بررسي تاثير تراز قرارگيري و شكل فونداسيون بر مقدار آب‌شستگي اطراف پايه پل

Investigation of foundation depth and shape effect on scouring amount around a bridge pier

آب‌شستگي در اطراف پايه‌هاي پل يكي از علل عمده آسيب‌هاي جدي به پل مي‌باشد. در اين پژوهش، با استفاده از مدل آزمايشگاهي به بررسي اين پديده و تاثير عمق فونداسيون و شكل فونداسيون بر مراحل آب‌شستگي پرداخته شد. آزمايش‌ها براي 4 شكل فونداسيون شامل فونداسيون مربعي، استوانه‌اي، چهارگوش با دماغه نيم‌دايره‌اي در جهت جريان، چهارگوش با دماغه نيم‌دايره‌اي عمود بر جريان و 5 تراز قرارگيري فونداسيون انجام شد. نتايج نشان مي‌دهد كه عمق آب‌شستگي به تراز قرارگيري و شكل فونداسيون بستگي دارد. بهترين شكل فونداسيون كه كم‌ترين آب‌شستگي در اطراف آن رخ مي‌دهد، به‌ترتيب فونداسيون چهارگوش با دماغه نيم‌دايره‌اي در جهت جريان، فونداسيون مربعي، فونداسيون چهارگوش با دماغه نيم‌دايره‌اي عمود بر جريان و فونداسيون استوانه‌اي مي‌باشد. زماني‌كه پي زير سطح اوليه بستر كانال قرار دارد، علاوه‌بر اين‌كه آب‌شستگي را به تاخير مي‌اندازد، مقدار آن را نيز كم‌تر مي‌كند. همچنين عمق آب‌شستگي با افزايش تراز فونداسيون در بالاي بستر افزايش مي‌يابد. با تحليل آزمايش‌ها محدوده مناسب براي تراز قرارگيري فونداسيون، 50-25 درصد قطر پايه پل پيشنهاد گرديده است.

Scour around bridge foundations is one of the major cause of serious damage to the bridge. In this study, the effect of foundation shape and level on scour process was investigated experimentally. The experiments were conducted for 4 foundations shape including; square, cylinder and aerodynamic along and across the channel and 4 foundation depths. The results showed that the scour depth depends on the foundation depth and shape. The best foundation shape which leads to minimum scour around it, were aerodynamic along the channel, square, aerodynamic across the channel and cylindrical shape, respectively. The results also show that by positioning the foundation below the initial channel bed, in addition to postponing in scour, leads to lower values of it. The scour depth also increases when the foundation level above the initial bed level increases. Analyses of results show that the appropriate location for positioning the foundation is 25 to 50% pier diameter.