بـررسی اثر استفاده از کابل در اطراف پایه های اسکله جهت کاهش عمق آب شستگی

Journal of Water Science & Engineering

مقاله 7، دوره 8، شماره 20، مهر 2018، صفحه 89-99   

نوع مقاله: Original Article

نویسندگان

فاطمه آرزومند؛ امیر عباس کمانبدست^*

چکیده

از جمله روش‌های کنترل آب­شستگی در اطراف پایه‌های اسکله، استفاده از کابل  در اطراف آن می‌باشد. در این مطالعه به منظور بررسی اثر کابل در کنترل آب­شستگی در اطراف گروه پایه‌های اسکله، آزمایش‌هایی در یک فلوم آزمایشگاهی از جنس پلاکسی­گلاس انجام گرفت. در این تحقیق با قرار دادن یک پایه عمودی به همراه کابل به دور آن­ها در دو حالت با وجود کابل و بدون نصب کابل در اطراف آن­ها اقدام به انجام یک­سری آزمایش گردید. آزمایش‌ها با استفاده از سه نوع کابل با قطر نسبی 03/0، 05/0 و 08/0 میلی‌متر با سه زاویه پیچش 15، 30 و 45 درجه در 5 شدت جریان مختلف با دبی‌های 6، 5/6، 7، 5/7و 8 لیتر بر ثانیه در حالت آب زلال انجام شد. در انتهای هر آزمایش عمق آب­شستگی در اطراف پایه با استفاده از عمق­سنج لیزری اندازه­گیری شد. نتایج این تحقیق نشان داد در کلیه شرایط، نصب کابل به دور پایه استوانه‌ای عامل مؤثر در کاهش عمق آب­شستگی در اطراف آن می‌شود. هم­چنین بیشترین درصد کاهش عمق آب­شستگی در پایه عمودی، کابل با قطر نسبی 08/0 و زاویه پیچش 15درجه به ­دست آمد

کلیدواژه‌ها

کابل؛ عمق آبشستگی؛ پایه پل؛ رسوبات

مراجع

امامی، ی.، میرباقری، س. م. و دهقانی، ا. ا. (1385). آب­شستگی اطراف پایه استوانه‌ای شکل در یک قوس 180 درجه. مجموعه مقالات هفتمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، اهواز، دانشگاه شهید چمران، 26-24بهمن ماه.

پارسابصیر، ه. (1383). حفاظت پایه‌های پل در مقابل آب‌شستگی موضعی با استفاده توأم از سنگ‌چین ‌و‌ طوق، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی سازه، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی اصفهان.

پورهادی، م، ح.  و قدسیان، م. (1380). محافظت از تکیه­گاه‌های پل­ها و آب‌شکن­ها در برابر آب‌شستگی موضعی. کنفرانس بین‌اللملی سازه­های هیدرولیکی، ایران، کرمان، ص 1115- 1121.

پیرمحمدی، ر. (1383). تأثیر شکاف بر پایداری سنگ‌چین در کنترل و کاهش آب‌شستگی موضعی پایه‌های پل. پایان­نامه کارشناسی ارشد آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان.

پیرمحمدی، ر.، حیدر‌پور، م. و زینال­زاده، م. (1387). تعیین اندازه‌ی سنگ‌چین اطراف پایه‌های پل برای کنترل آب­شستگی موضعی با استفاده از عدد فرود جریان. سومین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی، 23 الی 25 مهرماه.

ثانی‌خانی، ه.، حسین زاده دلیر، ع.؛  فرسادی‌زاده، د.، فاخری‌فرد، ا.؛ ناظمی، ا. ح. و سلماسی، ف. (1387). بررسی عملکرد طوق‌های مستطیلی و دایره‌ای در کاهش آب‌شستگی پایه‌های پل. مجله دانش کشاورزی، دوره4، شماره18 ، ص16-1.

ثانی‌خانی، ه.،  حسین زاده دلیر، ع.، فرسادی‌زاده، د.، فاخری‌فرد، ا.،  ناظمی، ا.ح. و سلماسی، ف. (1388). بررسی تأثیر شکل طوق در کاهش آب‌شستگی پایه‌های پل. هشتمین سمینار بین‌المللی رودخانه‌، دانشگاه شهید چمران‌، اهواز، 8-6 بهمن ماه.

حیدرپور، م.، افضلی­مهر، ح. و نادری بنی، م. (1382). کنترل و کاهش آب‌شستگی موضعی در پایه‌های پل با مقاطـع مستطیلی گرد گوشه با اسـتفاده از شکـاف، مجلـه علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 7 دوره7، شماره 3، ص 28-13.

خدارحمی، ز.، حیدرپور، م. و افضلی‌مهر، ح. (1381). تأثیر جهت جریان بر عملکرد شکاف در کنترل و کاهش آب‌شستگی موضعی در گروه پایه‌های استوانه‌ای در شرایط آب زلال. ششمین سمینار بین‌المللی مهندسی رودخانه، ایران، اهواز، ص 797-804.

زراتی، ا. ر. و عزیزی، م. (1376). بررسی روش­های کنترل و کاهش آب‌شستگی پایه­های مستطیل شکل پل. اولین کنفرانس هیدرولیک ایران، تهران، ص 261-268.

زراتـی، ا. ر.، غلامی شـهر بابـک، ه. و عـزیزی، م. (1378). کاربـرد توأم طوق و سنـگ­چین در مـهار آب‌شستگی در اطراف پایه­های پل. دومین کنفرانس هیدرولیک ایران، تهران، ص 233-238.

شفاعی­بجستان، م . و حسونی‌زاده، ه. (1371). بررسی روش­های تجربی آب‌شستگی موضعی اطراف پایه‌ی پل و ارائه‌ی روش جدید. دومین سمینار مهندسی رودخانه، ایران، اهواز.

شفاعی‌بجستان، م. و محمودی، غ. (1388). عملکرد طوقه در کاهش نرخ آب‌شستگی پایه استوانه‌ای پل‌ها در قوس رودخانه. هشتمین سمینار بین‌المللی رودخانه‌، دانشگاه شهید چمران‌، اهواز، 8-6 بهمن‌ماه.

شریعتی، ح.، خداشناس، س. ر. و اسماعیلی، ک. (1388). مقایسه عملکرد طوق مربعی و دایره‌ای درکاهش آب‌شستگی موضعی در پایه پل. هشتمین سمینار بین‌المللی رودخانه‌، دانشگاه شهید چمران، اهواز، 8-6 بهمن ماه.

فرهاد‌زاده، ع. و قدسیان، م. (1378). بررسی عملکرد هیدرولیکی پل‌های راه‌آهن ناحیه شمال.  پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی عمران‌- سازه‌های هیدرولیکی، دانشکده مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس تهران.

عقلی، م. و زمردیان، م. (1392). تأثیر توأم طوق و کابل بر روی عمق آب­شستگی اطراف پایه پل در قوس رودخانه‌ها، علوم و مهندسی آبیاری (مجله علمی کشاورزی)، جلد 36، شماره 3، ص 40-31.

زمردیان، م. و عقلی، م. (1393). تأثیر توأم طوق و کابل بر عمق آب­شستگی اطراف گروه پایه‌های پل در قوس رودخانه‌ها، مجله تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 45، شماره 1، ص 10-1. 

Zafer Bozkus, Z. and Murat Cesme, M. (2010). Reduction of scouring depth by using inclined piers, Can. J. Civ. Eng., 37, pp: 1621–1630.

Breusers, H. N. C., Nicollet, G. and Shen, H. W. (1977). Local scour around cylindrical piers. Journal of Hydraulic Research, IAHR, 15(3), pp: 211–252.

Chiew, Y. M. and Melville, B.W. (1987). Local scour around bridge piers. Journal of Hydraulic Research, 25(1), pp:15-26.

Dey, S., Sumer, B. M. and Fredsoe, J. (2006). Control of Scour at Vertical Circular Piles under Waves and Current,  Journal of  Hydraulic Engineering, 132, pp: 270-279.

Izadinia, E. and Heidarpour, M. (2012). Simultaneous use of cable and collar to prevent local scouring around bridge pier, International Journal sediment Reaserch, 27 (2012), pp: 394-401.

Khwairakpam, P. and Mazumdar, A. (2009). Local Scour Around H Diaulic Structures. International Journal of Recent Trends in Engineering, 1(6), pp:59-61.

Melville, B. W. and Chiew, Y. M. (1999). Time Scale for Local Scour Depth at Bridge Piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 125(1), pp: 59-65.

Oliveto, G. and Hager W. H. (2002). Temporal evolution of clear-water pier and abutment scour. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 128(9),pp: 811-820.

Quazi, M.E. and Peterson, A.W. (1973). A method for bridge pier riprap design. Proceedings First Canadian Hydraulics Conference, CSCE, Edmonton, AB, PP: 96-106.

Raudkivi, A. J. (1998). Loose boundary hydraulics. 4th Edition. Rotterdam ; Brookfield, VT : Balkema. 496 p.

Raudkivi, A. J. and Ettema, R. (1983). Clear-water scour at cylindrical piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 109(3), pp: 338-350.

Tanaka, S. and Yano, M. (1967). Local scour around a circular cylinder. Proceeding 12th IAHR Congress, International Association of Hydraulic Research, Delft, the Netherlands, 3, PP: 193- 201.

Thomas, Z. (1967). An interesting hydraulic effect occurring at local scour. Proceeding 12th IAHR Congress, International Association of Hydraulic Research, Delft, the Netherlands. 3, PP: 125- 134.

Tominaga, A. and Nagao, M. (2000). Secondary flow structures in bends of narrow open channels with various cross sections. 4th International Conference on Hydroscience and Engineering, Seoul.

Unger, J. and Hager, W. H. (2006). Riprap failure at circular bridge piers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 132(4), pp: 354-362.

Vittal, N., Kothyari, U. C. and Haghighat, M. (1994). Clear-Water scour around bridge pier group. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 120(11), pp: 1309-1318.

Worman, A. (1989). Riprap protection without filter layers. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, 115(12), pp: 1615-1630.

Yoon, T. H., Yoon, S. B. and Yoon, K. S. (1995). Design of riprap for scour protection around bridge piers. 26th IAHR Congress, UK, 1, pp: 105-110.

Zarrati, A. R., Gholami, H. and Mashahir, M. B. (2004). Application of collar to control scouring around rectangular bridge pier. Journal of Hydraulic Research, IAHR 42(1), pp: 97-103.