بررسي آزمايشگاهي اثر مساحت سطح شكاف در بدنه‌ي پايه روي كاهش آبشستگي موضعي پايه پل

Experimental Investigation of the Effect of Slot Pier Opening Area on Local Scouring of Bridge Pier

ساخت پايه ­هاي پل در داخل بستر رودخانه ­ها غالبا تغييراتي در شكل و مسير رودخانه ­ها ايجاد مي­كنند. اين تغييرات عكس­ العمل­ هاي طبيعي رودخانه را در پي دارد كه يكي از آن­ها آبشستگي موضعي در اطراف پايه­ ي پل­ هاست و مي­ تواند سالانه خساراتي را به وجود مي‌آورد. ازاين‌رو تحقيقات زيادي روي روش‌هاي كنترل و كاهش آبشستگي انجام‌گرفته است. يكي از روش‌هاي ارائه‌شده توسط محققان استفاده از شكاف در پايه پل‌هاست. در تحقيق حاضر اثر مساحت سطح شكاف در بدنه­ ي پايه روي آبشستگي موضعي اطراف پايه با مقطع مستطيلي به‌صورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين منظور از پايه ­هاي داراي شكاف با مقطع مربعي و به ابعاد متفاوت استفاده گرديد. شكاف­ها در سه تراز قرارگيري (نزديك سطح آب، هم‌تراز بستر و زير بستر) و در چهار عدد فرود مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج نشان داد عمق آبشستگي حداكثر و حجم چاله­ي آبشستگي با تراز قرارگيري شكاف نسبت به بستر و عدد فرود جريان، رابطه­ ي مستقيم و با مساحت سطح شكاف، رابطه عكس دارد. بهترين عملكرد شكاف مربوط به شكاف با ابعاد بيشتر و در تراز زير بستر و در شرايط كمترين عدد فرود بوده كه به ميزان 55/4 درصد عمق آبشستگي را كاهش مي دهد.

The construction of bridges within the river beds often makes changes to the shape and direction of the rivers. These changes take the natural actions of the river, that one of them is the local scouring around the bridges' piers and can cause annually damage. Therefore, many researches have been carried out to control and reduce the scouring. One of the methods presented by researchers is using slot at piers. In present study, the effect of Pier Opening Area on local scouring around the pier with rectangular section is experimentally investigated. For this purpose, piers with square shape slots and different dimensions were used. The piers were tested at three levels (near the water level, on the bed and under the bed) and four Froude numbers. The result showed that the maximum scouring depth and the volume of hole scour had a direct relationship with slot level relative to bed and Froude number and an inverse relationship with Pier Opening Area. The best performance belonged to the slot with greater dimensions which was located under the bed level in the minimum Froude number condition that reduced the depth of scouring about 55.4 percent.