اثر استفاده از طوقه مشبک بر آبشستگی پایه های پل

هر ساله با وقوع سیلاب در هر رودخانه تعداد زیادی از پل ها درست زمانی که بیشترین نیاز به آن ها وجود دارد، تخریب می شوند. یکی از موثرترین عوامل این تخریب ها آب شستگی موضعی اطراف پایه ها می باشد. دو عامل مهم باعث ایجاد آب شستگی در اطراف پایه های پل می شوند، یکی برخورد جریان با پایه و دیگری جدا شدن جریان از پایه. یکی از روش های کاهش آب شستگی اطراف پایه های پل، نصب طوقه محافظ روی پایه است. طوقه ها بستر را در مقابل جریان های گردابه ای اطراف پایه محافظت می کنند. در این تحقیق از دو پایه مکعبی و استوانه ای به ترتیب با طول ضلع (b) و قطر (d) برابر 4 سانتی متر استفاده شد. برای شبیه سازی طوقه از صفحه های پلکسی مربعی و با طول ضلع b3 و دایره ای با قطر d3 استفاده شد. آزمایش ها تحت سه عدد فرود 19/0، 16/0 و 13/0 و شرایط آب زلال انجام گرفتند. تغییرات حفره آب شستگی پیرامون پایه با قراردادن طوقه در سه ارتفاع b5/0، b25/0 و روی سطح بستر برای پایه مکعبی و ارتفاع b25/0 برای پایه استوانه ای، بررسی شد. به طور کلی در این پژوهش عملکرد چهار طوقه ساده، 15% مشبک، 30% مشبک و 40% مشبک در تغییرات حفره آب شستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد، با نصب طوقه روی پایه، سطح طوقه همانند سدی در مقابل عبور جریان پایین رونده عمل کرده و در نتیجه از قدرت جریانات نعل اسبی کاسته می شد. در نتیجه در کلیه آزمایشات نسبت به آزمایشات شاهد (حالت پایه بدون طوقه) کاهش آب شستگی مشاهده شد. در عدد فرود 19/0، برای پایه مکعبی طوقه 30% مشبک بالاترین راندمان در کاهش آب شستگی را دارد، درصورتی که برای پایه استوانه ای در همین عدد فرود طوقه 40% مشبک بالاترین راندمان را با 34% کاهش در میزان آب شستگی نسبت به سایر طوقه های مشبک دارد. در پایه مکعبی، طوقه ساده در سطح بستر با راندمان 100% در کاهش آب-شستگی بهترین نتیجه را نشان داد.