بررسی آزمایشگاهی الگوی جریان و آبشستگی پیرامون تکیه گاه پل با مقطع مستطیلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضوهیات علمی/دانشگاه بیرجند

2 عضو هیات علمی/دانشگاه شهید چمران اهواز

3 عضو هیات علمی/ دانشگاه شهید چمران اهواز

4 عضو هیات علمی/دانشگاه بیرجند

چکیده

تاکنون مطالعات مختلفی در خصوص شناخت مکانیزم آبشستگی اطراف سازه‌های هیدرولیکی و به خصوص پل‌ها انجام شده است. در زمینه‌ی آبشستگی اطراف پل‌ها تمرکز تحقیقات بیشتر بر روی پایه‌ بوده است تا تکیه‌گاه؛ در حالی که بررسی آمار مرتبط با شکست پل‌ها نشان می‌دهد که بیشتر تخریب‌ها مربوط به تکیه‌گاه بوده است و بالطبع هزینه‌های بیشتری نیز در این بخش صرف شده است. بررسی منابع نشان می‌دهد که شکل تکیه‌گاه بر میزان آبشستگی پیرامون آن تاثیر بسزایی دارد و در بین اشکال مختلف تکیه‌گاه، تکیه‌گاه مستطیلی بیشترین میزان آبشستگی را دارد. بنابراین در تحقیق حاضر با انتخاب شکل مستطیلی برای تکیه‌گاه، علاوه بر بررسی تاثیر عدد فرود، تاثیر پارامتر طول بی‌بعد (نسبت عرض به طول) تکیه‌گاه نیز بر میزان آبشستگی پیرامون آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش عدد فرود و همچنین کاهش پارامتر طول بی‌بعد تکیه‌گاه، آبشستگی افزایش می‌یابد. در ادامه‌ی این تحقیق مولفه‌های سه‌بعدی سرعت جریان پیرامون تکیه‌گاه با استفاده از سرعت‌سنج الکترومغناطیس تعیین و برای رسم میدان جریان مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان داد که وجود گرداب عمودی در گوشه‌ی بالادست تکیه‌گاه از عوامل موثر بر ایجاد حداکثر عمق آبشستگی در این نقطه می‌باشد. همچنین نتایج این تحقیق موید تاثیر جریان روبه‌پایین و گرداب‌های ایجاد شده بر میزان و توسعه‌ی آبشستگی پیرامون تکیه‌گاه پل می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Laboratory investigation of flow pattern and scour around bridge abutment with rectangular section

نویسندگان [English]

  • hossein khozeymehnezhad 1
  • mehdi ghomshi 2

1 Faculty member/birjand university

2 Faculty member/shahid chamran university

چکیده [English]

Already various studies have been done on the mechanism of scour around hydraulic structures especially bridges. In the field of scour around bridges, researches are more focus on scour of piers in comparision with abutments. While the review of available information on the bridge required cost, the major problems are related to abutment. Therefore most costs have to spent in this regard. Literature review shows that abutment form has considerable impact on the scour depth around it. Among various abutment forms, the maximum scour depth occurs in the case of rectangular abutment. Therefore in this research rectangular form for abutment was selected and the effects of froude number and non dimensional abutment length (Width to length ratio) were investigated on scour development. Result shows, that increasing froude number and decreasing non dimensional abutment length, will increase the amount of scour. Following this research, three-dimensional components of velocities were determined with electromagnetic velocimeter and then used for drawing flow pattern. Result shows, that vertical vortex in upstream corner of abutment is an effective factor on maximum depth of scour at this point. Also result confirms that, down flow and generated vortex are effective parameters on abutment bridge scour.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flow pattern
  • Laboratory model
  • scour
  • Bridge abutment