تاثير توام صفحات مستغرق و طوق در كاهش آبشستگي پايه هاي مستطيلي با دماغه ي گرد

Simultaneous effects of submerged vanes and collar on scour reduction around rectangular piers with rounded nose

در اين تحقيق تاثير توام صفحات مستغرق وطوق در كاهش آبشستگي اطراف پايه هاي مستطيلي با دماغه ي گرد بررسي شد. صفحات مستغرق سازه هايي هستند كه غالبا براي كاربردهاي مختلفي از قبيل، حمايت از سواحل در برابر فرسايش، خروج رسوبات از دهانه ي آبگيرها و افزايش عمق كشتيراني استفاده مي شوند. اين صفحات با تغيير در رژيم حركتِ بارِ بستر اين امكان را فراهم مي سازند تا محل رسوب گذاري و فرسايش قابل كنترل باشد. طوق نيز مانع از برخورد جريان پايين رونده با بستر شده و عمق آبشستگي را كاهش مي دهد. آزمايشات مختلفي بر روي پايه با زواياي مختلف انجام شد. همچنين عملكرد صفحات مستغرق در ارتفاع هاي مختلف روي بستر و زواياي مختلف با جهت جريان بررسي گرديد. طوق مورد استفاده نيز داراي عرضي سه برابر عرض پايه بوده و در روي بستر نصب شد. نتايج نشان داد كه با افزايش زاويه ي پايه با جهت جريان از تاثير صفحات مستغرق در كاهش آبشستگي كاسته مي شود. حداكثر كاهش آبشستگي براي پايه ي 0، 5 و 10 درجه با جهت جريان با صفحات مستغرق با ارتفاع 5/2 سانتيمتر در روي بستر و زاويه ي 30 درجه با جهت جريان به ترتيب در حدود 57/45، 76/39 و 78/27 درصد بود. آزمايشات با طوق نشان دادند كه با افزايش زاويه ي پايه با جهت جريان از عملكرد طوق كاسته مي شود. حداكثر كاهش آبشستگي در آزمايشات با صفحات مستغرق و طوق براي پايه ي 0، 5 و 10 درجه با طوق به ترتيب برابر با 62/69، 4/49 و78/7 درصد بود.

In this research, the influences of submerged vanes and collar on scour reduction around rectangular bridge piers with circular nose were investigated. Vanes are used as protective structures against bank erosion, exclusion of sediment from water intake structures and increasing navigational depth. Vanes change the regime of bed load movement that lead to control place of deposition and erosion. Collar prevents the direct impact of down flow with the bed that leads to decreasing the scour depth. Experiments were carried out with different piers and submerged vanes at various arrangements. The width of the collar was three times greater than the pier width and was installed on the bed. It was found that effectiveness of submerged vanes reduces by increasing the skewness of the pier. Maximum reductions of scouring were 45.57, 39.76 and 27.78% for submerged vanes with 2.5cm heights on the bed and skewed at to the flow when the angle of pier was and skewed at and to the flow, respectively. Results showed that the performance of collar decreased with increasing of pier angle with flow direction. Also maximum reductions of scouring were 69.62%, 49.4% and 7.78% for pier with submerged vanes and collar when were aligned and skewed at and to the flow, respectively.