تاثير توام طوق و كابل بر عمق آب‌شستگي اطراف گروه‌پايه‌هاي پل در قوس رودخانه‌ها

Effect of a Combination of Wrapping Cable and Collar on Depth of Scour around Cylindrical Bridge Pier Groups in Meander Rivers

پژوهشگران زيادي روش‌هاي مقابله با آب‌شستگي در اطراف پايه‌هاي پل در يك مسير مستقيم را مطالعه كردند. در‌حالي‌كه ممكن است به‌دليل محدوديت ناچار به احداث پل در قوس رودخانه‌ها شويم، با توجه به تفاوتي كه ميان الگوي جريان در مسير مستقيم و قوس‌ها وجود دارد مطالعه الگوي آب‌شستگي در اطراف پايه‌هاي پل در قوس‌ها ضروري است. از‌اين‌رو در اين پژوهش سعي شده است تاثير توام طوق و كابل بر عمق آب‌شستگي، اطراف گروه پايه‌هاي پل قرار گرفته در قوس رودخانه‌ها مطالعه شود. در اين مطالعه از كابل با دو ضخامت D2/0 و D4/0 و در سه گام D2/0، D5/0 و D استفاده شد. نتايج اين پژوهش نشان داد با افزايش قطر كابل و كمتر‌شدن فاصله ميان گام‌هاي كابل، آب‌شستگي كاهش مي‌‌يابد. درباره گروه‌پايه‌هايي كه در جهت جريان قرار مي‌‌گيرند، عمق آب‌شستگي براي پايه جلويي بيشتر از دو پايه ديگر است. درباره پايه‌هاي عمود بر جريان، بيشترين عمق آب‌شستگي در پايه مياني مشاهده مي‌‌شود كه در اين مورد نيز مانند پايه‌هاي قرار‌گرفته در جهت جريان با افزايش فاصله بين پايه‌ها، عمق آب‌شستگي كم مي‌‌شود. استفاده از طوق در فاصله‌هاي كم بين پايه‌ها موثرتر از كابل بود، همچنين استفاده توام طوق و كابل، بيشترين كاهش در عمق آب‌شستگي را نتيجه داد.‌

Many authors have tried to find out how to control scouring around a pier standing in the way of the straight path flow in a direct stream. The objective followed in the present research is thus to study a scour pattern around such a pier, but installed in a curved rivers, due to the fact that there probably are differences between a flow pattern on a direct path vs. on a meander. Throughout the present study, it is tried to check whether the use of either cable or collar alone or in a combination would affect scouring around a bridgeʹs pier group constructed in the path of a riverʹs meander. Two thicknesses of cable 0.2D and 0.4D and three steps of 0.2D, 0.5D and D were employed. The results revealed that scouring decreases with increase in cable diameter and a decrease in the pitch of the helix. As regards the pier groups that stand in the direction of water flow, scour depth for the first pier is more than that for a standing single pier. This represents the increase in the reinforcing phenomenon. Also scouring depth for the middle and back piers is less than that for a single pier, due to the sheltering phenomenon. As regards piers perpendicular to the flow direction, the maximum scour depth is observed in the middle pier. Also, in this case the scour depth is reduced by an increase in the distance between piers. Use of collar is more effective than cable for small distances between piers. Also it has been found that use of a combination of cable and collar results in the most reduction in scouring depth.