توصيفگر ها :
پايه پل , آبشستگي موضعي , پايه پل مستطيلي دماغه گرد , طوق , زباله هاي انباشته , پروفيل سرعت
چكيده فارسي :
آبشستگي موضعي در اطراف پايه‌هاي پل مي‌تواند پايداري آن را به خطر بيندازد. علاوه بر خسارت مادي، خسارت جاني و مسائل اجتماعي زيادي را به دنبال دارد. به همين دليل پيش بيني عمق آبشستگي، كه نمايانگر ميزان خطر آسيب به سازه توسط جريان آب در اطراف آن است، امري ضروري است. وقتي زباله ها در بالادست پايه هاي پل انباشته مي شوند، مكانيسم آبشستگي پيچيده تري را بوجود مي آورند و اقدامات متقابل براي كنترل اين فرايند ممكن است كارايي كمتري داشته باشند. در اينجا به بررسي اثرگذاري طوق بر كاهش فرسايش گودال اطراف پايه پل هاي مستطيلي دماغه گرد با بستر رسوبي در شرايط مختلف حضور انباشت زباله در آب پرداخته شده است. آزمايش ها در يك كانال به طول 15 متر، عرض 90 سانتي متر و ارتفاع 60 سانتي متر با ذرات ماسه به قطر 0/77 ميلي متر انجام شد. در اين پژوهش از پايه مستطيلي دماغه گرد با عرض 5 سانتي متري استفاده گرديد. آزمايش ها نشان داد كه ميزان كاهش آبشستگي پايه مستطيلي دماغه گرد همراه با طوق نسبت به پايه مستطيلي دماغه گرد حدود 60/4 درصد بوده است. همچنين، نتايج نشان مي دهد كه زباله هاي انباشته با اشكال مختلف مانند استوانه اي، نيم هرم معكوس و مستطيلي، باعث اختلال در عملكرد طوق و افزايش عمق آبشستگي در اطراف پايه ها مي شوند. در واقع، شكل و ابعاد زباله ها تعيين كننده اي براي درصد اختلال در عملكرد طوق است. عملكرد طوق با وجود بدترين حالت انباشت زباله (زباله نيم هرم معكوس) تا حدود 26/9 درصد كاهش يافته است به طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه استفاده از طوق مي تواند در كاهش آبشستگي اطراف پايه پل حتي با وجود تجمع زباله ها مؤثر باشد. همچنين، مؤلفه‌هاي سرعت، آشفتگي و تنش رينولدز اطراف يك پايه مستطيلي دماغه گرد همراه با طوق، با استفاده از دستگاه ADV اندازه‌گيري شد. اين اندازه‌گيري در شرايطي انجام گرفت كه اطراف پايه پل بدترين حالت انباشت زباله وجود داشت.
چكيده انگليسي :
Local scouring around bridge piers can endanger their stability. In addition to material damage, it also causes a loss of life and many social issues. Therefore, predicting the scour depth, which represents the risk of damage to the structure by the flow of water around it, is essential. When debris accumulates upstream of bridge piers, it creates a more complex scouring mechanism, and countermeasures to control this process may be less effective. In this study, the effectiveness of the collar in reducing scouring around the bridge piers of round nose rectangular shape, with a sediment bed, has been investigated under different conditions of debris accumulation in the water. Experiments were conducted in a 15-meter-long, 90 cm wide, and 60 cm deep channel with sand particles of a diameter measuring 0.77 mm. In this study, round nose rectangular piers with a width of 5 cm were used. The tests revealed that the round nose rectangular pier with the collar exhibited a scour reduction rate of approximately 60.4% compared to the round nose rectangular pier without the collar. Furthermore, the results indicate that debris accumulation in different shapes such as cylindrical, inverted half-pyramid, and rectangular shapes can cause the collar to malfunction, leading to an increase in scouring depth around the piers. The shape and dimensions of the debris play a significant role in determining the extent of collar malfunction. Despite the worst-case scenario of debris accumulation, specifically the inverted half-pyramid garbage, the performance of the collar still exhibited a reduction rate of approximately 26.9%. Overall, the findings of this study demonstrate that utilizing the collar can be effective in minimizing scour around bridge piers, even in situations involving debris accumulation. Also, measurements of velocity, turbulence, and Reynolds stress components were taken around a round-nosed rectangular pier with a collar using an ADV device. These measurements were conducted under the conditions where the worst case of debris accumulation around the bridge pier was present.
