M.Heidarnejad1,M.Shafai Bajestan2, and A.Masjedi3
در این مقاله بیان شده است که آب شستگی در اطراف پایه های پل سالانه منجر به ایجاد خسارات برزگی می شود.برای کنترل این خسارات روش های متعددی مورد نظر می باشد.این مطا لعات به بررسی کاربرد شیار در کاهش آب شستگی در بستر رودخانه با خم ۱۸۰^۰می پردازد. چهار مدل از پایه های دارای شیار و پایه های بدون شیارمورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان داده است که متوسط کاهش عمق آب شستگی در اطراف پایه یک اتفاق می افتد که بالاترین کاهش در عمق آب شستگی و تا حدود ۲۴% می باشد. کمترین کاهش در عمق آب شستگی در پایه نوع چهار اتفاق می افتد که تا حدود ۱۲% می باشد . علاوه بر این ، این مقاله نشان می دهد که اثر شیار بر کاهش عمق آب شستگی با افزایش نسبت سرعت جریان به سرعت آستانه کاهش می یابد.

در این مقاله دیاگرام هایی که از نتایج بدست آمد نشان داد که مقدار افزایش عمق آب سشتگی بعد از دو ساعت ناچیز است در نتیجه در آزمایش مدت زمانی که مورد بررسی قرار گرفته است دو ساعت می باشد.
نتایج بدست آمده در این مقاله بسیار منطبق بر نظر (chiew) مبنی بر اینکه هر چه شیار نزدیک بستر و یا سطح آب باشد تاثیر بیشتری دارد.بر اساس مطا لعات (chiew) برای پایه های دارای شیار نزدیک بستر و یا سطح آب در کانال مستقیم u/u_e تقریبا حدود ۲۰%و کاهش متوسط در مطا لعات این مقاله بین ۱۲% تا ۲۴% در بازه ۰.۹۷ < <u/u_e0.69تغییر می کند.
در این مقاله بیان شده است که متوسط کاهش در عمق آب شستگی در اطراف پایه دارای شیار در مقایسه باپایه بدون شیار در حدود ۲۳.۸۹% (در شرایطی که ارتفاع شیار ۰-۲b است-pier type 1)، و۱۷.۵۳% (در شرایطی که ارتفاع شیار b/2-3b/2 است-pier type 2)، و۲۲.۰۵%(در شرایطی که ارتفاع شیار ۰-b است-pier type 3)،و۱۲%(در شرایطی که ارتفاع شیار b-2b است-pier type 4) می باشد.
نتایج نشان داده است که چون در پایه ۱و۳ طول شیار پایه از بستر آغاز شده است جهت جریان افقی پایین دست که عامل اصلی ایجاد گرداب نعل اسبی ویکی از عوامل اصلی فرسایش در اطراف پایه ها می باشد،تغییر جهت می دهد و با عث کا هش میزان آب شستگی در اطراف پایه ها می شود.
وهمچنین در پایه های دارای شیار ۲و۴ که طول شیار از تراز بالاتر از تراز بستر آغاز شده است شیار کمتر موثر است.از طرف دیگر در مقایسه با پایه ۱و۳ که در نوع یک شیار نزدیک سطح آب است و عمق موثر جریان و گرادیان فشار کاهش می یابدو سپس قدرت جریان پایین دست کاهش می یابدو باعث کاهش عمق آب شستگی می شود.
۵- International of Engineering Inventions
e-ISSN:2278-7461,p-ISSN:2319-6491
volume 2,Issue 7 (May 2013)PP:07-15
Scour Reduction around Bridge Piers:A Review
Mubeen Beg¹,Salman Beg²
در این مقاله بیان شده است که برای طراحی ایمن و اقتصادی، آب شستگی در اطراف پایه های پل باید تحت کنترل باشد .کارایی هر وسیله یا ابزار برای کنترل و محافظت در برابر آب شستگی بستگی به چگونگی مقابله آن وسیله با مراحل آب شستگی دارد .تلاش ها نشان داده اند که ایجاد ریپ رپ یا سنگ چینی در اطراف پایه ها ویا فراهم آوردن یک سری شمع در مقابل پایه ،ایجاد طوق در اطراف پایه و ورق های مستغرق و استفاده از صفحه ای سه گوش در جلوی پایه ویا ایجاد شیار در پایه وگروه چند پایه ای ویا ایجاد یک فریم چهار وجهی فضایی که در اطراف پایه قرار می گیرد.
در این مفاله روش های به روز برای مقابله با آب شستگی در اطراف پایه های پل مورد بررسی قرار گرفته است که شامل همه جنبه های ممکن مثل ناحیه جریان ،مراحل آب شستگی ،پارامتر های تاثیر گذار بر روی عمق آب شستگی ، می باشد.
کاهش و محافظت در برابر آب شستگی در اطراف پایه های پل
آب شستگی در اطراف پایه های پل در نتیجه سیل ،یکی از علل مهم فرو یختن پل ها می باشد.
(Richardson and Davis 1995,Johnson and Doc,1996;Laggasse et.al.,1995;Melville and Hadfield,1999)
گسیختگی پل ها منجر به هزینه تعمیر و بازسازی گزاف و از بین رفتن دسترسی ومنجر به مرگ نیز می شود.
(Chiew 1995)
بنابراین برای طراحی ایمن و اقتصادی ،آب شستگی در اطراف پایه های پل باید تحت کنترل قرار گیرد.مشکل آب شستگی رسوبات در اطراف پایه های پل تا حدود زیادی برای چند دهه مورد بررسی قرار گرفته است.
برای کاهش عمق آب شستگی با ایجاد ریپ رپ در اطراف پایه ها
(Brice et al.,1978;Croad,1993;Parola,1993;Yoon et al.,1995;Worman 1989,(Lim and Chiew,1996 and 1997);Lim,1998;Chiew and Lim,2000;Lim and Chiew,2001),
فراهم آوردن گروهی از شمع ها در یک ردیف در جلوی پایه
(Chabert and Engeldinger ,1956 and Melville and Hadfield, 1999)
ایجاد طوق در اطراف پایه
(Schneible,1951;Thomas1967;Tanaka and Yano 1967;Ettema 1980;Chiew,1992;Kumar et.al.,1999,Zarrati et.al,2006)
ورق های مستغرق (Odgard and Wang 1987)
ورق به شکل مثلث در جلوی پایه (Gupta and Gangadharaiah,1992)
ایجاد شیار در پایه , ۱۹۹۹) . (Chiew,1992;Kumar et. al
گروه چند پایه ای (Vittal et.al.1994)
وهمچنین فریم فضایی چهاروجهی که در اطراف پایه قرار داده می شود.
الگوی جریان ومکانیسم آب شستگی
کارایی هر وسیله مقابله با آب شستگی در اطراف پایه های پل بستگی به این دارد که چگونه این وسیله با آب شستگی مقابله می کند. مکانیسم جریان که باعث آب شستگی در اطراف پایه ها می شودبسیار پیچیده است و با تحقیقات زیاد مورد بررسی قرار گرفته است.
(Chabert and Engeldinger,1956;Hjorth,1975;Melville,1975;Melville and Raudkivi ,1977;Dargahi,1990;Ahmed and Rajaratnam,1998 and Graf and Istiarto,2002)
گرداب نعل اسبی و جریان پایین دست علل اصلی ایجاد آب شستگی می باشند به همین دلیل تراز سطح آب در جلوی پایه افزایش می یابد.هنگامی که سرعت جریان از سطح تا بستر کاهش می یابد.
جریان پایین دست یک گودالی در جلوی پایه حفر می کند ومی غلتد وگرداب نعل اسبی ایجاد می کند.
بر اساس مکانیسم آب شستگی ،مقابله برای کنترل آب شستگی دراطراف پایه ها به دو گروه تقسیم بندی می شود :
۱-روش تسلیح بستر :استفاده از این روش مقاوم بستر را با ایجاد ریپ رپ و گابیون در اطراف پایه افزایش می دهد.چندین محقق
(Brice et al.,1978;Croad,1993;Parola,1993;Yoon et al.,1995 Chiew,1995;Worman1989,(lim and Chiew ,1996 and 1997);Lim et al.,1998; Chiew and Lim ,2000;Lim and Chiew,2001)
تلاشهای بسیار زیادی برای تعیین سایز و گسترش لایه ریپ رپ کرده اند.
محافظت در برابر آب شستگی با بهره گرفتن از ریپ رپ
یکی از روش ها برای متوقف کردن آب شستگی و همچنین گرداب نعل اسبی فراهم آوردن مصالحی است که از هم در موقعیت خود گسسته نشوند.استفاده از ریپ رپ سنگی برای مقابله با مشکل آب شستگی در مهندسی عمران بسیار رایج است .بهرحال لایه ریپ رپ اغلب برای محافظت از پایه های پل در مدت سیل گسیخته می شود.یکی از علل اصلی این گسیختگی حرکت این رسوبات در طی سیل شدید می باشد.در طول مدت سیل شرایط بستر زنده و مشخصات بستر مثل موج کوچک و شن تپه بسیار ممکن است که به وجود آید.حرکت رسوبات بستر در طول کانال و انتشار مشخصات بستر باعث می شودتا ریپ رپ سنگی بی حرکت ،پایداری خود را از دست بدهد با وجود اینکه در بستر حفر شده است.
این نوع گسیختگی در زمان های جلوترتوسط (Chiew and Lim(2000),Lim
et.al.(1978),Croad(1993),Lim and Chiew(1996 and 1997)
در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته است.
(Lim and Chiew(1996 and 1997))
همچنین معیار های طراحی بسیاری پیشنهاد شده است.
(Bonasoundas ,1973;Neill,1973;Richardson et .al.,1993;Posy, 1974;Breasers et. al.,1977 and Chiew,1995).