بررسی تاثیر موقعیت سری پره های مستغرق بر روی آب شستگی کنار پایه استوانه ای

پل ها از جمله مهمترین سازه های هیدرولیکی هستند که آب شستگی موضعی کنار پایه های آن ها در طول جریان های سیلابی یکی از عوامل تهدید پایداری آن ها به شمار می رود. لذا برای طرح یک سازه ایمن و جلوگیری از آب شستگی پایه پل بگونه ای که توجیه پذیری اقتصادی نیز به دنبال داشته باشد، به تحقیقات زیاد نیاز است. به همین دلیل تلاش های بسیاری برای کنترل و کاهش آب شستگی پایه پل صورت گرفته است. یکی از این روش های جدید استفاده از سری پره های مستغرق است. لذا در این تحقیق نصب یک سری پره های مستغرق با زوایای حمله مختلف در اطراف پایه استفاده شد و آزمایشات در یک فلوم با طول 20 متر و عرض 6/0 متر و ارتفاع 6/0 مترانجام گرفت. رسوبات استفاده شده غیرچسبنده و با دانه بندی یکنواخت، با قطر متوسط 78/0 میلیمتر انتخاب گردید. یک مدل پایه استوانه ای با قطر 9 سانتیمتر به صورت ثابت در وسط فلوم نصب و موقعیت سری شش تایی پره های مستغرق نسبت به آن سنجیده شد. در این تحقیق از سه جفت پره متقارن با ضخامت 10 میلیمتر، طول 9 سانتیمتر (برابر قطر پایه) استفاده شد. پره ها در ده موقعیت و چهار زاویه حمله متفاوت در اطراف پایه و بالادست پایه چیده شدند. هر آزمایش برای هفت ساعت اجرا شد و حداکثر عمق آب شستگی ایجاد شده در مقاطع مختلف زمانی اندازه گیری شد. نتایج حاصل نشان می دهد که حضور سری پره های مستغرق در کنار پایه باعث کاهش آب شستگی موضعی می شود و هرچه سری پره ها به پایه نزدیک تر شود تاثیر حضور آن ها بر کاهش آب شستگی افزایش می یابد. در اولین سری آزمایش ها، زمانی که پره ها با زاویه حمله 90 درجه در اطراف پایه به گونه ای که زوج اول پره ها در فاصله ای معادل قطر پایه، زوج دوم بر روی راس پایه به صورت v و زوج سوم چسبیده به پایه و روی زاویه 30 درجه پایه به صورت کاملاً متقارن قرارگرفتند، آب شستگی موضعی به میزان 17/72 درصد کاهش یافت. در ادامه آزمایش ها سری پره ها در همه چینش ها چسبیده به پایه قرار گرفتند، در این حالت برای مشخص کردن موقعیت پره ها از زاویه مرکزی پایه استوانه ای استفاده شد. بیشترین کاهش در آب شستگی موضعی اطراف پایه زمانی حاصل شد که زوج پره های مستغرق با زاویه حمله 20 درجه به طور متقارن بر زوایای 0، 30 و 45 درجه پایه (نسبت به خط جریان) قرار گرفتند، در این حالت آب شستگی موضعی 87/80 درصد کاهش نشان داد.