بررسی آزمایشگاهی پدیده ی فراآب در بالادست پایه های پل

با احداث یک پل در مسیر رودخانه معمولاً عرض طبیعی جریان کاهش می یابد و لذا مانعی در برابر جریان به وجود می آید. برای اینکه عبور جریان از میان پایه های پل با حداقل انرژی مخصوص ممکن گردد، عمق آب در بالادست پل افزایش پیدا خواهد کرد. این افزایش عمق را فراآب می نامند و تغییرات آن با فاصله از بالادست پل را پروفیل برگشت آب می نامند. تحقیقات نشان می دهد که هر چه پهنای دهانه پل نسبت به عرض مجرا کمتر باشد، میزان فراآب و برگشت آب بیشتر خواهد بود. به عبارت دقیق تر، آب بیشتر بالا خواهد آمد و هم چنین این اثر تا فاصله دورتری از بالادست پل ادامه پیدا خواهد کرد. اهمیت موضوع هنگامی مشخص می گردد که بخواهیم مناطق خاص و مهمی در بالادست پل را از سیلاب محافظت نماییم. قبل از احداث پل باید برآورد مناسبی از میزان فراآب بدست آید و بر اساس این میزان پیش بینی شده، هزینه عملیات ساماندهی در بالادست پل بررسی گردد. یکی از پارامترهای بسیار مهم در طراحی پل ها، همین میزان فراآب می باشد. بررسی مطالعات انجام گرفته در زمینه فراآب گویای این واقعیت است که اطلاعات جامع و کاملی در این زمینه وجود ندارد و در اکثر تحقیقات انجام شده، پارامترهای موثر بر روی فراآب بهطور کامل و دقیق در نظر گرفته نشده اند. با توجه به این موضوع، مطالعات آزمایشگاهی حاضر به منظور بررسی دقیق تر پارامترهای موثر بر روی فراآب و نحوه ارتباط آن ها با فراآب انجام گرفته است. با توجه به مطالعات گذشته در مورد فراآب، می توان نشان داد که پارامترهایی نظیر عدد فرود، نسبت انقباض ، زاویه محور پایه پل با جهت جریان و شکل پایه پل در میزان فراآب موثر می باشند. در این تحقیق آزمایشگاهی، چهار شکل مختلف برای پایه پل انتخاب گردید. کار در فلومی به طول دوازده متر انجام گرفت. برای هر شکل بجز پایه استوانه ای شکل سه نسبت طول به عرض و برای هر نسبت طول به عرض چهار عدد پایه در نظر گرفته شد. با انجام آزمایشات مربوطه، هدف اصلی تحقیق پیرامون نحوه ارتباط نسبت طول به ضخامت پایه پل و مقدار فراآب می باشد. در کنار این هدف نحوه ارتباط دیگر متغیرها با میزان فراآب نیز مورد بررسی دقیق قرار گرفت. نتایج حاصله ? نشان می دهد که با افزایش عدد فرود، مقدار فراآب زیاد می شود و نیز با افزایش تعداد پایه ها در مسیر جریان، عدد فرود باید بیشتر مورد توجه قرار بگیرد. با افزایش زاویه محور پایه پل با جهت جریان، فراآب بیشتری خواهیم داشت که در زوایای بالاتر روند افزایشی فراآب نسبت به زیاد شدن زاویه بیشتر می شود. علاوه بر این در شرایط برابر هر چه نسبت انقباض کمتر باشد، یا به عبارت دیگر تعداد پایه های واقع در مسیر جریان بیشتر باشد، فراآب بیشتری ایجاد می گردد و نیز پایه با نسبت طول به ضخامتبزرگ تر، فراآب بیشتری تولید می کند. تجزیه و تحلیل داده های آزمایشگاهی منجر به ارائه رابطه جدیدی جهت برآورد مقدار فراآب شد.