كاربرد طوق در كاهش آبشستگي تكيه گاه مستطيلي پل در كانال مركب

The application of collar on the scour reduction at bridge rectangular abutment in composit channel

شكست پل ناشي از آبشستگي كلي در فونداسيون (شامل پايه و تكيه‌گاه)، ضرورت مطالعه در مورد پيش‌بيني آبشستگي و راه‌هاي محافظت در برابر آن را كاملاً روشن مي‌سازد. به طوركلي روش‌هاي كاهش آبشستگي شامل: قرار دادن پي (فونداسيون) در تراز پايين‌تر از عمق گودال فرسايشي، بالا بردن مقاومت بستر در برابر فرسايش و كاهش قدرت عوامل فرسايش (كاهش جريان رو به پايين و گرداب نعل اسبي) مي‌باشد. يكي از راه‌هاي كاهش قدرت عوامل فرسايش استفاده از يك صفحه گسترده در اطراف تكيه‌گاه مي‌باشد كه طوق نام دارد. با نصب طوق قدرت جريان رو به پايين و گرداب نعل اسبي اطراف تكيه‌گاه كاهش مي‌يابد و عمق آبشستگي نيز كاهش مي‌يابد. در تحقيق حاضر در كانالي مركب (شامل كانال اصلي و سيلاب دشت)، طوقي با عرض دو برابر عرض تكيه‌گاه در معرض دو دبي 20 و 25 ليتر بر ثانيه قرار داده شد. عملكرد طوق در سه ارتفاع مختلف: روي بستر، دو سانتي‌متر بالاي بستر و چهار سانتي‌متر بالاي بستر در شرايط آبشستگي آب زلال بررسي شد و با تكيه‌گاه بدون طوق مقايسه شد. نتايج نشان داد كه طوق آبشستگي را كاهش داده و روي بستر عملكرد بهتري از خود نشان مي‌دهد به طوري كه حداكثر درصد كاهش آبشستگي با دبي 20 و 25 ليتر بر ثانيه به ترتيب 94% و93% مي‌باشد.

The fracturing bridge due to scour of foundation (includes bed and abutment), reveals the necessity of study for scour predict and the protected methods. Generally,the methods of scour reduction include: placing foundation at the lower level of erosion pit depth, rasing bed resistance and decressing erosion power factors (decreasing downflow and horseshoe vortex). Utilizing a spreadsheat around abutment called collar is one of the methods of power decrease. The collar decreases the power of downflow and horseshoes vortex around the abutment further it decreases the depth of scour decrease. In this research a collar of two times than the abutment width exposed to a discharge of 20 and 25 lit/s. The operation of collar in 3 different depths (on the bed, at 2cm above bed and at 4cm above bed) was studied in the scour conditions of clear water and was compared with abutment without collar. the research indicate that collar decreases scour and it showed better operation above the bed.as a maximum percentage decrease of scour with a discharge of 20 and 25 lit/s is 94% and 93% respectively.