بررسي آزمايشگاهي الگوي جريان و آبشستگي پيرامون تكيه‌گاه پل با حضور صفحه‌ي مستغرق متصل به آن

Laboratory investigation of flow pattern and scour around bridge abutment in case of using attached submerged vane

تاكنون تحقيقات زيادي در خصوص شناخت مكانيزم آبشستگي، كنترل و كاهش آن در محل پايه و تكيه‌گاه پل‌ها انجام شده است. البته مطالعات انجام شده در خصوص تكيه‌گاه كمتر بوده و تمركز تحقيقات بيشتر بر روي پايه‌ي پل‌ها بوده است. همچنين در دو دهه‌ي گذشته صفحات مستغرق جهت تثبيت بستر و حفاظت سواحل رودخانه‌ها، كاهش فرسايش سواحل در محل قوس رودخانه و نيز براي جلوگيري از ورود رسوبات بار بستر رودخانه به سازه‌هاي آبگيري و اصلاح مقطع رودخانه در مجاورت پايه‌هاي پل مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ اما تاكنون تحقيقي در خصوص استفاده از صفحه يا صفحات مستغرق در كاهش آبشستگي اطراف تكيه‌گاه پل‌ها انجام نشده است، لذا در تحقيق حاضر، عملكرد صفحه‌ي مستغرق متصل به تكيه‌گاه در كاهش آبشستگي پيرامون تكيه‌گاه پل با شكل مستطيلي مورد بررسي قرار گرفت، نتايج نشان داد، زاويه‌ي نصب صفحه، تاثير قابل ملاحظه‌اي بر ميزان كاهش آبشستگي پيرامون تكيه‌گاه دارد. در ادامه‌ي اين تحقيق مولفه‌هاي سه‌بعدي سرعت جريان پيرامون تكيه‌گاه در حالت نصب صفحه با استفاده از سرعت‌سنج الكترومغناطيس تعيين و براي رسم الگوي جريان مورد استفاده قرار گرفتند و با توجه به آن دلايل نقش موثر صفحه بر كاهش آبشستگي پيرامون تكيه‌گاه مورد بررسي قرارگرفت. بررسي الگوي جريان در حالت نصب صفحه‌ي مستغرق متصل به تكيه‌گاه نشان داد كه اين سازه با ايجاد منطقه‌ي كم سرعت پيرامون تكيه‌گاه و مهار گرداب‌هاي اوليه، نقش موثري در كاهش آبشستگي دارد.

Already various studies have been done on the mechanism of scour around hydraulic structure especially bridges. In the field of scour around bridges, researches are more focus on scour of piers in compare with abutment. Also, in the two past decades, submerged vanes have been used to stabilization of bed, protection of Beach Rivers and reduction of scour beach in the bend of rivers and also for prevention of the sediment entry to intake structure and for improvement of the river section near the bridge piers. But so far no study has been done on reduction of scour around bridge abutment by submerged vanes. Therefore in this study, the performance of submerged vane attached to the rectangular abutment was investigated. The results showed that the setup angle had a significant impact on the performance of submerged vanes. Following this research, three-dimensional components of velocity were determined with electromagnetic velocimeter around abutment with attached submerged vane and used for drawing flow pattern and according to it, reasons of effective role of vane was investigated on reductions of bridge abutment scour. Investigation of flow pattern around bridge abutment in case of using submerged vane showed, this structure had the effective role on reduction of scour by creating a low velocity zone around bridge abutment and control of primary vortexes.