بررسي آزمايشگاهي تأثير قطر و رقوم كارگذاري طوقه مشبك بر كاهش آبشستگي پايه پل

Experimental Investigation of the Effect of Diameter and Placement Level of Lattice Collars on Scour Reduction around Bridge Pier

در اين تحقيق تأثير طوقه مشبك بر كاهش آبشستگي در اطراف پايه پل به صورت آزمايشگاهي مورد مطالعه قرار گرفت. بدين منظور آزمايش­هايي در يك فلوم به طول 6 متر و عرض 6/0 متر انجام گرفت. براي بررسي پديده آبشستگي از يك پايه پل استوانه­اي با قطر 60 ميلي­متر، چهار اندازه مختلف براي طوقه­ها، سه تراز متفاوت كارگذاري طوقه­ها در زير بستر و در شرايط آب زلال استفاده گرديد. نتايج تحقيق حاضر نشان داد كهكمترين عمق آبشستگي با وجود طوقه­هاي با قطر 5/2 و سه برابر قطر پايه پل كه در تراز 1/0 برابر قطر پايه در زير بستر نصب شده بودند، رخ داد كه در آن عمق آبشستگي در حدود 73 درصد كاهش يافت؛ در حالي كه عمق آبشستگي در اثر احداث طوقه­هاي مشبك با قطر 5/1 و دو برابر قطر پايه نصب شده در تراز 5/0 برابر قطر پايه در زير بستر، در حدود 40 درصد كاهش يافت. همچنين نتايج نشان داد كه راندمان و كارايي طوقه­هاي مشبك در حدود 20 درصد بيشتر از طوقه­هاي غير مشبك مي­باشد. به­طور كلي حجم آبشستگي اطراف پايه پل در اثر احداث طوقه­هاي مشبك در ترازهاي كارگذاري 1/0، 5/0 و يك برابر قطر پايه پل، به ترتيب در حدود 58، 60 و 10 درصد كاهش يافت.

In this research, the effect of lattice collar on reducing scour around the bridge pier was experimentally studied. A series of experiments were conducted in a flume with length of 6m and width of 0.6m. For evaluation of scouring phenomenon a cylindrical pier 60 mm in diameter, four different sizes for collars and three various levels for collars placement were used in clear-water conditions. The results revealed that the minimum scour depth occurred with lattice collars with width of 2.5 and 3 times of the pier diameter (2.5Dp and 3Dp) that has been installed at the 0.1Dp level under the bed, where the maximum scour depth decreased by 73%. Whereas scour depth decreased by 40% due to installation of lattice collars with width of 1.5Dp and 2Dp at the 0.5Dp level under the bed. Also, the result showed that the efficiency of lattice collars was about 20% more than non-lattice. Generally the scour volume around bridge pier at the 0.1 Dp, 0.5 Dp and Dp levelunder the bed decreased by 58%, 60% and 10%, respectively due to lattice collars installation.