การประเมินอายุการใช้งานที่เหลืออยู่เนื่องจากความล้าของสะนานรถไฟแบบโครงถักที่มีรอยต่อแบบหมุดย้ำ

Abstract

ศึกษาถึงอายุการใช้งานที่เหลืออยู่เนื่องจากความล้าและความปลอดภัยในการใช้งานของสะพานรถไฟจำนวน 3 สะพาน ที่มีอายุการใช้งานมากว่า 40 ปี ในงานวิจัยได้ตรวจวัดค่าความเครียดที่เกิดขึ้นในชิ้นส่วนโครงสร้างหลักของสะพานมากกว่า 10 ชิ้นส่วนในแต่ละสะพาน โดยตรวจวัดค่าความเครียดที่เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้งานปกติของรถไฟและเนื่องจากหัวรถจักร นำข้อมูลค่าความเครียดที่ได้จากการตรวจวัดไปปรับแก้แบบจำลองไฟไนท์เอลิเมนต์ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ แล้วนำแบบจำลองที่ได้ไปวิเคราะห์โครงสร้างหาค่าความเค้นที่เกิดขึ้นโดยน้ำหนักบรรทุกแบบต่างๆ และสอบคุณสมบัติของวัสดุทางด้านกำลังรับแรงดึงและกำลังด้านความล้าของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพาน นำผลที่ได้ไปประเมินความปลอดภัยในการใช้งานของสะพานและประเมินอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของสะพานตามข้อกำหนดตามมาตรฐาน AREMA 1999 และเปรียบเทียบความเสียหายที่เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้งานรถไฟชนิดต่างๆ ผลการศึกษาพบว่า ผลการทดสอบคุณสมบัติวัสดุทางด้านความล้าของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพานมีค่าสูงกว่าค่าที่มาตรฐาน AREMA 1999 กำหนดไว้ ดังนั้นในงานวิจัยนี้จึงเลือกใช้ค่าตามมาตรฐาน AREMA 1999 ในการประเมินอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ ผลการประเมินความปลอดภัยในการใช้งานปกติพบว่าสะพานทั้งสามยังมีความปลอดภัยในการใช้งาน และอายุการใช้งานที่เหลืออยู่ของโครงสร้างหลักในสะพานจักรี สะพานกม.03 และสะพานกม.19 มีมากกว่า 80 ปี แต่ในสะพานกม.19 พบว่าเกิดความเสียหายเนื่องจากความล้าในชิ้นส่วน Stringer สำหรับการใช้งานเนื่องจากรถไฟแบบ U20 ซึ่งเป็นมาตรฐานขบวนรถไฟแบบใหม่ พบว่าสะพานทั้งสามมีความปลอดภัยในการใช้งานไม่เพียงพอหรือเกิดการวิบัติในการใช้งานได้ จึงจำเป็นต้องเสริมกำลังให้โครงสร้างสะพานมีความปลอดภัยเพียงพอ ก่อนที่จะนำรถไฟแบบ U20 เข้ามาใช้งานจริง อนึ่ง ผลจากการตรวจวัดสะพานพบว่า อัตราความเสียหายที่เกิดบนโครงสร้างสะพานเนื่องจากขบวนรถไฟบรรทุกมีค่ามากกว่าขบวนรถไฟโดยสารประมาณ 1.23 ถึง3.05 เท่า