توصيفگر ها :
آبشستگي موضعي , تكيه گاه , كابل , پل
چكيده فارسي :
پلها يكي از مهمترين سازههايي هستند كه انسان براي ايمني در عبور از رودخانهها ساخته است. اما يكي از شايعترين علت خرابي پلها سيل ميباشد و آبشستگي در پايه و تكيهگاه پلها نيز رايجترين علت آسيب سيل به پلها است. در اين مطالعه، پديده آبشستگي اطراف تكيهگاه نيم دايرهاي مورد مطالعه قرار گرفت. اين مطالعه با هدف ارزيابي اثربخشي كابل در كاهش عمق آبشستگي به عنوان تابعي از پارامترهاي مختلف طراحي شد. لذا از كانال آزمايشگاهي واقع در سوله مهندسي آب دانشگاه صنعتي اصفهان استفاده شد تا اثربخشي كابل بر عمق آبشستگي مطالعه شود. از يك تكيهگاه نيم دايرهاي با طول 4 سانتيمتر (L=4 cm) براي اين منظور استفاده گرديد. همچنين از يك كابل انعطافپذير و مقاوم در برابر آب استفاده شد. بر اساس آناليز ابعادي انجام شده مشخص شد كه عمق آبشستگي در تكيهگاه با كابل تابعي از قطر كابل (dc)، زاويه پيچش كابل (αt) و گام (S) است. براي قطر كابل سه مقدار با dc=0.11L، dc=0.24L و dc=0.31L انتخاب شد. از سه زاويه °17، °22 و °28 براي زاويه پيچش كابل استفاده شد. همچنين گامهاي S، S/2 و S/3 در نظر گرفته شد. در مجموع 28 آزمايش انجام شد. آزمايشها تحت شرايط جريان آب زلال با شدت جريان U/Uc=0.8 انجام شد. دبي جريان Lit/s50 و عمق جريان cm20 تنظيم شد. اثرات افزايش قطر كابل، افزايش زاويه پيچش كابل و كاهش گام مورد بررسي قرار گرفت. علاوه بر نتايج فوق، ضرايب كاهش (Kc) براي كابل محاسبه شدند. مشخص شد كه بر اثر افزايش قطر كابل و كاهش گام ابتدا عملكرد كابل افزايش و پس از رسيدن به حالت بهينه عملكرد كابل كاهش مييابد. اما بر اثر افزايش زاويه پيچش كابل ابتدا عملكرد كابل كاهش يافته و از زاويه پيچش °22 به بعد عملكرد افزايش يافته تا به عملكرد بهينه برسد. درنهايت مشخص شد كه تنظيمات بهينه براي قطر كابل، زاويه پيچش كابل و گام به ترتيب dc=0.24L، °28 و S/2 است. با اين تنظيمات بيشترين عملكرد كابل در كاهش عمق آبشستگي اطراف تكيهگاه نيم دايرهاي 30/5 درصد به دست آمد. به طور كلي ميتوان بيان نمود كه انتخاب مقدار درست براي پارامترهاي تأثيرگذار بر عمق آبشستگي ميتواند كارايي يك اقدام حفاظتي را بهينه كند.
چكيده انگليسي :
Bridges are one of the important structures built by humans for safety in crossing rivers. But one of the most common causes of bridges failure is flood, and scouring in the pier and abutment of bridges is the most common cause of flood damage to bridges. In this study, the scouring phenomenon around the semi-circular abutment was studied. This study was designed with the aim of evaluating the effectiveness of the cable in reducing scour depth as a function of various parameters. Therefore, the laboratory flume of Isfahan University of Technology was used to study the effectiveness of cable on scouring depth. For this purpose, a semi-circular abutment with a length of 4 cm (L=4 cm) was used. Also, a flexible and water-resistant cable was used. Based on the dimensional analysis, it was determined that the scour depth in the abutment with cable is a function of the cable diameter (dc), thread angle of cable (αt) and step (S). For cable diameter, three values were selected with dc=0.11L, dc=0.24L and dc=0.31L. Three angles of 17°, 22° and 28° were used for the thread angle of cable. Also, S, S/2 and S/3 steps were considered. A total of 28 experiments were performed. The experiments were carried out under clear water flow conditions with a flow intensity of U/Uc=0.8. The flow rate and flow depth were set to 50 Lit/s and 20 cm, respectively. The effects of increasing the cable diameter, increasing the cable thread angle and reducing the step were investigated.In addition to the above results, reduction coefficients (Kc) were calculated for the cable. It was found that due to increasing the diameter of the cable and decreasing the step, the performance of the cable increases first, and after reaching the optimal state, the performance of the cable decreases. However, due to the increase in the thread angle of the cable, the performance of the cable decreased first, and from the 22° thread angle, the performance increased until it reached the optimal performance. Finally, it was found that the optimal settings for cable diameter, cable thread angle and step are dc=0.24L, 28° and S/2, respectively. With these settings, the highest performance of the cable in reducing the scour depth around the semi-circular abutment was achieved by 30.5%. In general, it can be said that choosing the correct value for the parameters affecting scour depth can optimize the efficiency of a countermeasure.