ตัวประกอบการกระแทกตามตำแหน่งต่างๆ บนคานสะพาน

Abstract

ปกติการออกแบบสะพานจะสมมติให้แรงกระทำจากรถบรรทุกเป็นค่าคงที่เคลื่อนไปบนสะพานอย่างช้าๆ ทำให้สามารถวิเคราะห์โครงสร้างได้ด้วยวิธีเชิงสถิต แล้วจึงพิจารณาผลขยายทางด้านพลศาสตร์ด้วยการคูณตัวประกอบการกระแทก มาตรฐานการออกแบบมักกำหนดตัวประกอบการกระแทก เป็นฟังก์ชันของความยาวช่วงหรือความถี่ธรรมชาติของสะพาน โดยได้มาจากผลการศึกษาในอดีต อย่างไรก็ดีในการศึกษาดังกล่าวจำกัดการหาตัวประกอบการกระแทก เฉพาะที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงของสะพานเท่านั้น จึงมีผลทำให้การออกแบบสะพานในตำแหน่งอื่นๆ อาจไม่ถูกต้องปลอดภัย งานวิจัยนี้จึงต้องการขยายผลการศึกษาให้ครอบคลุมถึงตัวประกอบการกระแทกที่ตำแหน่งต่างๆ บนสะพาน ทั้งยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวประกอบการกระแทกกับตัวแปรต่างๆ ได้แก่ ความยาวช่วง ความถี่ธรรมชาติของสะพาน ความเร็ว และน้ำหนักรถบรรทุก รวมทั้งพิจารณาผลจากสภาพเริ่มต้นของรถบรรทุก ในการศึกษาได้สร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์ของระบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างรถบรรทุกกับสะพาน แล้วจำลองเหตุการณ์การแล่นข้ามสะพานของรถบรรทุกภายใต้เงื่อนไขแบบต่างๆ ในคอมพิวเตอร์ อาทิเช่น การเปลี่ยนความเร็วรถบรรทุก ความยาวช่วงสะพาน ระดับความขรุขระของผิวทาง ซึ่งผลการศึกษากับกลุ่มตัวอย่างพบว่า การพิจารณาสภาพเริ่มต้นของรถบรรทุกทำให้ตัวประกอบการกระแทกมีค่าสูงขึ้นจากที่ไม่มีการพิจารณา และตัวประกอบการกระแทกที่ได้จากการวิเคราะห์ในงานวิจัยนี้ จะแปรผันตามความเร็วและแปรผกผันกับน้ำหนักรถบรรทุก นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์กับความถี่ธรรมชาติของสะพาน ซึ่งก็คือมีความสัมพันธ์กับตัวประกอบการกระแทกจากมาตรฐานแคนาดาด้วยเช่นกัน ทั้งนี้ตัวประกอบการกระแทกสูงสุดของสะพานนั้นอาจไม่ได้เกิดบริเวณกึ่งกลางช่วงสะพาน โดยตัวประกอบการกระแทกที่ตำแหน่งอื่นๆ มีโอกาสสูงกว่าตัวประกอบการกระแทกที่กึ่งกลางสะพานได้ทุกตำแหน่งโดยเฉพาะบริเวณปลายสะพาน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องปรับปรุงแนวทางในการพิจารณาตัวประกอบการกระแทกในการวิเคราะห์ออกแบบสะพาน เพื่อให้มีความถูกต้องและปลอดภัยต่อไป