مطالعه آزمايشگاهي تاثير موقعيت كارگذاري آستانه بر مقدار آبشستگي اطراف گروه پايه كج با فونداسيون

Experimental Investigation of Effect of Sill Location on Local Scour Around Inclined Bridge Piers Group

با قرارگيري پايه پل در مقابل جريان، گردابه‌هايي در مقابل آن شكل گرفته كه در نتيجه فعاليت آنها مواد بستر پيرامون پايه فرسايش يافته و چاله آبشستگي شكل مي‌گيرد و در صورت كافي نبودن عمق پي و شمع‌هاي پايه پل، شكست پل را به دنبال خواهد داشت. يكي از روش‌هاي كاهش آبشستگي اطراف پايه‌هاي پل، استفاده از آستانه در مجاورت پايه مي‌باشد. در تحقيق حاضر تاثير موقعيت آستانه بر ابعاد چاله آبشستگي اطراف گروه پايه كج در شرايط مختلف هيدروليكي و رقوم كارگذاري فونداسيون بصورت آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفت. گروه پايه‌ي مورد بررسي متشكل از دو پايه كج مستطيلي با ابعاد 5/2 در 5/3 سانتيمتر كه با زاويه 28 درجه بر روي فونداسيوني با ابعاد 10 در 16 سانتيمتر نصب گرديد، بود. آزمايش‌ها تحت شرايط مختلف موقعيت آستانه (در مقابل، وسط و پشت فونداسيون)، سرعت و عمق جريان و نيز رقوم‌هاي نسبي مختلف كارگذاري فونداسيون (فاصله روي فونداسيون تا سطح بستر نسبت به عرض پايه)، 1-، 5/0-، صفر و 1+، انجام شد. مقايسه نتايج نشان داد كه استقرار آستانه در مقابل فونداسيون بيشترين تاثير را در كاهش حداكثر عمق آبشستگي دارد. همچنين مقدار كاهش آبشستگي در شرايطي كه رقوم كارگذاري فونداسيون همتراز بستر باشد، بسيار چشمگير مي‌باشد.

After construction of bridge pier in a river, a 3D complex flow pattern forms around piers and erosion of bed material occurs and if foundation depth or piles depth was not sufficient, the bridge will be collapsed. One of devices to reduction of scour around bridge piers is an installation of sill beside of piers. In this research, effect of sill on reduction of scour around the inclined bridges piers group under various hydraulic condition and top level of installation of foundation was investigated experimentally. The model of bridge pier was 1/190 scaled of 8th bridges of Ahvaz, Iran, which had inclined rectangular of 2.5 cm length and 3.5 cm width and was placed on the foundation of 10 cm width and 16 cm of length with inclination of 28 degree. Experiments was conducted for different location of sill (front, middle and downstream) of foundation which installed at relative level, height of top of foundation to width of it, -1, -0.5, 0 and 1. Comparison of results showed that installation of sill in front of foundation had the best performance to decrease of scour depth. Furthermore, the reduction of scour depth as the top level of foundation was placed at same level of bed, was considerable.