اثر آبشکن بر کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه پل‌ها در پیچ رودخانه‌ها

مهم‌ترین دلیل نگرانی، در خصوص پایداری پل‌ها، وقوع آبشستگی موضعی در اطراف آنهاست. از اینرو روش‌های مختلفی برای جلوگیری و یا کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه پل‌ها ارایه شده است. استفاده از آبشکن از جمله شیوه‌های نوین کنترل و کاهش آبشستگی موضعی می‌باشد. در مطالعه حاضر تاثیر استفاده از یک آبشکن نفوذناپذیر در کنترل آبشستگی موضعی اطراف پایه پل استوانه‌ای شکل مستقر در قوس یک کانال آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات برای آبشکن با سه زاویه قرارگیری 90، 50 و 120 درجه نسبت به کرانه پایین دست در سه دبی 47، 49 و 51 لیتر در ثانیه، در شرایط آب زلال انجام شد. نتایج حاصله نشان داد در کلیه نسبت‌های سرعت به‌سرعت بحرانی و همه زوایای قرارگیری آبشکن، آبشستگی در اطراف پایه پل نسبت به حالت شاهد کاهش می‌یابد. همچنین در همه نسبت‌های سرعت به سرعت بحرانی بهترین عملکرد مربوط به آبشکن عمودی می‌باشد و میانگین عملکرد آبشکن دافع نسبت به آبشکن جاذب بهتر و مطلوب‌تر است اما با افزایش دبی و به تبع آن نسبت سرعت به سرعت بحرانی از تاثیر آبشکن عمودی کاسته شد و در مقابل آن عملکرد آبشکن جاذب بهبود می‌یابد. بهترین عملکرد مربوط به آبشکن عمودی در نسبت سرعت به سرعت بحرانی برابر با 0/84، می‌باشد که موجب کاهش 71/42 درصدی آبشستگی در اطراف پایه پل می‌شود.

The Effect of Groyne on Reduction of the Scour Depth around Bridge Piers in River Bends

The most important cause of concern about the stability of bridge foundation is the occurrence of scour around bridge piers. Therefore, different methods have been proposed to prevent or reduce scouring around bridge piers. The use of groynes is one of the modern methods to control and reduce local scour. In the present study, the effect of a solid groyne on reduction of the scour depth around a cylindrical bridge pier, located in the bend of a laboratory flume is assessed. Experiments were conducted for groyne model angled at 50˚, 90˚ and 120˚ to the downstream channel sidewall with three flow rates of 47, 49 and 51 liters per second in a sediment free condition. Results showed that in at ratios of velocity to critical velocity and all groyne angles, in comparison with no groyne, the scour depth was reduced. At all ratios of velocity to critical velocity, the best operation was related to normal groyne and the average operation of repelling groyne was better than attracting groyne. The operation of normal groyne decreased and attracting groyne function improved as the flow rate increased. Also, the normal groyne (ratio of velocity to critical velocity equal to 0.87) had the best effect on reducing the scour depth (by about 71.4 percent).