اثر آستانه بر کاهش آبشستگی اطراف پایه پل در شرایط جریان سیلابی

Abstract

آبشستگی اطراف پایه­های پل در اثر جریان­های سیلابی سریع مهم­ترین عامل تهدید پایداری پل­ها در مسیر رودخانه­ها است. بنابراین در این شرایط، کنترل آبشستگی بیش از حد ضروری است. محققین زیادی سعی در کاهش عمق آبشستگی اطراف پایه­های پل با استفاده از ابزار مختلف نموده­اند. یکی از این روش­های موفق استفاده از آستانه در بستر است. این تحقیق اثر به­کارگیری آستانه در پایین دست پایه پل را به منظور کاهش آبشستگی موضعی در شرایط جریان سیلابی سریع مورد مطالعه قرار داده است. بدین منظور آزمایش­های مختلفی با قراردادن آستانه هم عرض با کانال و هم­تراز با بستر رسوبی در پایین دست پایه پل و در فواصل مختلف از آن انجام شد. آزمایش­ها در شرایط جریان یکنواخت با آب زلال و هم­چنین جریان سیلابی سریع انجام گرفتند. برای ایجاد جریان سیلابی از دو سری آب­نمود با زمان­های پایه متفاوت و در سه دبی اوج مختلف استفاده شد. پایه پل دایره­ای شکل در مقطع رسوبی با دانه­بندی یکنواخت نصب و در شرایط مختلف جریان میزان آبشستگی نهایی اندازه­گیری شد. نتایج بدست آمده نشان داد که در شرایط جریان یکنواخت با آب زلال با افزایش فاصله بین آستانه و پایه پل، میزان تاثیر آستانه بر کاهش عمق وحجم آبشستگی تقلیل می­یابد. بهترین حالت جهت دست­یابی به بالاترین کارایی در کاهش آبشستگی، با قرار دادن آستانه چسبیده به پایه در پایین دست آن حاصل شد که منجر به کاهش 36 درصدی در عمق آبشستگی و 77 درصدی در حجم آبشستگی شد. این نتایج یافته­های مطالعات قبلی را تایید می­کند. در شرایط سیلابی نیز قرارگیری آستانه در فواصل کم­تر از سه برابر قطر پایه باعث کاهش عمق و حجم آبشستگی می­شود. نتایج جریان سیلابی نیز نشان داد با فاصله گرفتن از پایه به شدت از کارایی آستانه کاسته شده و در فاصله سه برابر قطر پایه، نصب آستانه باعث افزایش عمق آبشستگی می­گردد. در حالت سیلابی در شرایط آستانه چسبیده به پایه در پایین دست، عمق آبشستگی حدود 25 درصد و حجم آبشستگی حدود 48 درصد کاهش می­یابد. براساس این نتایج در شرایط جریان سیلابی راندمان نصب آستانه در پایین دست پایه نسبت به شرایط آب زلال مقداری کاهش یافته است.