پایان نامه اثر شمع فدا شونده با حضور شکاف و طوق در کاهش عمق آبشستگی موضعی پایه پل

فهرست:

فصل اول: مقدمه

1-1 کلیات.. 2

1-2 ضرورت انجام پژوهش... 4

1-3 اهداف پژوهش... 5

1-4 مروری بر مطالب سایر فصل­ها 6

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های پیشین

2-1 مقدمه. 8

2-1-1 آبشستگی.. 9

2-1-2 انواع آبشستگی.. 9

2-1-2-1 آبشستگی عمومی (طبیعی). 9

2-1-2-2 آبشستگی در اثر کاهش مقطع.. 10

2-1-2-3 آبشستگی موضعی... 10

2-1-3 آبشستگی از نظر حمل رسوب.. 11

2-1-3-1 آبشستگی در آب زلال.. 12

2-1-3-2 آبشستگی در بستر زنده ( حاوی رسوب ). 13

2-1-4 مکانیزم آبشستگی موضعی در تک پایه. 14

2-1-5 مکانیزم آبشستگی در گروه پایه. 16

2-1-6 منطقه جداشدگی خطوط جریان اطراف پایه پل. 18

2-2 آبشستگی پایه. 19

2-3 روشهای کاهش آبشستگی و توصیه­ها 23

2-3-1 ایجاد پوشش حفاظتی در اطراف پایه. 24

2-3-2 کاهش قدرت گردابه­ها 24

2-3-2-1 شمع فداشونده. 25

2-3-2-2 شکاف... 27

2-3-2-3 طوق... 29

2-3-2-4 صفحات مستغرق... 32

2-3-2-5 روشهای تلفیقی... 32

4-2 گروه پایه. 33

5-2 کمبود مطالعات گذشته. 35

فصل سوم: مواد و روشها

3-1 مقدمه. 37

3-1-1 شمع فداشونده 38

3-1-2 شکاف.. 39

3-1-3 طوق. 41

3-1-4 گروه پایه. 43

3-2 پارامترهای مربوط به آبشستگی پایه پل. 44

3-2-1 عمق جریان. 44

3-2-2 شدت جریان. 45

3-2-3- زمان. 48

3-2-4 قطر پایه. 49

3-2-5 اندازه ذرات و دانه­بندی رسوبات.. 50

3-3 تجهیزات آزمایشگاه 51

3-3-1 کانال یا فلوم. 51

3-3-2 سکوهای فلزی.. 52

3-3-3 ارتفاع سنج. 53

3-3-4 سیستم تامین آب.. 54

3-3-5 دبی سنج الکتریکی.. 55

3-3-6 وسیله کنترل دبی.. 56

3-4 روش انجام آزمایش... 56

فصل چهارم: بحث و نتایج

4-1 مقدمه. 59

4-2 آبشستگی در تک پایه. 62

4-3 مقایسه عملکرد طوقها 63

4-3-1 بهترین محل قرار گیری طوق بر روی پایه. 63

4-3-2 اندازه طول طوق در کاهش آبشستگی.. 64

4-3-3 مقایسه اشکال طوق در کاهش آبشستگی.. 64

4-4 مقایسه روش­های کاهش آبشستگی در تک پایه. 66

4-5 مقایسه روش­های ترکیبی در تک پایه. 68

4-6 آبشستگی در گروه پایه. 70

4-6-1 آبشستگی در گروه پایه دوتایی در جهت جریان. 70

4-6-2 آبشستگی در گروه پایه سه­تایی در جهت جریان. 71

4-6-3 آبشستگی در گروه پایه دوتایی عمود بر جهت جریان. 73

4-6-4 آبشستگی در گروه پایه سه­تایی عمود بر جهت جریان. 73

4-7 مقایسه روش­های کاهش آبشستگی در حالتG2. 74

4-8 مقایسه روش­های کاهش آبشستگی در حالت G3. 78

4-9 مقایسه روش­های کاهش آبشستگی در حالتهای G2V و G3V.. 82

4-10 بررسی شکل چاله آبشستگی.. 84

4-10-1 شکل چاله آبشستگی در حضور شمع فداشونده 85

4-10-2 بررسی شکل چاله آبشستگی در حضور طوق مربعی.. 88

4-10-3 شکل چاله آبشستگی در حضور شکاف.. 90

4-10-4 شکل چاله آبشستگی در حضور طوق دایره­ای.. 91

4-10-5 شکل چاله در حضور شمع فداشونده و طوق مربعی.. 91

4-10-6 شکل چاله در حضور شمع­فداشونده و طوق دایره­ای.. 92

4-10-7 شکل چاله در حضور شمع فداشونده و شکاف.. 93

4-10-8 شکل چاله در حضور شمع­فداشونده، طوق مربعی و شکاف.. 93

4-10-9 شکل چاله در حضور شمع­فداشونده، شکاف و طوق دایره­ای.. 94

4-10-10 شکل چاله در حضور طوق لوزی.. 95

فصل پنجم: نتیجه­گیری

5-1 خلاصه نتایج. 97

5-2 پیشنهادات.. 99

منابع

منابع فارسی..........................................................................................................................100 منابع انگلیسی.......................................................................................................................101

پیوست

آنالیز ابعادی.. 106

چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی

منبع:

اسدی پرتو، ا.، اقبال زاده، ا.، جوان، م. (1393). " بررسی عددی اثر شکاف بر الگوی جریان اطراف پایه پل" ، جلد 24 شماره 1، صفحه 103 تا 114، نشریه آب و خاک، دانشگاه تهران.

بی­نام. (1381). "راهنمای تعیین عمق فرسایش و روش­های مقابله با آن در محدوده پایه­های پل"، وزارت نیرو، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، نشریه 260.

بهرامی، م.، چمنی، م. ر.، حیدرپور، م. (1383)." آبشستگی پایه­های مستطیلی پیشانی گرد شکاف­دار پل"، اولین کنگره ملی مهندسی عمران، صنعتی شریف، دانشگاه صنعتی اصفهان.

بی­نام. (1386). "راهنمای مطالعات فرسایش و رسوب در ساماندهی رودخانه­ها"، وزارت نیرو، انتشارات سازمان مدیریت و برنامه­ریزی کشور، نشریه 383.

بی­نام. (1390). "راهنمای روش­های محاسبه آبشستگی موضعی"، وزارت نیرو، انتشارات معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی رییس جمهور، نشریه 549.

ثانی­خانی، ه.، حسین زاده دلیر، ع.، فرسادی زاده، د. (1387)." عملکرد طوق­های مربعی شکل در کاهش آبشستگی در اطراف پایه­های پل "،  چهارمین کنگره ملی مهندسی عمران ،  تهران، دانشگاه تهران.

حسینی، ح.، حسین زاده، ع.، فرسادی زاده، د.، ارونقی، ه.، قربانی، م. ع. (1390)." کاربرد صفحات مستغرق در کنترل آبشستگی اطراف پایه­های پل مستطیلی با دماغه­ی گرد"، جلد 45 شماره 3، صفحه 301 تا 310، نشریه مهندسی عمران و نقشه برداری، دانشکده فنی، ، دانشگاه تبریز.

رهگذر، ر.، فلاح، ف. (1387)." بهسازی طرح هندسی شکل پایه­ی پل­ها "، جلد 1 شماره 6، صفحه 15 تا 20، نشریه عمران، مقاوم سازی و بهسازی، دانشگاه شهید باهنر کرمان.

شفاعی بجستانی، م. (1390). هیدرولیک انتقال رسوب. چاپ دوم، تعداد صفحات: 549 انتشارات دانشگاه شهید چمران اهواز.

عقلی، م.، زمردیان، م. (1391)."تاثیر توام طوق و کابل برروی عمق آبشستگی اطراف پایه پل در قوس رودخانه"، جلد 36 شماره 3، صفحه 31 تا 40، مجله آب و خاک، دانشگاه تهران.

هوشمند، د. (1389). "بررسی سازه کاهنده آبشستگی موضعی اطراف پایه پل" پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه شیراز.

منابع انگلیسی

Ataie-Ashtiani, B., Beheshti, A.A. (2006). “Experimental Investigation of Clear- Water local scour at pill group.” Journal of hydraulic engineering., Vol.132, No.10, P.1100-1104.

Alabi, P.D. (2006). Time development of local scour at bridge pier fitted with a collar. MA thesis, University of Saskatchewan, Canada.

Ahmed Mohammed, T., Megat Mohd Noor, M.J., Ghazali, A. H., Yusuf, B., Saed, K. (2006). “Physical modeling of local scouring around bridge piers in erodible bed.” Journal of. King Saud Univ, Vol.19, No.11, P.195-207.

Abdelazim, M. N., Gamal, M. M., Yasser, M.A., Amira, A. F. (2009). “Optimal shape of collar to minimize local scour around bridge pier.” Thirteenth International Water Technology Conference, Zagazig University, P.1283-1294.

Babaeyan-Koopaei, K., Valentine, E.M. (1999). “Bridge pier scour in selfformed

laboratory channels.” The XXVIII IAHR Congress. PP.22-27.

Beg, M., Beg, S. (2013). “Scour reduction around bridge pier A Review.” International Journal of Engineering Inventions, Vol.2, No.7, PP. 7-15.

Chow, V. T. (1967). Open Channel Hydroulic. Mc Graw.Hill Book Company, ING.

Chang, F.F.M., Karim, M. (1972). “An experimental study of reducing scour around bridge piers using piles. Report.” South Dakota Department of Highways, Pierre, SD, USA.

Chiew, Y.M. (1992). “Scour protection at bridge piers.” Journal of Hydraulic engineering., Vol.118, No.11, PP.1260-1269.

Chiew Y.M., Lim, F. H. (2000). “Failure behavior of riprap layer at bridge piers under live-bed conditions.” Journal of Hydraulic Engineering., Vol.126, No.1, PP.43–55.

Entesar, A.S. (2013). “Reduction of scour around bridge pier using a modified method for vortex reduction.” Alexandria Engineering Journal, Egypt.Vol.52, No.3, P.467-478.

Anonymous (2005). Bridge Scour Manual.Florida Department Of Transportation, 129 P.

Gao, D., Posand, L.G., Nodrin, C.F., (1993). “Peir scour equation used in china.” Journal of Hydraulic Engineering, Vol.99, No.40, P.1031-1036.

Garde, R.J., Kothyari, U.C. (1998). “Scour around bridge pier” Journal of Proceedings of the Indian National Academy, Vol.64, No.4, PP.569-580.

Garcia, M.H. (2008). Sedimentation Engineering. United States of American: Published by American Society of Civil Engineers, ASCE Mannual and Reports on Engineering Practice No.110, 1137P.

Hannah, C.R. (1978). “Scour at pile groups.” Research Report Civil Engineering Department., University of Canterbury, New Zealand, Vol.28, No.3.

Haque, M. A., Rahman, M. M., Islam, G. M. T., Hussain, M. A. (2007). “Scour mitigation at bridge piers using sacrificial piles.” Journal of Sediment Reserch.,Vol.22, No.1, P.49–59.

Ibrahim, H.E. (2013). “An experimental study of local scour around circular bridge pier in sand soil.” Journal of Civil and Environmental Engineering IJCEE-IJENS., Vol.13, No.1, P.23-28.

Kumar, V., Ranga Raju, K.G., Vittal, N. (1999). “Reduction of local scour around bridge piers using slots and collars.” Journal of. Hydraulic Engineering., Vol.125, No.12, P.1302–1305.

Lachlan, C.S., Melville, B.W. (2001). “Riprap Protection at Bridge Peirs.” Journal of Hydraulic Engineering., Vol.127, No.5, P.412-418.

Melville, B.W., Sutherland, A.J. (1989). “Design method for local scour at bridge pier.” Journal of Hydraulic engineering., University of Auckland, New Zealand, Vol.114, No.10, P.22-30.

Melville, B.W., Chiew, Y. (1999). “Time scale for local scour at bridge pier.” Journal of hydraulic engineering, Vol.125, No.1, P.59-65.

Melville, B.W., Hadfield, A.C. (1999). “Use of sacrificial pilles as pier scour countermeasures.” Journal of Hydraulic engineering, Vol.125, No.11, P.1221-1224.

Melville, B.W., Coleman, S.E. (2000). Bridge scour. Water Resources Publication LIC: Colorado, U.S.A., 550P.

Masjedi, A.R., Shafaei Bejstan, M.A., Esfandi, A. (2010). “Reduction of local scour at a bridge pier fitted with a collar in a 180 degree flume bend.” Journal of Hydraulic Engineering, Vol.134, No.3, P.183-187.

Neill, C.R., (1973). Guide to bridge hydraulics. Roads and Transportation Association of Canada, University of Toronto press, Canada, 191P.

Nazariha, M. (1996). Design relationships for maximum local scour depth for bridge pier groups.PhD Thesis, University of Ottawa, Canada.

Novak, P., Moffat, A.I.B., Nalluri, C., Narayanan, R. (2001). Hydraulic Structures. university of Newcastle upon Tyne, UK: London, 666P.

Paice, C., Hey, R. (1993). “The controlling and monitoring of local scour at bridge piers.” Proceeding of the National Conference on Hydraulic Engineering, San Francisco, P.l06l-1066.

Pirayesh, A., saneie, M., Kolahchi, A.A. (2012). “Effects of changes in pile distance from the abutment upstream on reduction of local scour.” ICSE6 pairs, Iran.

Raudkivi, A.J., Ettema, R. (1983). “Clear water scour at cylindrical piers.” Journal of hydraulic engineering, Vol.109, No.3, P.338-350.

Richardson. E.V., Richardson. J.R. (1989). Bridge scour. Proceedings of the bridge scour symposium, P. 1-40.

Rui, M.L., Cristina, S.F., Rodrigo, J.M., Joao, P.P., Antonio, H.C. (2013). “clear-water scour at comparatively large cylindrical piers.” Vol.139,No.11, P.1117-1125.

Singh, C.P., Setia, B., Verma, D.V.S. (2001). “Collar- sleeve combination as a scour protection device around a circular pier.” Proc 29th IAHR Congress, P.202-209.

Saneie, M., Omidi, F., Fazlola, R. (2010). “Local scour around rectangular abutment and their countermeasures by using sacrificial piles.” Journal of Water Sciences Research, Vol.2, No.2, P.47-55.

Tafarojnoruz, A., Gaudio, R., Calomino, F. (2012).“Evaluation of flow-altering countermeasure against bridge pier scour.” Journal of hydraulic engineering, American Society of Civil Engineers,Vol.138, No.3. P.297-305.

Zarrati, A.R., Gholami, H., Mashahir, M.B. (2004). “Application of collar to control scouring around rectangular bridge piers.” Journal of Hydraulic Research, Vol.42, No.1, P.97-103.

Zevenbergen, L.W., Arneson, L.A., Hunt, J.H., Miller, A.C. (2012). Hydraulic design of safe bridge., Hydraulic Design Series Number 7, Publication No FHWA-HIF-12-18 , Federal Highway Administration, 280p.