اثر شمع¬های حفاظتی بر کاهش آب¬شستگی در پایه پل استوانه¬ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

آب­شستگی در اطراف پایه­های پل بر اثر برخورد جریان با پایه و جدا شدن جریان از آن ایجاد می­گردد. یکی از روش‌های حفاظت از پایه­های پل در برابر آب­شستگی استفاده از شمع­های محافظ می­باشد. این شمع­ها با تغییر الگوی جریان و کاهش شدت گردابه­های ایجاد شده در اطراف پایه موجب کاهش عمق آب­شستگی می­شوند. در این پژوهش تاثیر تغییر قطر و فواصل شمع­های حفاظتی بر آب­شستگی ایجاد شده در اطراف پایه پل استوانه­ای به قطر(D) 40 میلی­متر، در فلومی آزمایشگاهی با بستری از ذرات رسوبی با قطر میانگین 5/0 میلی­متر مورد بررسی قرارگرفت. آزمایشات در 3 قطر 20، 27 و 32 میلی­متری شمع­های حفاظتی و در فواصل D8/2، D95/2، D1/3 و D4/3 شمع نخست از ابتدای پایه اصلی در شرایط آب زلال با سرعت­های نسبی­ 67/0 ، 81/0 و 94/0 انجام گردید. نتایج نشان داد در تمامی قطر شمع­ها با افزایش سرعت نسبی میزان آب­شستگی افزایش می­یابد. هم­چنین تا فاصله­ی بهینه بین شمع­ها با افزایش قطر شمع­ها از میزان آب­شستگی کاسته می­شود ولی با بیش­تر شدن فاصله، عملکرد شمع­ها با افزوده شدن قطر روندی کاهشی می­گیرد. در این آزمایشات بهترین موقعیت قرارگیری شمع­ها در فاصله D95/2 بود، که با توجه به قطر شمع­ها و سرعت نسبی، راندمان 39 تا 121 درصدی در آن حاصل شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of Sacrificial Piles on Scour Reduction of Cylindrical Bridge Pier

نویسندگان [English]

  • Naval Azam
  • Mehdi Ghomeishi
چکیده [English]

Local scour around a bridge pier results from the flow and pier interaction and separation of the flow at the sides of the pier. One of the methods for a local scour countermeasure at bridge piers is the use of sacrificial piles. Sacrificial are piles placed upstream of a bridge pier for the purpose of protecting it from local scour by deflecting the high-velocity flow and reducing vortex system behind them. In this paper the effects of pile size and spacing between sacrificial piles are investigated in an experimental flume under clear-water condition. Uniform bed sediment with a median diameter of 0.5 mm was used. The cylindrical pier was 40 mm in diameter (D). The sacrificial piles were of 32, 27 and 20 mm diameters (d) and the distances of the first sacrificial pile were equal to 2.8D, 2.95D, 3.1D and 3.4D from the upstream face of the pier. Three different flow rates were used, identified by V/Vc equal to 0.67, 0.81 and 0.94. The results show that increasing flow intensity reduces the sheltering effect of the pile group. Also up to optimum distance, increasing the sacrificial pile diameter improves the effect of these piles, but for larger distances of the sacrificial piles the most efficient scour reduction occurs for the smallest sacrificial piles diameter. Furthermore, the experimental results show that when the sacrificial pile is located at a distance equal to 2.95D of pier (X), the significant scour reduction nearly to 39 - 121% will occur.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cylindrical piers
  • Sacrificial piles
  • Scour reduction