การเปรียบเทียบวิธีการหาน้ำหนักรถบรรทุกจากผลตอบสนองของสะพานด้วยการทดสอบภาคสนาม

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาการหาน้ำหนักรถบรรทุกขณะเคลื่อนที่บนสะพาน เพื่อนำข้อมูลน้ำหนักบรรทุกที่ทราบค่าไปใช้ประโยชน์ในด้านวิศวกรรมและการควบคุมน้ำหนักบรรทุก ในอดีตมีนักวิจัยนำเสนอการคำนวณหาค่าน้ำหนักบรรทุกจากผลตอบสนองของสะพานด้วยวิธีการต่างๆ ซึ่งจากผลการศึกษาในอดีตได้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการหาน้ำหนักของอัลกอริทึมต่างๆ แต่ยังขาดการศึกษาเปรียบเทียบความแม่นยำระหว่างแต่ละวิธี ในการศึกษานี้จะเปรียบเทียบอัลกอริทึมการคำนวณหาน้ำหนักรถบรรทุกด้วยเส้นอิทธิพลแบบต่างๆ 3 แบบได้แก่ เส้นอิทธิพลจากทฤษฎีแบบสถิต เส้นอิทธิพลจากทฤษฎีแบบพลวัต และเส้นอิทธิพลจากการตรวจวัดโดยตรง โดยการเปรียบเทียบอาศัยผลตอบสนองของสะพานด้วยการทดสอบสะพานจริงในภาคสนาม จากผลการทดสอบในภาคสนามทั้งหมดจำนวน 18 การทดสอบ พบว่าการคำนวณหาค่าน้ำหนักรถบรรทุกของทั้ง 3 วิธีให้ความถูกต้องในระดับที่น่าพอใจ โดยพบว่าทุกวิธีมีความคลาดเคลื่อนสูงขึ้นหากรถบรรทุกแล่นข้ามสะพานด้วยความเร็วที่มากขึ้น โดยผลการหาน้ำหนักรถบรรทุกพบความคลาดเคลื่อนในเพลาหน้า เพลาหลัง และน้ำหนักบรรทุกรวมของแต่ละวิธีมีค่าเท่ากับ ±71%, ±10% และ±9% สำหรับวิธีเส้นอิทธิพลจากทฤษฎีแบบสถิต ±85%, ±12% และ±10% สำหรับวิธีเส้นอิทธิพลจากทฤษฎีแบบพลวัต ±57%, ±6% และ±10% สำหรับวิธีเส้นอิทธิพลจากการตรวจวัดโดยตรง แม้ทั้ง 3 วิธีให้ค่าความเคลื่อนของน้ำหนักบรรทุกรวมที่ไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ โดยให้ค่าความคลาดเคลื่อนของน้ำหนักบรรทุกรวมในทุกกรณีที่ทดสอบมีค่าไม่เกิน ±10% แต่จากผลการศึกษาเปรียบเทียบพบค่าความคลาดเคลื่อนในเพลาหน้าและเพลาหลังนั้นวิธีเส้นอิทธิพลจากการตรวจวัดโดยตรงให้แนวโน้มความคลาดเคลื่อนต่ำกว่าอีกสองวิธี จากผลการศึกษาที่ได้รับในงานวิจัยนี้ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของวิธีการหาน้ำหนักรถบรรทุกทั้ง 3 วิธี ซึ่งจากการศึกษาเปรียบเทียบแม้ไม่พบความแตกต่างในประสิทธิภาพที่มีนัยสำคัญ แต่หากพิจารณาถึงความสะดวกในการประยุกต์ใช้พบว่าวิธีเส้นอิทธิพลจากการตรวจวัดโดยตรงจะมีข้อดีเหนือกว่าวิธีการอื่น เพราะสามารถสะท้อนพฤติการณ์แท้จริงของสะพาน เช่น สภาพของฐานรองรับสะพาน ได้ถูกต้องกว่าวิธีการอื่นและมีแนวโน้มที่จะให้ค่าน้ำหนักบรรทุกในแต่ละเพลาที่ถูกต้องกว่า