بررسي كارآيي روش‌هاي مختلف كنترل آبشستگي در پل‌هاي رودخانه‌اي با استفاده از روش عددي

The Efficiency of Different Scour Controlling Methods around the River Bridges Using Numerical Method

همه ساله پل­ هاي زيادي در زمان وقوع سيلاب­هاي رودخانه­اي و بر اثر آبشستگي موضعي پايه­ها و كوله­ ها تخريب مي­شوند. تاكنون روشهاي متعددي براي كاهش و كنترل عمق آبشستگي پيشنهاد و به­كار گرفته شده است كه از آن جمله مي­توان به استفاده از سنگ­چين، طوق، ساخت ريز­شمع­ها در جلوي پايه، ايجاد شكاف در پايه، استفاده از كابل، صفحات مستغرق و اصلاح شكل پايه اشاره كرد. در اين تحقيق با استفاده از مدل عددي سه بعدي FLOW-3D مقدار آبشستگي موضعي در اثر برخورد جريان سيلاب با يك ستون گرد در شرايط آب زلال و بستر ماسه­اي يكنواخت و براي روشهاي مختلف كنترل و كاهش آن محاسبه شده است. جريان حاوي رسوب به­ صورت جريان دو فازي آب - ماسه در نظر گرفته شده و براي تخمين پارامترهاي آشفتگي جريان مدل RNG مورداستفاده قرار گرفته است. ارزيابي و صحت سنجي مدل عددي نيز با مقايسه نتايج محاسباتي با داده­هاي آزمايشگاهي انجام شده است. در ادامه مقادير آبشستگي موضعي در جلو و پشت پايه در يازده حالت مختلف پيشنهادي كنترل آبشستگي با پاية تنها مقايسه شده است. حالت استفاده از سنگ­چين با آبشستگي معادل 13 درصد پاية تنها، كمترين آبشستگي و حالت استفاده از تك شمع بقطر نصف پايه در بالادست با آبشستگي معادل 26 درصد پاية تنها، بيشترين آبشستگي را داشته است.

Every year many bridges during river floods are destroyed due to local piers and abutments scouring. Several methods have already been proposed and applied to reduce and control the depth of scour. For instance using riprap, collar, piles in front of piers, slot at piers, cables, submerged plates and modified pier shape. In the current study, the local scouring around a cylindrical pier has been investigated under normal and using different methods for scour reduction conditions by FLOW-3D numerical model and RNG model is used to estimate the flow turbulence parameters. Evaluating and validating the numerical model are carried out using the results of the physical model. In the following, amount of local scouring behind and in front of the pier in different 11 proposed scour reducing conditions is compared with solo pier. Applying riprap condition with 13% scouring of solo pier has the lowest scouring and using solo pile with half pier diameter in upstream with 26% scouring of solo pier has the highest scouring.