بررسی تاثیر شکل پایه پل در میزان آبشستگی پایه پل با استفاده از نرم افزار SSIIM
محورهای موضوعی : سازه های هیدرولیکی
1 - عضو هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی - واحد چالوس
2 - کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد چالوس
کلید واژه: آبشستگی, نرم‌افزار SSIIM, شکل پایه, پایه‌ی پل,
چکیده مقاله :
مطالعات انجام‌شده روی سازه‌های هیدرولیکی به‌خصوص اطراف پایه‌های پل نشان می‌دهد که یکی از عوامل اصلی تخریب پل‌ها آشفتگی موضعی جریان است. برای اینکه بتوان طراحی اقتصادی و قابل اطمینان داشت، باید حداکثر عمق آبشستگی در اطراف پایه‌ها را به دست آورد. برآورد حداکثر عمق آبشستگی با هدف تعیین عمق لازم برای پایه‌های پل لازم است، زیرا در غیر این صورت ممکن است منجر به تخریب پل شود. در این پژوهش از نرم‌افزارSSIIM استفاده شده است که به‌صورت سه‌بعدی، معادلات جریان و رسوب را لحاظ می‌کند. در این نرم‌افزار، میدان جریان از معادلات ناویراستوکس و مدل آشفتگی εK- به دست می‌آید و سپس، با استفاده از حل غیردائمی میدان رسوب و معادله پیوستگی، تغییرات تراز کف در اطراف پایه پل محاسبه می‌شود. نتایج حاصله در این پژوهش نشان می‌دهند، مدل عددی استفاده شده که یکی از مدل‌های سه‌بعدی در دسترس مهندسین هست، در شبیه‌سازی جریان، محاسبه سطح آزاد و محاسبه تغییرات توپوگرافی بستر در رودخانه مقادیری قابل‌قبول پیش‌بینی می‌نماید و با اینکه در نواحی دارای جریان‌های چرخشی شدید، در بعضی نقاط خطای محاسبه‌سرعت زیاد می‌شود، ولی مدل قادر است توزیع سرعت و جریان‌های چرخشی را به‌خوبی مدل‌سازی نماید. از مدل-های ارائه‌شده اثبات گردید که تحت شرایط یکسان، آبشستگی حول پایه‌ی مربعی و استوانه‌ای نسبت به پایه‌ی مستطیلی بیشتر هست.
Studies on hydraulic structures, especially around bridge piers, show that one of the main causes of bridge destruction is local turbulence. In order to have an economical and reliable design, the maximum scouring depth around the foundations must be achieved. Estimation of the maximum scour depth is necessary in order to determine the required depth for the bridge piers, because otherwise it may lead to the destruction of the bridge. In this research, SSIIM software has been used, which considers flow and sediment equations in three dimensions. In this software, the flow field is obtained from the Navier-Stokes equations and the εK-turbulence model, and then, using the non-permanent solution of the sediment field and the continuity equation, the floor level changes around the bridge pier are calculated. The results of this study show that the numerical model used, which is one of the three-dimensional models available to engineers, predicts acceptable values in flow simulation, calculation of free surface and calculation of bed topographic changes in the river. In some places the speed calculation error increases, but the model is able to model the distribution of velocity and rotational currents well. From the presented models, it was proved that under the same conditions, the scour around the square and cylindrical base is more than the rectangular base.
_||_