بررسی توزیع تنش برشی در محدوده پایه های پل شکافدار توسط مدل FLUENT

پل‌ها سازه های ارتباطی مهمی هستند که معمولاً بر روی رودخانه‌ها احداث می‌گردند. تشکل گردابه‌های متعدد در اطراف پایه پل موجب می شود تا نیروهای هیدرودینامیکی وارده به پایه افزایش یابد، علاوه بر آن وجود این گردابه ها باعث فرسایش بستر رودخانه در محل پایه نیز می گردد. روش های مختلف کنترل فرسایش بستر رودخانه را می توان به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم طبقه بندی نمود. در روش های مستقیم هدف اصلی افزایش مقاومت مصالح بستر می باشد که از جمله می توان به ریپ رپ و احداث کف بند بتنی و یا گابیونی اشاره کرد. هدف اصلی روش های غیرمستقیم کاهش عوامل آبشستگی می باشد که می توان به روش های نصب طوقه در اطراف پایه و ایجاد شکاف در درون پایه اشاره نمود. ایجاد شکاف روشی است که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته و مشخص شده است که می تواند حتی تا 35 درصد عمق آبشستگی را کاهش دهد. از آنجا که این مطالعات بسیار اندک و محدود به چند مورد آزمایشگاهی بوده است، در مطالعه حاضر از مدل عددی FLUENT استفاده و به کمک آن جریان در اطراف پایه های پل شکاف دار در ابعادی نزدیک به واقعیت شبیه سازی گردید. ابتدا محدوده مورد نظر مش بندی و به کمک مدل تدوین شده در FLUENT جریان در تک تک حالات شبیه سازی شد. سپس با توجه به نتایج حاصله در مورد میزان تنش برشی در کف و همچنین با توجه به ضرایب درگ و لیفت در هر مورد، بهترین هندسه شکاف که حداقل میزان آبشستگی را داشته و نیروهای وارد به پایه در آن حالت حداقل بوده است، تعیین گردید. نهایتاً نتایج حاصله در مورد میزان کاهش آبشستگی با اندک نتایج آزمایشگاهی موجود در این زمینه مقایسه و دقت مدل تدوین شده در زمینه شبیه سازی جریان در حالت مذکور تعیین گردید.

کلیدواژه ها:

مدل عددی ، پایه پل ، شکاف ، آبشستگی موضعی