بررسی آزمایشگاهی اثر زبری های مستطیلی شکل بر کاهش عمق آبشستگی موضعی پایه پل ها

وقوع و پدیده آبشستگی در اطراف پایه پل یکی از عمده ترین دلایل تخریب پل ها می باشد. آبشستگی پایه پلها به دلیل وجود جریان های رو به پایین و برگشت آنها پس از برخورد به بستر اطراف پایه پل ها، است. افزایش و کاهش قدرت این جریانها منجر به کاهش یا افزایش عمق آبشستگی می گردد. روش های مهار و جلوگیری از آبشستگی بر اساس مطالعات انجام شده بر روی مکانیزم آبشستگی بنیاد گذاشته شده است. راه کارهای کاهش آبشستگی در پایه پل ها را می توان به دو دسته کلی روش های پوششی همراه با مقاوم سازی بستر رودخانه و استفاده از وسایل دگرگون کننده جریان دسته بندی نمود. در این تحقیق با فرض اینکه زبری می تواند باعث کاهش قدرت جریان های رو به پایین و درنتیجه کاهش عمق آبشستگی گردد آزمایش هائی با ابعاد زبری و شرایط جریان متفاوت انجام گرفت. این زبری ها زائدهایی هستند که بر سرتاسر پایه و با فواصل مختلف در اطراف پایه نصب می گردند. زبری های نصب شده بر روی بدنه پایه پل، به دو ناحیه بالای بستر و زیر بستر تقسیم می شوند. ناحیه بالای بستر به عنوان یک مانع در مقابل جریانهای رو به پائین عمل کرده و قدرت جریانهای رو به پائین را در اثر برخورد با زبری ها کاهش می دهند و ناحیه زیر بستر ، قدرت جریان های رو به پائین و خصوصا فعالیت گرداب های نعل اسبی را کاهش می دهند. به همین منظور در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی اثر زبری های مستطیلی شکل بر کاهش میزان عمق آبشستگی موضعی پایه پل، پرداخته شد. آزمایشات در آزمایشگاه هیدرولیک دانشکده مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز که به یک کانال مستطیلی مستقیم مجهز بود، انجام شد. با توجه به محدودیت های فلوم، از پایه مربعی به ضلع 4 سانتیمتر جهت انجام آزمایشات استفاده شد. زبری ها نیز با ارتفاع های (1/8)d ، (2/8)d و (3/8)d و عرض های (1/16)d ، (2/16)d و (4/16)d و با فواصل قرارگیری هر ردیف زبری در طول پایه، به میزان (1/4)d ، (2/4)d و (3/4)d ، (d عرض پایه می باشد)، نسبت به هم، موردآزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استفاده از زبری ها در اطراف پایه پل، باعث کاهش میزان عمق آبشستگی موضعی خواهد شد. میزان کاهش به نحوه چیدمان زبری، ابعاد و شرایط جریان بستگی دارد. در ادامه، نتایج در غالب نمودارهایی ارائه شد که حاکی از تاثیر کاهنده عمق آبشستگی تا حداکثر 70 درصد می باشد.