پديد آورنده :
آفريدگان، احسان
عنوان :
بررسي تاثير روش هاي تركيبي طوق، سيستم جت هوا و سيستم مكش بر كاهش آبشستگي موضعي پايه پل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده كشاورزي
صفحه شمار :
پانزده، ۱۱۹ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
منوچهر حيدرپور
استاد مشاور :
حسين سقائيان نژاد
توصيفگر ها :
آبشستگي موضعي , پايه پل , گرداب هاي نعل اسبي , سيستم جت هوا , سيستم مكش , طوق , دستگاهADV , آناليز كوادرانت
استاد داور :
سعيد سلطاني، محمد شايان نژاد
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/04/30
چكيده فارسي :
چكيده پلها از مهمترين ساازههاي هيدروليكي هساتند كه آبشاساتگي موضاعي اطراف پايههاي آنها در طول جريانهاي سايالبي يكي از ا اا ا ا عوامل تهديد كننده پايداري آنها به شمار ميآ يد بنابراين ارائه روشهاي مناسب به منظور كنترل و كاهش آبشستگي موضعي كه بتواند در شرايط بحراني مقاومت نمايد به گونهاي كه توجيه اقت صادي نيز به دنبال دا شته با شد به تحقيقات گ ستردهاي نياز دارد به طور كلي دو روش اساااسااي براي محافظت پلها در مقابل آبشااسااتگي وجود دارد كه عبارتند از باالبردن مقاومت مواد بسااتر و كاهش قدرت عوامل فرسااايش در مطالعه حاظر روشهاي جديد ساايسااتم جتهوا ساايسااتم مكش و طوق در كاهش آبشااسااتگي مو ضعي برر سي شد همچنين با تركيب سي ستمهاي مذكور با طوق مدلهاي تركيبي طوق جتهوا و طوق مكش مورد آزمايش قرار گرفته شااد در آزمايشااات طوق در پيشاااني پايه ابتدا عرل و طول طوق برابر با قطر پايه لحاد گرديد در ادامه با افزايش طول طوق به 5 1 و 2 برابر قطر پابه طول مناسب براي مدل طوقها بدست آمد سپس در دوآزمايش ديگر با افزايش عرل طوق به ميزان 1 و 2 برابر قطر پايه توانايي طوقها در كاهش آبشستگي موضعي مورد بررسي قرار گرفت نتايج حاصله از مجموع 5 آزمايش انجام گفته در رابطه با طوق نشان داد كه طوق ميتواند با توانايي تقابل با جريان روبهپايين سيستمي قوي در كاهش آبشستگي ظاهر شود مدل طوق با طول و عرل 2 برابر قطر پايه راندماني 95 در كاهش آبشستگي داشت در بررسي سيستم جتهوا سوراخ جت در پيشاني پايه قرار داده شد فشار خروجي جت در تمامي آزمايشات به طور ثابت 1 اتمسفر لحاد گرديد سوراخ جت در 6 آزمايش انجام شده در فوا صل 0 3 6 9 21 51 سانتي متري از ب ستر قرار گرفت سي ستم جتهوا با ت ضعيف جريان روبه پايين و انرژي بخشيدن به اليه مرزي در تمامي اعماق قرارگيري سوراج جت آبشستگي را كاهش داد بيشترين راندمان سيستم با قرارگيري سوراخ در كمترين عمق و به ميزان 03 بود در ساايسااتم مكش نيز سااوراخي در پيشاااني پايه ايجاد شااد دبي مكش مدل به طور ثابت در تمامي 6 آزمايش 68 0 ليتر برثانيه لحاد گرديد عمق قرارگيري سوراخ مكش در عمقهاي 0 3 6 9 21 51 سانتيمتري از بستر قرار گرفت سيستم مكش در تمامي آزمايشات با حذف جريان روبهپايين و اليه مرزي ايجاد شده برروي پايه نقش مهمي در كاهش آبشستگي داشت بيشترين راندمان سيستم مكش به ميزان 15 با قرارگيري سوراخ بر روي بستر بود در مدل تركيبي طوق جتهوا بهترين مدل از سيستم جتهوا با تمامي طوقها در آزمايشاتي جداگانه تركيب گشت آزمايشات نشان داد با افزايش مساحت طوق بر توانايي كاهش آبشااسااتگي موضااعي جتهوا افزوده ميگردد در آزمايش جتهوا با طوق داراي طول و عرل 2 برابر قطر پايه آبشااسااتگي به ميزان 28 كاهش يافت مدل تركيبي طوق مكش از تركيب طوق داراي طول و عرل 2 برابر قطر پايه و ساايسااتم مكش با بهترين راندمان يعني زماني ك ه سوراخ مكش مدل بر روي بستر قرار گرفته ساخته شد نتايج حاصله نشان داد مدل تركيبي طوق مكش در تقابل با جريان روبهپايين به شدت قوي عمل ميكند مدل توان ست به ميزان 49 در صد آب ش ستگي در پي شاني پايه را كاهش دهد با بردا شت پروفيلهاي سرعت تو سط د ستگاه ADV الگوي جريان پيرامون پايه شاهد و مدلهاي تركيبي مورد برر سي قرار گرفت در پايه شاهد در ناحيه باالد ست درون گودال تغيير عالمت سرعت همراه با گراديان ف شار مثبت كه ن شان از جدايش جريان ا ست مشاهده گشت در تحليل كوادرانت درناحيه باالدست پايه شاهد درون گودال سهم رخداد برهمكنش بيروني بيشتر از ديگر رخدادها ميباشد با افزايش عمق ساهم رخداد جارويي از رخدادهاي ديگر پيشاي گرفته و تا ساطح برتري خود را حف ميكند در پشات پايه شااهد در كمترين ا ا ا ا ا عمق سهم رخدادهاي برهمكنش بيروني و برهمكنش دروني بيش از رخدادهاي ديگر است كلمات كليدي آبشستگي موضعي پايه پل گردابهاي نعلاسبي سيستم جتهوا سيستم مكش طوق دستگاه ADV آناليز كوادرانت 61
چكيده انگليسي :
An analysis of the effectiveness of the collar air jet and suction systems combinations on reducing local scour at bridge pier Ehsan Afaridegan e afrigan@ag iut ac ir June 27 2018 Department of Water Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language Farsi1st Supervisor Manouchehr heidarpour heidar@cc iut ac irAbstractBridges are among the most important hydraulic structures and scour around the bridge piers dueto supercritical flows is a threat to the stability of these structures There are generally two majormethods of protecting bridges against scour reinforcing the bed materials and undermining theerosion factors In the present research the combination of the air jet suction and collar systemswas proposed as a new method for reducing local scour Moreover hybrid collar air jet and collar suction models were tested by combining the aforementioned systems with a collar In the collartests the width and length of the collar were set to the pier diameter at the pier head Afterwards by increasing the collar length from 1 5 to 2 times the pier diameter the length suiting the collarmodel was obtained In the next two tests the collar width was increased to 1 and 2 times the pierdiameter to examine the efficiency of the collar model The results from the five experimentsrevealed that a collar has the capacity for preventing down current and thus it is a powerful meansof reducing scour The collar model with a length and width twice the pier diameter yielded a scourreduction efficiency of 59 In the air jet test a hole was created in the pier head and the outputjet pressure was 1 atm in all experiments The jet hole was created at the 0 3 6 9 12 and 15 cmdistances from the bed in all experiments The air jet system reduced scour by undermining thedown current and reinforcing the boundary layer at all jet hole depths The highest systemefficiency which was 30 was observed by creating the hole at the lowest depth In the suctionsystem a hole also was drilled in the pier head The suction flow rate was 0 86 lit sec in all of the6 experiments and the suction holes were made at the 0 3 6 12 and 15 cm distances depth fromthe bed In all experiments the suction system powerfully reduced scour by eliminating the downcurrent and creating a boundary layer on the pier The highest suction efficiency was 51 whichwas obtained by creating the hole in the bed In the collar air jet hybrid model the best air jet modelwas combined with all of the collars in the course of separate experiments The experimental resultsrevealed that the jet efficiency escalated with an increase in the collar length In the air jet test thatwas conducted using a collar with a width and length twice the pier diameter scour declined by82 The collar suction hybrid model was built using a collar with a width and length twice thepier diameter and the most efficient suction system i e when the suction hole was created on thebed The investigation results indicated the high efficiency of the collar suction hybrid model asa down current countermeasure This model also reduced scour by 94 at the pier head Key WordsLocal scouring Bridge pier Collar Air jet system Suction system ADV device Horseshoesvortex 120
استاد راهنما :
منوچهر حيدرپور
استاد مشاور :
حسين سقائيان نژاد
استاد داور :
سعيد سلطاني، محمد شايان نژاد
