ساختار جریان و آبشستگی موضعی در اطراف پایه‌های پل تکی و دوتایی

در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی ساختار جریان در اطراف پایه های پل استوانه ای پرداخته شده است. به منظور بررسی اثر فاصله پایه های پل بر آبشستگی و ساختار جریان پیرامون پایه، آزمایش هایی در حالت های تک پایه و دو پایه با دو فاصله متفاوت نسبت به هم در یک فلوم آزمایشگاهی به طول 15، عرض 7/0 و ارتفاع 6/0 متر انجام شده است. مولفه های طولی، عرضی و عمقی سرعت متوسط جریان در حفره آبشستگی پیرامون پایه ها در شبکه ای از نقاط در چهار عمق 10، 15، 20 و 25 میلیمتری از بستر فرسایش یافته با استفاده از یک دستگاه سرعت سنج سه بعدی صوتی داپلر اندازه گیری گردید. بر اساس اطلاعات به دست آمده، تغییرات مولفه های سرعت در سه مقطع مختلف به تفصیل مورد بحث قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که اثر متقابل دو پایه با فاصله کم روی یکدیگر باعث تشدید فرآیند آبشستگی در فاصله بین دو پایه و محل پایه دوم گردیده است. همچنین افزایش تعداد پایه ها منجر به توسعه عرضی حفره آبشستگی و در نتیجه افزایش حجم گودال آبشستگی شده است. از طرفی دیگر، تغییرات سرعت و تغییرات شکل حفره روند مشابهی را دنبال می کنند. به طور کلی نتایج نشان دهنده تاثیر قابل توجه فاصله بین پایه ها بر میدان جریان و آبشستگی موضعی بستر است که بایستی در مرحله طراحی به دقت مورد توجه قرار گیرد. همچنین، مقایسه ای بین دقت برخی مدل های متداول در برآورد حداکثر عمق آبشستگی در اطراف پایه های تکی و دوتایی انجام شده است.

Mean Flow Structure and Local Scour around Single and Two-Column Bridge Piers

Bridges constructed across rivers are among the most important structures, especially during and after flood events. Bridge piers are exposed to some hazardous factors such as local and contraction scour hydrodynamics. The lower prediction of maximum scour depth can cause  bridge failure, while overprediction leads to a very costly project. The appropriate estimation of maximum scour depth around bridge piers is, thus, necessary. In some bridges, more than a single pier is considered during the design phase, and the interaction between the adjacent piers makes the situation very different. The flow structure and scour process around a group of bridge piers are, indeed, very different from a single bridge pier. Many researchers have studied the scour around single and/or multiplecolumn bridge piers. For instance, studying the scour depth for a group of piers, Mahjub et al. (2014) reported that the maximum scour depth around the second bridge pier was less than that of the upstream pier, while the scour depth around the third pier was lower than that of the first and second piers. Moreover, Daneshfaraz et al. (2014) investigated the effect of pier slots on the maximum scour depth around the twocolumn bridge piers. The results that the slot reduced the maximum scour depth compared to the piers without a slot. In this paper, the flow and bed topography around a group of piers was studied experimentally.