 338-350.
Singh, C.P., Setia, B. and Verma, D.V.S. 2001. Collar-sleeve combination as a scour protection device around a circular pier. In Proceedings of the Congress-international Association for Hydraulic Research, pp. 202-209.
Shen, H. W., Schneider, V. R. and Karaki, S. 1969. Local scour around bridge piers. Journal of the Hydraulics Division. 95: 1919-1940.
Williams, P., Balachandar, R., Roussinova, V. and Barron, R. 2022. Particle image velocimetry evaluation of flow-altering countermeasures for local scour around a submerged circular cylinder. International Journal of Sediment Research. 37(4): 411-423.
Zarrati, A. R., Gholami, H. and Mashahir, M. 2004. Application of Collar to Control Scouring Around Rectangular Bridge Piers. Journal of Hydraulic Research. 42: 97-103.
Zarrati, A., Nazariha, M. and Mashahir, M. 2006. Reduction of Local Scour in the Vicinity of Bridge Pier Groups Using Collars and Riprap. Journal of Hydraulic Engineering. 132: 154-162

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار