بررسی تاثیر زاویه نصب صفحات مغروق بر آبشستگی اطراف تکیه گاه پل

سابقه و هدف: از مهم ترین عوامل تخریب پل ها قبل از پایان عمرشان، آبشستگی بستر رودخانه در محدوده پل است. وقوع آبشستگی در تکیه گاه پل ها، مهم ترین علت تخریب پل ها در همه کشورها گزارش شده است. در میان روش ها برای کاهش آبشستگی اطراف تکیه گاه پل، روش های غیرمستقیم باعث تغییر الگوی جریان و کاهش قدرت گرداب هایی که عامل اصلی آبشستگی هستند، می شوند. در پژوهش حاضر برای اولین بار، عملکرد صفحات مغروق در فاصله ثابت 2 برابر طول موثر تکیه گاه و 4 زاویه مختلف تحت چهار شرایط جریان مختلف (عدد فرود .15/0، 17/0، 2/0 و 22/0) مورد بررسی قرار گرفته است. تخریب صفحات مغروق بر اثر آبشستگی، به دلیل نصب آن ها در بالای بستر و در میان عمق جریان غیرممکن است. در نتیجه هدف اصلی از انجام این پژوهش تعیین مناسب ترین زاویه قرارگیری صفحات مغروق در بالادست تکیه گاه پل می باشد که کمترین آبشستگی را ایجاد کند. مواد و روش ها: آزمایش ها در یک فلوم با طول 8 متر و عرض 1 متر انجام شد. یک تکیه گاه مستطیلی در بستری که توسط شن و ماسه ریز پر گشته، نصب شده بود. هر آزمایش با روشن کردن پمپ شروع شد که دبی جریان مورد نیاز را از مخزن زیر آزمایشگاه انتقال می دهد. آب پس از عبور از توری که به وسیله الیاف به منظور استهلاک نوسانات جریان پر شده است درون فلوم جریان پیدا کرد و در پایان فلوم، پس از عبور از دریچه کشویی، جریان وارد حوضچه جمع آوری شد. در انتهای حوضچه، یک سرریز 53 درجه مثلثی برای اندازه گیری دبی جریان قرار داده شد که پس از آن جریان وارد مخزن زیرزمینی می شود. در آغاز هر آزمایش، پس از تسطیح بستر با باز کردن دریچه ای که در ابتدای فلوم قرار دارد، جریان به تدریج وارد فلوم می شد به طوریکه بستر رسوبی را تخریب نکند. پس از افزایش سطح آب در فلوم، نرخ جریان به آرامی افزایش می یابد تا به نرخ جریان مورد نظر برسد. یافته ها: در این پژوهش توپوگرافی بستر برای تمام آزمایشات با استفاده از متر لیزری اندازه گیری شد و سپس با استفاده از نرم افزار Surfer طراحی شد. نتایج نشان داد که در تمام آزمایشات، عمق حداکثر آبشستگی در دماغه بالادست تکیه گاه مشاهده شد و با افزایش شرایط جریان، به علت افزایش تنش برشی بستر و قدرت گرداب ها در اطراف سازه، عمق حداکثر آبشستگی و حجم گودال افزایش یافته است. همچنین در این پژوهش مشخص شد که زاویه نصب صفحات مغروق تاثیر زیادی بر عملکرد صفحات در کاهش عمق، سطح و حجم گودال آبشستگی دارد. به طور کلی نتایج نشان می دهد که استفاده از صفحات مغروق، آبشستگی را به طور قابل توجهی نسبت به حالت بدون صفحات کاهش داد. نتیجه گیری: موثرترین زاویه نصب صفحات، برابر با 65 درجه است که به طور متوسط عمق حداکثر آبشستگی، طول و سطح چاله آبشستگی را به ترتیب 66، 71 و 69 درصد کاهش داد.

کلیدواژه ها:

صفحات مغروق ، آبشستگی ، تکیه گاه پل ، رودخانه ، پایداری پل