بررسی آزمایشگاهی تاثیر آبپایه بر کاهش حفره ی آبشستگی موضعی اطراف پایه پل با اشکال هندسی متفاوت

Abstract

چکیده مقدمه: آبشستگی پایه های پل یکی از مهمترین عوامل تهدیدکننده پایداری پل های احداث شده برروی رودخانه ها می باشد. بنابراین ارائه روش های مناسب به منظور پیش بینی و کنترل عمق آبشستگی از مسائلی است که بسیار مورد توجه بوده است. روش های مختلفی برای کنترل آبشستگی اطراف پایه های پل پیشنهاد شده است. در مطالعه حاضر، اثر استفاده از آبپایه بر کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه پل با اشکال هندسی متفاوت در شرایط آب صاف، مورد بررسی قرار گرفته است. روش­: در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر آبپایه بر کاهش حفره ی آبشستگی موضعی اطراف پایه پل با اشکال هندسی متفاوت پرداخته شد. شکل هندسی پایه های پل و همچنین حضور آبپایه، مانع از تماس مستقیم جریان پایین رونده، کاهش فعالیت گرداب های نعل اسبی و در نتیجه کاهش سرعت آبشستگی می شود و زمان شروع آبشستگی را به تاخیر می اندازد. یافته­ ها: نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد بیشترین کاهش عمق آبشستگی در اطراف پایه پل با شکل هندسی بیضوی و با حضور آبپایه رخ می دهد. همچنین نتایج نشان داد که در یک وضعیت یکسان، عمق نسبی آبشستگی در پایۀ با شکل هندسی بیضوی نسبت به سایر پایه ها کمتر بوده (5/55 درصد آبشستگی کمتر از شاهد) و در پایه شاهد به بیشترین میزان خود می‌رسد همچنین عمق نسبی آبشستگی با افزایش عدد فرود در وضعیت یکسان افزایش یافته است. آبپایه چسبیده به پایه پل باعث کاهش 6/29 درصدی عمق آبشستگی شده است. نتیجه­ گیری: با توجه به مشاهدات و نتایج بدست آمده نحوه طراحی شکل هندسی پایه پل میتواند روش مناسبی جهت کاهش عمق آبشستگی باشد. بطوریکه هر چه لبه های پایه پل بیضوی شکل باشند (P1) با هدایت خطوط جریان به پایین دست پایه پل، باعث کاهش قدرت گرداب های رو به پایین و در نتیجه کاهش قدرت مخرب گرداب های نعل اسبی در جلوی پایه پل شده و عمق چاله آبشستگی به حداقل می رسد. ضمنا هرچه پایه پل دارای لبه های مستطیلی شکل و صاف باشد، به علت برخورد مستقیم خطوط جریان و هدایت آن ها به سمت پایین پایه پل باعث افزایش قدرت جریان های رو به پایین و گرداب های نعل اسبی و بلطبع آن، افزایش عمق آبشستگی در جلوی پایه می شود. همچنین آبپایه ابزار مناسبی جهت حفاظت از پایه های پل در مقابل گرداب های پایین رونده و نعل اسبی، در پایه ها می باشد.