بررسی کارایی طوقه های ال شکل در کاهش آبشستگی موضعی پیرامون تکیه گاه پل با استفاده از مدل آزمایشگاهی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بیرجند

2 دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

آبشستگی پیرامون پایۀ پل ها از مهم ترین مباحث در علم هیدرولیک به شمار می رود. وقوع آبشستگی موضعی در اطراف پایه و تکیه گاه پل ها یکی از عمده ترین دلایل تخریب پل ها است. در زمینۀ آبشستگی اطراف پل ها تمرکز تحقیقات بیشتر بر روی پایه بوده است تا تکیه گاه در حالی که بررسی آمار موجود بر روی شکست پل ها نشان می دهد که بیشتر مشکلات، مربوط به تکیه گاه است و بالطبع هزینه های بیشتری نیز در این بخش صرف شده است. یکی از روش های کاهش آبشستگی اطراف پایه ها و تکیه گاه پل، نصب طوقه بر روی آن است. طوقه ها بستر را در مقابل جریان-های گردابی اطراف پایه محافظت می کنند. در تحقیق حاضر تأثیر دو نمونه طوقۀ کامل و ال شکل در کاهش آبشستگی پیرامون تکیه گاه پل مورد بررسی قرار گرفت و نموداری کاربردی در این زمینه استخراج و مشخص گردید که ابعاد طوقه بر عملکرد آن، تاثیر بسزایی دارد. نتایج نشان داد با افزایش ابعاد طوقه عمل کرد آن بهبود می یابد. با مقایسۀ دو نوع طوقه، مشخص شد، درصورتی که پیش آمدگی طوقه در طول، بیش از نیم برابر طول تکیه گاه باشد، طوقه های ال شکل مؤثرتر از طوقۀ کامل عمل می کنند. طوقه های ال شکل به دلیل این که مانع حرکت رسوبات ناشی از فعالیت گرداب برخاستگی در پایین دست تکیه گاه نمی شوند، عملکرد بهتری از خود نشان دادند، از طرفی طوقه های ال شکل به دلیل مساحت کمتر در مقایسه با طوقه های کامل، در صورت کاربردی شدن از نظر اقتصادی نیز به صرفه تر خواهند بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Laboratory Investigation of Performance of L-shaped Collar on Reduction of Local Scour Around Bridge abutment

نویسندگان [English]

  • hossein khozeymehnezhad 1
  • Mehdi Ghomeshi 2
  • yousef ramezani 1
1 University of Birjand, Birjand
2 Shahid Chamran University, Ahvaz
چکیده [English]

Scour around bridge piers is one of the most important fields of hydraulic research. Local Scour around bridge piers and abutment is one of the main reasons of bridge failures. In the field of scour at the bridges, researches are more focus on scour of piers in compare with abutment. While the available information on the bridge failures required cost, the major problems are related to abutment. Therefore, most costs have spent in this part. One of the methods used to reduce of scour around bridge piers and abutment is installing collar. The collars protect the river bed against vortex flow in the vicinity of the piers and abutments . In this research the effect of two types of collar, include complete and L-shaped collar, were investigated on abutment scour reduction and application diagram is proposed. Results show that increasing dimensions of collars will increasing the efficiency of performance. Comparing of both collars indicated, that if the length of collars is larger than half the length of the abutment, the L-shaped collar is more effective in compare with complete collar. The L-shaped collar doesn’t prevent sediment movement due to lift vortex in downstream of abutment and for this reason it is shown more effective performance than the complete collar. Also, using the L-shaped collars with less area is more cost effective.

کلیدواژه‌ها [English]

  • L-shaped Collar
  • Bridge Abutment
  • Local Scour

مراجع

1.خادمی، خیراله.، «بررسی اثر فواصل طولی و عرضی صفحات مستغرق بر آبشستگی موضعی ایجاد شده در محل تکیه‌گاه پل»، رسالۀ دکتری، دانشگاه شهید چمران، اهواز، (1391).
2. خادمی، خیراله.، خزیمه‌نژاد، حسین.، شفاعی‌بجستان، محمود.،«برداشت بی‌رویۀ مصالح رودخانه‌ای در استان خوزستان یکی از عوامل اصلی آبشستگی پای پل‌های بزرگ»، سومین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشکده مهندسی علوم آب، دانشگاه شهید چمران اهواز، (1389).
3. Melville, B.W.," Local Scour at Bridge Abutments", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 118, No. 4, PP. 615-631. (1992)
4. Wong, W. H., "Scour at Bridge Abutments", Report No. 275, Dept. of Civil Engineering, University of Auckland, Auckland, New Zealand., (1982).
5. Tey, C. B.," Local scour at bridge abutments", Report No. 329, University of Auckland, School of T. Engineering, Department of Civil Engineering Private Bag,Auckland, New Zealand., (1984).
6. Kwan, F., "Study of Abutment Scour", Report No. 451, University of Auckland, School of T. Engineering, Department of Civil Engineering Private Bag, Auckland, New Zealand, (1988) .
7. Kandasamy, J. K., "Abutment scour", Report No. 458, School of Engineering., University of Auckland, Auckland, New Zealand, (1989) .
8. Dongol, D. M. S.,. "Local scour at bridge abutments", Report No. 544, University of Auckland, School of T. Engineering, Department of Civil Engineering Private Bag, Auckland, New Zealand , (1994).
9. Liu, M. K., Chang, F. M., and Skinner, M. M.," Effect of bridge construction on scour and backwater", Report No. CER60-HKL22, Department of Civil Engineering, Colorado State University, Fort Collins, Colorado, (1961).
10. Gill, M. A.," Bed erosion around obstructions in rivers", Ph.D thesis, The University of London, Imperial College of Science and Technology, (1970).
11. Chiew, Y. M.," Scour protection at bridge piers", Journal of Hydraulic Engineering, ASCE,No.118(9), pp.1260-1269, (1992).
12. Kumar, V., Ranga Raju, K. G., and Vittal, N.," Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars". Journal of Hydraulic Engineering, No. 125(12), pp. 1302-1305., (1999)
13. Singh, C.P., Setia, B. and Verma, D.V.S., "Collar-sleeve combination as a scour protection device around a circular pier", Proceedings of Theme D, 29th Congress on Hydraulics of Rivers, Water Works and Machinery, Chinese Hydraulic Engineering Society, Beijing, China., No. 16-21., pp. 202-209., (2001).
14. Monocad, M, A, T., Aguirre-Pe J., Bolivar J.C and Flores E.J.," Scour protection of circular ridge piers with collars and slots". Journal of Hydraulic Research, vol. 47, No. 1, pp. 119-126., (2009).
15.بلوچی، محمد.، چمنی، محمدرضا.، بیرامی، محمدکریم.، «بررسی اثر تغییر شکل طوق بر روند و میزان آبشستگی موضعی»، مجموعه مقالات ششمین کنفرانس هیدرولیک، ایران، دانشگاه شهرکرد،(1386).
16. Zarrati A.R., Gholami H and Mashahir M.B., "Application of collar to control scouring around rectangular bridge piers". Journal of Hydraulic Research. vol. 42, No. 1, pp. 97-103., (2004).
17. Zarrati, A. R., Nazariah, M and Mashahir, M. B., "Reduction of local scour in the vicinity of bridge piergroups using collars and riprap". Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, vol. 132, No. 2, pp. 154-162., (2006).
18.ثانی‌خانی، هادی.، حسین‌زاده دلیر، علی.، فرسادی زاده، داوود.، «عملکرد طوق‌های مربعی شکل کاهش آبشستگی در اطراف پایه‌های پل»، چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشگاه تهران،(1387).
19.شریعتی، حسین.، خداشناس، سعیدرضا.، اسماعیلی، کاظم.، «مقایسه عملکرد طوق مربعی و دایره‌ای در آبشستگی موضعی در پایه پل»، هشتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانهدانشگاه شهید چمران اهواز، (1388).
20. Kayaturk, S.Y., " Scour and scour protection at bridge abutment". Ph.D thesis, Middle East Technical University, (2005).
21. Li, H., Kuhnle, R.A and Barkdoll, B.D ," Countermeasures Against Scour At Abutments". Report No. 49, USDA, Agricultural Research Service, (2006).
22. Khozeymehnezhad H., Ghomshi M., Shafai-bejestan M., "Investigation of Collar in different sizes and bed level as a Bridge Abutment Scour Countermeasure", Ecology environmental & conservation, vol. 18, No. 4, pp. 963-966., ( 2012).
23. Khozeymehnezhad,H., Ghomshi,M., "Comparison of symmetrical and unsymmetrical rectangular collars on scour reduction of bridge abutment", Middle east journal of scientific research, vol. 18, No. 8, pp. 1099-1104., (2013).
24. Raudkivi, A., Ettema, R.," Clear-water scour at cylindrical piers". Journal of Hydraulic Engineering, vol. 109, No. 3, pp. 338-350., (1983).
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار