การศึกษาปัญหาความล้าเนื่องจากการบิดในสะพานเหล็ก : รายงานการวิจัย

Abstract

โครงการวิจัยนี้ศึกษาอายุความล้าและพฤติกรรมการบิดของสะพานเหล็ก โดยการศึกษาประกอบด้วยการสำรวจข้อมูลรถบรรทุกหนักประเภทต่าง ๆ และข้อมูลทางโครงสร้างของสะพานเหล็กในประเทศไทย และการวิเคราะห์สะพานตัวแทนเพื่อทราบผลกระทบของตัวแปรสะพานและประเภทรถบรรทุกต่ออายุความล้า จากการสำรวจพบว่า สะพานที่ไม่ใช่สะพานรถไฟส่วนมาก (ประมาณ 80 เปอร์เซ็นต์) อยู่ในการดูแลของสำนักการโยธากรุงเทพมหานคร โดยมีอายุเฉลี่ยระหว่าง 16-20 ปี และมีโครงสร้างส่วนใหญ่เป็นประเภทคานแผ่นเหล็กประกอบ (Plate girder) ในการวิเคราะห์ได้เลือกสะพานคานเหล็กรูปตัวไอเชิงประกอบ (Composite I-girder bridge) โดยสะพานมี 2 ช่องจราจร และปริมาณรถบรรทุกหนักเฉลี่ย 880 คันต่อวันต่อทิศทาง ในการวิเคราะห์ได้พิจารณารถบรรทุกประเภทต่าง ๆ ประกอบด้วย รถบรรทุกมาตรฐานของ AASHTO, รถบัส, รถบรรทุก 6 ล้อ, รถบรรทุก 10 ล้อ, รถบรรทุกกึ่งพ่วง และรถบรรทุกพ่วง ซึ่งมีน้ำหนักรวมเท่ากับ 24.5, 14, 12, 21, 37.4 และ 37.4 ตัน ตามลำดับ จากการวิเคราะห์พบว่า รถบรรทุกพ่วงมีผลต่ออายุความล้าของสะพานมากที่สุด รองมาคือ รถบรรทุกกึ่งพ่วง, รถบรรทุก 10 ล้อ, รถบัส, รถบรรทุก 6 ล้อ และรถบรรทุก AASHTO ตามลำดับ ในกรณีที่น้ำหนักรถบรรทุกเท่ากันที่ 24.8 ตัน พบว่า รถบรรทุก 6 ล้อมีผลต่ออายุสะพานมากที่สุด รองมาคือ รถบรรทุก 10 ล้อ, รถบัสโดยสาร, รถบรรทุกกึ่งพ่วง รถพ่วงและรถบรรทุก AASHTO ตามลำดับ โดยคานที่วิกฤติที่สุดคือคานตัวนอกทั้งในกรณีรถบน 1 และ 2 ช่องจราจร นอกจากนั้นพบว่า ไดอะแฟรมและโครงเฟรมขวางเพิ่มอายุความล้าได้ประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์ เนื่องไดอะแฟรมและโครงเฟรมขวางช่วยให้การกระจายน้ำหนักทางขวางจากแผ่นพื้นลงบนคานดีขึ้นและลดหน่วยแรงเนื่องจากการบิด