การศึกษาพฤติกรรมทางโครงสร้างของสะพานชนิดสเตรสริบบอน

Abstract

งานวิจัยนี้เพื่อศึกษาทฤษฎีเคเบิ้ลตึงที่นำมาประยุกต์ใช้กับโครงสร้างสะพานชนิดสเตรสริบบอน สะพานประกอบด้วยแผ่นพื้นที่รองรับด้วยเคเบิ้ลที่ถูกดึงจนตึง โดยอาศัยทฤษฏีเคเบิ้ลตึงเป็นแนววิเคราะห์พฤติกรรมของโครงสร้าง ภายใต้น้ำหนักบรรทุกชนิดกระจายสม่ำเสมอ กระทำเป็นจุดและน้ำหนักบรรทุกชนิดที่ทำให้โครงสร้างเกิดการบิด รวมทั้งการคาดคะเนหาค่าความถี่ต่ำสุดของการสั่นในโครงสร้าง เพื่อศึกษาพฤติกรรมของสะพานชนิดสเตรสริบบอน ได้ทำโครงสร้างจำลองที่แปรช่วงความยาวตั้งแต่ 3.00 เมตรถึง 9.00 เมตร ที่แรงดึงในเคเบิ้ลค่าหนึ่ง จากการทดลองด้วยน้ำหนักบรรทุกชนิดกระจายสม่ำเสมอได้ผลว่า การเพิ่มขึ้นของน้ำหนักบรรทุกไม่มีผลต่อการเพิ่มของแรงดึงที่เกิดขึ้นในเคเบิ้ลและอัตราการหย่อนตัวที่เพิ่มขึ้นเป็นกำลังสามกับน้ำหนักบรรทุกที่เพิ่มขึ้น ในกรณีของน้ำหนักบรรทุกกระทำเป็นจุด การหักมุมอย่างกระทันหันของแผ่นพื้นในสะพานที่จุดน้ำหนักกระทำจะไม่เกิดขึ้น เนื่องจากความตึงในเคเบิ้ลที่ถูกดึงไว้เปรียบเสมือนมีแรงยกขึ้นหักล้างกับน้ำหนักที่กระทำ โดยที่การหย่อนตัวแปรผกผันกับแรงที่ดึงไว้ในเคเบิ้ล สำหรับกรณีน้ำหนักกระทำเยื้องศูนย์ต่อโครงสร้าง โครงสร้างจะบิด แรงดึงในเคเบิ้ลที่ประกอบกับแผ่นพื้นจะช่วยลดมุมของการบิด เกิดแรงดึงที่แปรเปลี่ยนในเคเบิ้ลเสนต่าง ๆ แผ่นพื้นจะมีบทบาทช่วยรับแรงบิดชนิดความเค้นเฉือนบิด ส่วนทางด้านพฤติกรรมการสั่นของโครงสร้าง จากการทดลองพบว่า ค่าความถี่ต่ำสุดของการสั่นแปรผันกับแรงดึงในเคเบิ้ลและแปรผกผันกลับกับน้ำหนักบรรทุก ค่าความถี่ของการสั่นที่วัดได้ใกล้เคียงกับค่าที่ประเมินได้จากทฤษฎีการสั่นในเคเบิ้ลแขวน