اثر آبشكن بر كاهش عمق آبشستگي اطراف پايه پل‌ها در پيچ رودخانه‌ها

The Effect of Groyne on Reduction of the Scour Depth around Bridge Piers in River Bends

مهم‌ترين دليل نگراني، در خصوص پايداري پل‌ها، وقوع آبشستگي موضعي در اطراف آنهاست. از اينرو روش‌هاي مختلفي براي جلوگيري و يا كاهش عمق آبشستگي اطراف پايه پل‌ها ارايه شده است. استفاده از آبشكن از جمله شيوه‌هاي نوين كنترل و كاهش آبشستگي موضعي مي‌باشد. در مطالعه حاضر تأثير استفاده از يك آبشكن نفوذناپذير در كنترل آبشستگي موضعي اطراف پايه پل استوانه‌اي شكل مستقر در قوس يك كانال آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايشات براي آبشكن با سه زاويه قرارگيري 90، 50 و 120 درجه نسبت به كرانه پايين دست در سه دبي 47، 49 و 51 ليتر در ثانيه، در شرايط آب زلال انجام شد. نتايج حاصله نشان داد در كليه نسبت‌هاي سرعت به‌سرعت بحراني و همه زواياي قرارگيري آبشكن، آبشستگي در اطراف پايه پل نسبت به حالت شاهد كاهش مي‌يابد. همچنين در همه نسبت‌هاي سرعت به سرعت بحراني بهترين عملكرد مربوط به آبشكن عمودي مي‌باشد و ميانگين عملكرد آبشكن دافع نسبت به آبشكن جاذب بهتر و مطلوب‌تر است اما با افزايش دبي و به تبع آن نسبت سرعت به سرعت بحراني از تأثير آبشكن عمودي كاسته شد و در مقابل آن عملكرد آبشكن جاذب بهبود مي‌يابد. بهترين عملكرد مربوط به آبشكن عمودي در نسبت سرعت به سرعت بحراني برابر با 0/84، مي‌باشد كه موجب كاهش 71/42 درصدي آبشستگي در اطراف پايه پل مي‌شود.

The most important cause of concern about the stability of bridge foundation is the occurrence of scour around bridge piers. Therefore, different methods have been proposed to prevent or reduce scouring around bridge piers. The use of groynes is one of the modern methods to control and reduce local scour. In the present study, the effect of a solid groyne on reduction of the scour depth around a cylindrical bridge pier, located in the bend of a laboratory flume is assessed. Experiments were conducted for groyne model angled at 50˚, 90˚ and 120˚ to the downstream channel sidewall with three flow rates of 47, 49 and 51 liters per second in a sediment free condition. Results showed that in at ratios of velocity to critical velocity and all groyne angles, in comparison with no groyne, the scour depth was reduced. At all ratios of velocity to critical velocity, the best operation was related to normal groyne and the average operation of repelling groyne was better than attracting groyne. The operation of normal groyne decreased and attracting groyne function improved as the flow rate increased. Also, the normal groyne (ratio of velocity to critical velocity equal to 0.87) had the best effect on reducing the scour depth (by about 71.4 percent).