بررسي آبشستگي موضعي در اطراف پايه پل باله اي شكل با طوق

Investigation of Local Scour around Airfoil Shaped Pier with Collar

روش هاي مهار و جلوگيري از آبشستگي بر روي مكانيزم آبشستگي پايه ريزي شده است. يكي از اين رو ش ها بررسي شكل هندسي پايه هاي پل و نصب طوق در اطراف آن مي باشد. در اين تحقيق با بكارگيري 9 شكل هندسي مختلف از پايه هاي پل و نصب طوق در سطح بستر، سرعت آبشستگي و عمق حفره آبشستگي اطراف آنها با پايه استوانه اي شكل مقايسه شده است. همچنين اثر طول در روي پايه هاي باله اي شكل نيز مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان داد كه پايه باله اي شكل با طول نسبي 85/3 به علت كاهش قدرت گرداب هاي نعل اسبي و حذف گرداب برخاستگي بيشترين كاهش آبشستگي را از خود نشان داده و در مقايسه با شكل هاي مختلف پايه، در كاهش حداكثر عمق آبشستگي اثر بهتري داشته است و نسبت به پايه استوانه اي باعث كاهش حدوداً 22 درصدي حداكثر عمق آبشستگي شده است. همچنين استفاده از طوقي با قطر 2 برابر قطر پايه، در پايه باله اي شكل نسبت به پايه استوانه اي حدود 80 درصد حداكثر عمق آبشستگي را كاهش داده و زمان تعادل را نيز افزايش داد. همچنين پايه باله اي شكل كه بصورت برعكس در جهت جريان قرار مي گيرد موجب كاهش 60 درصدي، در حداكثر عمق آبشستگي در جلوي دماغه پايه نسبت به حالت اوليه آن مي شود.

Methods to control and reduce local scour are based on the scour mechanism. One of these methods is the application of collar around piers and using different bridge piers geometries. In this study eight different shapes of bridge piers were used with collar around them and the obtained scour depths and rates were compared with those of circular pier. The effect of airfoil shaped piers length was also investigated. The results showed that the airfoil shaped pier with relative length of 3.85 was more effective than the other shapes of piers due to reduction of power of horseshoe and wake vortices and the maximum scour depth reduced 22% compared to the cylinderical pier. Furthermore, using a collar with a diameter two times greater than the pier diameter in the airfoil shaped piers decreased the maximum scour depth up to 80% in comparison with circular pier and the equilibrium time of scour also increased. Also, the airfoil shaped piers which were located in flow path in inverse direction, reduced the maximum scour depth in front of pier about 60%.