مطالعه آزمایشگاهی آبشستگی اطراف پایه مرکب پل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش مهندسی عمران، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان Email: khangani@yahoo.com Mobile: 09131413028

چکیده

در این مطالعه، آبشستگی موضعی اطراف پایه مرکب پل بررسی شده است. پایه مرکب معمولاً از پایه، سرشمع و گروه شمع تشکیل می شود. این آزمایش ها تحت شرایط آب صاف انجام شدند. برای بررسی تاثیر هندسه پارامترها بر عمق آبشستگی، شش مدل آزمایشگاهی شامل ترکیبات مختلف هندسه پارامترها بکار گرفته شد. این پارامترها شامل ادامه بالادست سرشمع، تعداد شمع ها در راستای جریان، ادامه بالادست شمع های ردیف اول و ضخامت سرشمع می باشند. ارزیابی عمق آبشستگی اطراف پایه مرکب با روش های معمول موجود انجام شد. نتایج نشان می دهد بعضی از مدل های موجود با این نتایج تطبیق داشته و برآورد مناسبی ارائه نمودند، اما بعضی دیگر از مدل ها همراه با خطا هستند و مقادیر قابل قبولی ارائه نمی دهند. نتایح آزمایش ها نشان می دهد با افزایش ضخامت سرشمع، ارتفاع سرشمع که در آن بستر اطراف سرشمع شسته شده و گروه شمع در معرض جریان قرار می گیرند، کاهش می یابد. همچنین با افزایش تعداد شمع های در راستای، حداکثر عمق آبشستگی کاهش می یابد. همین طور افزایش ادامه بالادست گروه شمع ها موجب کاهش عمق آبشستگی می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Local Scour around Complex Bridge Pier

نویسندگان [English]

  • Habibeh Ghodsi 1
  • Mohammadjavad Khanjani 2
1 Ph. D. candidate, Civil Engineering Department, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
چکیده [English]

In this study, local scour around complex pier experimentally investigated. Complex pier consisted of a column, a pile cap which is rested on array of piles. Experiments were conducted on clear-water condition. To see the geometric parameters (pile cap upstream extension, pile group arrangement, pile group upstream extension, and pile cap thickness) effect on scour depth, six physical models of complex pier were built and applied in this study. These experimental results were compared with theoretical equations. The results showed that some of the existing theoretical existing equations provide an appropriate estimation for scour depth. On the other hand, others did not provide acceptable values. The result showed that, by increasing pile cap thickness, the pile cap undercutting elevation was decreased. When the number of piles in line with flow increased the maximum scour depth was also decreased.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Scour
  • Complex pier
  • Pile cap
  • Pile group
  • Pile cap thickness

 

منابع

Ataie-Ashtiani, B., Baratian-Ghorghi, Z., and Beheshti, A. A. 2010. Experimental investigation of clear-water local scour of compound piers. Journal of Hydraulic Engineering, 136(6): 343-351.

Coleman, S. E. 2005. Clearwater local scour at complex piers. Journal of Hydraulic Engineering, 131(4): 330-334.

Ferraro, D., Tafarojnoruz, A., Gaudio, R., and Cardoso, A. H. 2013. Effects of pile cap thickness on maximum scour depth at a complex pier. Journal of Hydraulic Engineering, 139(5): 482-491.

Hannah, C. R. 1978. Scour at pile groups. Res. Rep. No. 28-3, Dept. of Civil Engineering, Univ. of Canterbury, Christchurch, New Zealand.

Lu, J. Y., Shi, Z. Z., Hong, J. H., Lee, J. J., and Raikar, R. V. 2011. Temporal variation of scour depth at nonuniform culindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, 137(1), 45-56.

Martin-Vide, J. P., Hidalgo, C., and Bateman, A. 2010. Local scour at piled bridge foundaton. Journal of Hydraulic Engineering, 124(4): 439-444.

Melville, B. W., and Chiew, Y. M. 1999. Time scale for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, 125(1): 59-65.

Melville, B. W., and Coleman, S. E. 2000. Bridge scour, Water Resources Publications, Littleton, Colo.

Melville, B. W., and Raudkivi, A. J. 1996. Effects of foundation geometry on bridge pier scour. Journal of Hydraulic Engineering, 122(4): 203-209.

Melville, B. W., and Sutherland, A. J. 1988. Design methods for local scour at bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, 114(10): 1210-1226.

Parola, A. C., Mahdavi, S. K., Brown, B. M., and EI Khoury, A. 2010. Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour. Journal of Hydraulic Engineering, 122(1): 35-40.

Richardson, E.V. and Davis, S.R. 2001. Evaluating Scour at Bridges. Hydraulic Engineering Circular No. 18 (HEC−18), 4rd Ed., Rep. No. FHWA NHI 01–001, Federal Highway Administration, Washington, D.C.

Sheppard, D. M., Odeh, M., and Glasser, T. 2004. Large scale clear-water local scour experiments. Journal of Hydraulic Engineering, 130(10): 957-963.