بررسي اثر نصب طوق در كاهش آب‌شستگي تكيه‌گاه‌هاي قايم نيم‌دايره‌اي پل

Studying the effect of collars on scour reduction around vertical semicircular bridge abutments

تكيه‌گاه‌هاي پل موجب تنگ شدن مقطع رودخانه و تغيير الگوي جريان مي‌شوند. تمركز بيش از حد سرعت، افزايش تنش برشي بستر، گرداب‌ها و در نتيجه آب‌شستگي موضعي در اثر وجود تكيه‌گاه پل در رودخانه ايجاد مي‌شود. يكي از روش‌هاي كاهش آب‌شستگي اطراف تكيه‌گاه‌هاي پل، نصب طوق است. طوق با منحرف كردن جريان رو به پايين، موجب كاهش آب‌شستگي و به تاخير افتادن پيشرفت آب‌شستگي مي‌شود. در اين تحقيق تاثير طوق در كاهش آب‌شستگي تكيه‌گاه‌هاي قايم نيم‌دايره‌اي پل به صورت آزمايشگاهي بررسي شد. آزمايش‌ها در يك فلوم به طول 6 متر و با عرض 8/0 ‌متر، در شرايط آب زلال و با نسبت سرعت 85/0 انجام شد. نتايج نشان داد كه با كاربرد طوق‌هاي مختلف 5/63 تا 100 درصد كاهش آب‌شستگي وجود داشت و علاوه بر آن باعث تاخير زماني آب‌شستگي نيز شدند. همچنين طوق‌ها موجب انتقال حداكثر عمق آب‌شستگي به پايين‌دست تكيه‌گاه پل شدند.

Bridge abutments cause constriction in river section and change the pattern of river flow. Due to presence of a bridge abutment in a river, velocity and bed shear stress increase, vortices are formed and finally local scouring around structure commences leading to a scour holes development. In order to reduce scouring around bridge abutments, one method is to implement collars. They mitigate scour and produce a time delay in scour holes development process by deflecting the down flow. In this research, the effect of a collar on scour reduction around vertical semicircular bridge abutments was investigated experimentally. Experiments were conducted in a flume 6 m long, 0.8 m wide under clear water condition (i.e. = 0.85). The results showed that collars reduced the scour depth significantly, and 63.5 to 100 percent reduction on the scour depth and delay on the time of scouring were observed using different collars. Maximum scour depth also moved downstream of the bridge abutment.