مطالعه آزمایشگاهی تاثیر حضور اجسام شناور بر عمق آب‌شستگی اطراف گروه‌پایه کج مستقر روی سرشمع

رودخانه‌ها در مواقع سیلابی اجسام شناور مانند بقایای درختان و گیاهان را با خود حمل می‌کنند که تجمع آنها مقابل پایه‌های پل می‌تواند با انسداد، تنگ‌کردن یا تغییردادن مسیر جریان در دهانه‌های پل، تشدید آب‌شستگی در اطراف آن را به همراه داشته باشد و با توسعۀ عمق آب‌شستگی به زیر پی پل‌ها، تخریب آنها رخ دهد. در تحقیق حاضر تاثیر ابعاد اجسام شناور، تراز کارگذاری و ضخامت سر شمع، آرایش و قطر شمع‌ها بر توسعۀ زمانی و عمق حداکثر آب‌شستگی در اطراف گروه‌پایه کج بررسی شده است. پایۀ پل مورد بررسی متشکل است از دو پایۀ مستطیلی شکل با ابعاد 2.5 در 3.5 سانتی‌متر که با زاویۀ 28 درجه روی سر شمعی با ضخامت‌های (tpc) 3 و 5 سانتی‌متر و ابعاد 10 در 16 سانتی‌متر که روی شمع‌هایی با آرایش 2×2 و 3×2 و قطرهای مختلف نصب گردید. آزمایش‌ها در شرایط آب زلال برای عمق‌های نسبی (نسبت عمق جریان به عرض پایه) 6.42 و 7.85، ترازهای نسبی کارگذاری سر شمع (z/tpc)، 0 و 1 و 1.5، جسم شناور با عرض‌ نسبی (نسبت عرض جسم شناور به عرض پایه) 2.85، طول‌های نسبی (نسبت طول در راستای جریان جسم شناور به عرض پایه) 2، ضخامت‌های نسبی جسم شناور (نسبت ضخامت جسم شناور به عرض پایه) 0.85 و 1.42، اجرا شده است. مقایسۀ نتایج به دست آمده نشان می دهد در تراز نسبی کارگذاری سر شمع 0=z/tpc حضور جسم شناور عمق حداکثر آب‌شستگی را در محدودۀ هندسه‌های مختلف سر شمع و آرایش شمع‌ها به طور متوسط 8.5 درصد نسبت به حالت بدون جسم افزایش می‌دهد. با تغییر تراز کارگذاری سر شمع به 1=z/tpc، حضور جسم شناور به‌طور متوسط عمق حداکثر آب‌شستگی را به میزان 4.5 درصد نسبت به حالت بدون جسم افزایش می‌دهد. با افزایش تراز کارگذاری سر شمع به 1.5=z/tpc، حضور جسم شناور عمق حداکثر آب‌شستگی را به‌‌طور متوسط به میزان 4 درصد نسبت به حالت بدون جسم شناور افزایش می‌دهد. تجزیه و تحلیل نتایج حاکی از آن است که در شرایط حضور جسم شناور، افزایش عمق جریان بیشتر از 6.42 عرض پایه تاثیر محسوسی بر عمق حداکثر آب‌شستگی ندارد.

Experimental study of local scour around inclined bridge pier groups based on capped piles in presence of debris accumulation

In this paper, the effects of debris dimensions, pile cape thickness and installation levels, array and diameter piles on the maximum scour depth around inclined bridge pier groups were investigated experimentally. The bridge pier consist of two rectangular piers with 2.5 and 3.5 cm dimensions which mounted at an angle of 28 degrees on a pile cap with 10 cm width, 16 cm length, 3 and 5cm thickness which placed on an array of 2×2 and 2×3 piles with different diameters. The experiments were performed for relative flow depth (y/D) 6.42, 7.85, relative pile cap levels (Z/Tpc) 0, 1, 1.5, relative debris width and 2.85 and length 2, the relative thickness 0.85 and 1.42, in clear water conditions. Comparison of results proved that the effect of increasing flow depth has no significant effect on maximum scour depth. Results that in presence of the debris for pile cap relative level Z/Tpc=0, the maximum scour depth increases about 8.5% in comparison with no debris. For pile cap relative level Z/Tpc=1 presence of the debris increases the maximum scour depth up to 4.5% compared to no debris. By increasing the pile cap relative level to 1.5, presence of the debris causes an increase in the maximum scour depth about 4% in comparison with no debris