การเพิ่มสมรรถนะของสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยใช้ค้ำยันที่กันการโก่งเดาะ

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ศึกษาการเพิ่มสมรรถนะทางด้านความต้านทานแผ่นดินไหวของสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยวิธีการเสริมกำลังโครงสร้างด้วยค้ำยันที่กันการโก่งเดาะ (Buckling Restrained Braces, BRB) และทำการเปรียบเทียบกับแบบที่ไม่ได้เสริมกำลังโครงสร้าง สะพานดังกล่าว เป็นไปตามแบบมาตรฐานของกรมทางหลวงชนบท คานยาว 12 เมตร 2 ช่วงสะพาน ความสูง 6.65 เมตร ตอม่อเป็นตอม่อเสาเข็ม (Pile bent) 0.4x0.4 เมตร 6 ต้น ในการจำลองได้ให้ฐานรากเป็นจุดรองรับแบบยึดแน่น โดยทำการวิเคราะห์ด้วยวิธีพลศาสตร์ไม่เชิงเส้น (Nonlinear Dynamic Procedure) และมีคลื่นแผ่นดินไหวกระทำในทิศทางด้านข้างของสะพาน 3 ข้อมูล ความเร่งสูงสุดที่ผิวดิน 0.3g 0.4g และ 0.5g เพื่อศึกษาพฤติกรรมค่าตอบสนองต่างๆ ของโครงสร้างสะพานทั้งก่อนและหลังเสริมกำลัง 8 แบบ ค้ำยันที่กันการโก่งเดาะขนาดหน้าตัด 30, 50, 70 และ 90 ตร.ซม. วัสดุแกนกลางเหล็กและอลูมินัม จากการศึกษาพบว่า ก่อนเสริมกำลัง โครงสร้างสะพานมีค่าการเคลื่อนที่ทางด้านข้างค่อนข้างมาก ผลของโมเมนต์และค่าความโค้งในโครงสร้างมีการครากหลายตำแหน่ง หลังจากเสริมกำลัง การใช้ค้ำยันแบบพาดผ่าน 2 ช่วงคาน แต่ละชั้น มี 2 แห่ง หน้าตัด 70 ตร.ซม. วัสดุแกนกลางเหล็ก ทำให้สะพานมีค่าการเคลื่อนที่ทางด้านข้างลดลงสูงสุด 73% ลดผลของโมเมนต์และค่าความโค้งในโครงสร้าง แต่เกิดแรงเฉือนที่ฐานเพิ่มขึ้น 53% ค้ำยันที่กันการโก่งเดาะยังไม่มีการคราก และได้พิจารณาแกนกลางเป็นอลูมินัมขนาด 30, 50 และ 70 ตร.ซม. มีกำลัง 55และ 110 เมกะปาสคาล ขนาดที่เหมาะสมคือ 70 ตร.ซม. กำลังคราก 55 เมกะปาสคาล เปรียบเทียบกับก่อนเสริมกำลังทำให้แรงเฉือนที่ฐานเพิ่มขึ้น 6% การเคลื่อนที่ทางด้านข้างลดลง 29% มีการสลายพลังงานในค้ำยันอย่างมีนัยสำคัญ