بررسي آزمايشگاهي تاثير طول صفحات حفاظتي بر كاهش عمق آبشستگي پايه پل استوانه‌اي شكل

Experimental Study of the Effect of Protective Plates Lengths on Reducing the Depth of the Cylindrical Bridge Pier

مقدمه: آبشستگي موضعي كه به دليل سازه‌هاي ساخت بشر در مسير جريان رودخانه‌ها به وقوع مي‌پيوندد، مي‌تواند به فرم هاي مختلف باعث فرسايش كف رودخانه شده و تهديدي در جهت تغيير رژيم طبيعي جريان رودخانه محسوب مي‌شود. يكي از روش‌هاي غير مستقيم كاهش آبشستگي استفاده از سازه هاي حفاظتي است. صفحه حفاظتي عبارتست از صفحه اي نازك كه در يك ارتفاع مشخص از پايه پل نصب شده و به اين وسيله مانع از تماس مستقيم جريان پايين رونده در جلوي پل با بستر رودخانه ميگردد و فعاليت گرداب هاي نعل اسبي را تضعيف مي كند همچنين در اين نوع پايه ها سرعت آبشستگي كاهش يافته و يا به عبارت ديگر زمان شروع آبشستگي به تأخير مي افتد. روش­: در اين تحقيق به بررسي آزمايشگاهي تاثير طول صفحات حفاظتي بر ميزان كاهش عمق آبشستگي پايه‌هاي استوانه اي پرداخته شد. يافته ­ها: نتايج حاصل از انجام آزمايش‌ها نشان داد كه قرارگيري صفحات حفاظتي توانست تا 69 درصد باعث كاهش عمق آبشستگي شود. همچنين بهترين طول نسبي (نسبت طول صفحه حفاظتي به عرض پايه پل،(L/b ) صفحات حفاظتي معادل يك مي باشد و با افزايش بيشتر طول صفحات حفاظتي، تاثير طول صفحه بر كاهش عمق آبشستگي معكوس شد بطوريكه كاهش عمق آبشستگي براي طول نسبي 0/5 و 2 به ترتيب 50% و 60% بيشتر از حالت شاهد (بدون حضور صفحات حفاظتي) مي باشد. همچنين در كليۀ آزمايش ها با افزايش عدد فرود جريان، عمق نسبي آبشستگي افزايش پيدا كرده است. نتيجه­ گيري: با توجه به نتايج به دست آمده، با افزايش طول صفحات حفاظتي تا L=b روند كاهش عمق آبشستگي زياد بوده ولي با افزايش بيشتر طول نسبي صفحات حفاظتي، به علت برخورد تعداد بيشتر خطوط جريان رو به پايين و ايجاد گرداب هاي نعل اسبي بيشتر مي تواند باعث افزايش قدرت تخريب رسوبات اطراف پايه پل شود و اثر اين سازه را كاهش داده است. همچنين در تمام آزمايش‌ها در مجاورت صفحات حفاظتي، عمق آبشستگي به ميزان قابل توجهي (حداكثر 69/54 درصد و حداقل 29/54 درصد) نسبت به حالت آزمايش شاهد كاهش پيدا كرده و با توجه به مشاهدات مي توان نتيجه گرفت كه استفاده از صفحات حفاظتي با تاثير بر روي خطوط جريان رو به پايين و گرداب‌هاي نعل اسبي به‌عنوان سازه‌ي مناسبي در جهت كاهش عمق آبشستگي اطراف پايه‌هاي پل موثر است.

Introduction: Local scouring that occurs due to human construction of structures in the course of rivers flow can lead to erosion of the river's bottom and threatens to change the natural flow of the river. One of the indirect methods of reducing scouring is the use of protective structures. Methods: In this research, the effect of protective sheet length on the scour depth reduction of cylindrical base was investigated. Findings: The results of the experiments showed that the laying of protective plates could reduce the scour depth to 69.50%. Also, the best relative length (the length of the protective plate to the width of the bridge base, L / b) of the protective plates is equivalent to one, and with the increase in the length of the protective plates, the effect of the plate length on the scour depth reduction was reversed, so that reducing the scour depth for the relative length of 5.0 and 2 are respectively, 50% and 60% more than the control (without protective plates), and in all experiments, the relative depth of scour has increased with increasing the flow rate.