مطالعه عددی تأثیر فاصله و نحوه قرارگیری پایه‌های مجاور بر الگوی جریان و فرسایش بستر ماسه‌ای پیرامون پایه‌های پل

Abstract

یکی از عوامل کاهش هزینه ساخت پل­ها، استفاده از پایه‌های مجاور می‌باشد. در پایه‌های مجاور تأثیر جریان‌های متلاطم پیرامون پایه‌ها بر یکدیگر، فاصله پایه­ها و میزان آبشستگی حائز اهمیت می­باشند. در این پژوهش با تحقیق در مورد نحوه قرارگیری پایه‌های مجاور با دو مقطع هندسی و با فواصل متفاوت و بررسی تأثیر آن بر مقدار آبشستگی موضعی پایه‌ها و الگوی فرسایش بستر، سعی در ارائه ترکیب مناسب و کارآمد از پایه‌های مجاور در راستای کاهش میزان آبشستگی شده است. مدل‌سازی عددی توسط نرم‌افزار Flow3D انجام شده است. مدل­های طراحی‌شده در دو مقطع هندسی دایره­ای و مرکب و در دو حالت چیدمان پایه­های مجاور عمود بر جهت جریان و موازی جهت جریان در شش فاصله متغیر برای هر حالت می‌باشد که در کل تعداد 26 مدل شبیه‌سازی ‌شده و مورد بررسی قرار گرفته­اند. با بررسی تغییرات در فاصله بین پایه‌ها در دو حالت مشخص شد که با کاهش فاصله، به دلیل ایجاد مانع وسیع­تر در برابر جریان و ایجاد جت آب در میان پایه‌ها، آبشستگی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. با افزایش فاصله، این عمق کاهش ‌یافته و در فاصله S=4D و بیشتر پایه­های مجاور، تأثیری بر میزان و الگوی آبشستگی نداشته و مناسب‌ترین فاصله S=2.75Dبه دست آمد. در حالت پایه­های موازی جریان، مشخص شد که فاصله تأثیری بر میزان آبشستگی پایه بالادست نداشته و فقط بخش میانی با افزایش فاصله دچار تغییرات کمی می‌شود که با کاهش فاصله این تأثیر کم و با افزایش فاصله مشهود می‌باشد. در پایه مرکب، تمام موارد ذکرشده صادق بوده ولی میزان آبشستگی­ها با کاهش همراه است.