تخمین عمق آبشستگی در محل پایه های پل به کمک تلفیق مدل های تجربی با مدل عددی FASTER

محورهای موضوعی : مقالات برگرفته از پایان نامه

الهام قنبری عدیوی ¹ (استادیار گروه آب ، دانشگاه شهرکرد)
سید محمود کاشفی پور ² (استاد، عضوهیئت علمی گروه سازه های آبی، دانشگاه شهید چمران اهواز)

تاریخ دریافت : 1396/01/26 تاریخ پذیرش : 1396/01/26 تاریخ انتشار : 1395/12/01

کلید واژه: عمق آبشستگی, پایه پل, مدل FASTER, معادلات آبشستگی,

چکیده مقاله :

پل­ها از جمله مهمترین سازه های رودخانه­ای هستند. یکی ازمؤثرترین عوامل تخریب پل­ها، آبشستگی موضعی اطراف پایه پل می­باشد. همه ساله پل­های زیادی در سراسر جهان به دلیل در نظر نگرفتن نقش عوامل هیدرولیکی تخریب می­شوند. بر این اساس برای یک طراحی مطمئن، تخمین دقیق از عمق آبشستگی در اطراف پایه­های پل ضروری به نظر می­رسد. در این تحقیق، آبشستگی در محل پایه­های پل اعلاء  مورد بررسی قرار گرفت. پل فلزی اعلاء در نزدیکی شهرستان رامهرمز بر روی رودخانه اعلاء احداث گردیده است. برای شبیه سازی دینامیک رودخانه از حل عددی معادلات یک بعدی سنت ونانت در مدل ریاضی FASTER استفاده شد. همچنین برای محاسبه عمق آبشستگی 13 رابطه تجربی پیش­بینی عمق آبشستگی به صورت یک زیر برنامه به مدل اضافه شد. مقایسه نتایج نشان داد که بیشترین دقت را معادله فروهلیچ داشته است، و بعضی روابط تجربی آبشستگی قابل استفاده برای منطقه نمی­باشند.

چکیده انگلیسی:

Bridges are one of the most important river structures. One of the main causes of bridge failure is local scour at bridge piers. Yearly, Many bridges failed around the world because of disregarding hydraulic factors. Hence, an accurate prediction of scour depth at piers is essential for the safe design of the bridge foundation. In this study, local scour at Aala Bridge (Ramhormoz) is investigated. The Aala Bridge crosses the Aala River near the city of Ramhormoz, Khuzestan province. We use one dimensional Saint-Venant Equation for simulation at river dynamic in FASTER model. For evaluation of scour depth, 14 scour equations in subroutines were added to FASTER model. Comparison between computed scour depth showed that equation of Froehlich (1996) appear to give a reasonable estimate of the local scour depth. Jain and Fisher equation (1979), Melville equation (1997) and Melville and Sutherland equation (1988) overestimate scour depth, and the other experimental equations are not suitable for this condition.

منابع و مأخذ:

1)                  بیات، ح. 1379. اندرکنش سازه­های آبی و فرسایش. انتشارات دانشگاه صنعتی امبیر کبیر. 272 صفحه.

2)                  جعفر­زاده، م.ر. (مترجم) .1387. مکانیک رودخانه. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد. 540 صفحه.

3)                  زراتی، ا.ر. (مترجم) .1381. نقش عوامل هیدرولیکی در طراحی پل ها. انتشارات دانشگاه امیر کبیر. شفاعی بجستان، م. 1387. مبانی نظری و عملی هیدرولیک انتقال رسوب. صفحه 250.

4)                  محمودیان شوشتری، م، طهماسبی بیرگانی، ی. ۱۳۸٥. مقایسه چهار رابطه تخمین عمق آبشستگی اطراف پایه­های پل با استفاده از آمار صحرایی. هفتمین سمینار مهندسی رودخانه. اهواز.

5)                   Ahmed Mohamed, T., Noor, M. J., Ghazali, A.H. and B.K .Huat. 2005. Validation of some bridge pier scour formulae using field.American Journal of Environmental Science. 119-125.

6)                   Chase, k.J., and R.S. Holnbeck. 2004. Evaluation of Pier-Scour Equations for Coarse-Bed Stream. U.S. Geological Survey Water-Resources Investigations Report 04-5111, 24 p.

7)                   Deng,L.,and C.S.Cai. 2010. Bridge Scour: Prediction, Modeling, Monitoring, and Countermeasures.Review. Practice Periodical on Structural Design and Construction. 15: 125.

8)                   Grade, R.J. and U.C. Kothyari .1988. Scour around bridge piers. PINSA. 64(4): 596-580.

9)                   Johnson. P.A. 1995. Comparison of pier scour equations using field data. Journal of Hydraulic Engineering . 121(8): 626-629.

10)               Lee, S. O., and T. W. Sturm. 2009. “Effect of Sediment Size Scaling on Physical Modeling of Bridge Pier Scour”. Journal of. Hydrauicl Engineering. 135(10): 793–802.

11)               Melville, B. W., and A. J. Sutherland. .1988. Design method for local scour at bridge piers. Journal of. Hydrauicl Engineering. 114 (10): 1210–1226.

12)               Melville, B.V. 1997. Pier and Abutment Scour: Integrated Approach. Journal of Hydraulic Engineering, ASCE. 123(2): 125-136.

13)               Mueller, D.S., and R.C. wagner. 2005. Field observations & evaluations of streambed scour at bridges. McLean,VA, Federal Highway Administration Research Report FHWA–RD–03–052,137 p.

14)               Sheppard, D. M. and W. Miller. 2006. Live-Bed Local Pier Scour Experiments. Journal of Hydraulic Engineering. 132(7): 635-642.