การประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าของสะพานเหล็กข้ามทางแยก

Abstract

การศึกษาวิจัยนี้ทำการตรวจวัดค่าความเครียดกับสะพานโครงสร้างเหล็กจำนวน 6 สะพาน โดยการติดตั้งสเตรนเกจ ในบริเวณปีกล่างของคานตัวนอก ณ ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงคานหลักและข้อมูลที่ได้มาจะถูกส่งผ่านอุปกรณ์ ไดนามิสเตรนแอมพลิไฟเออร์ โลว์พาสฟิลเตอร์ เอทดีคอนเวอร์ทเตอร์ และจัดเก็บด้วยคอมพิวเตอร์ ตามลำดับ การตรวจวัดนี้จะทำไปพร้อมกับการตรวจนักปริมาณการจราจรบนสะพานเป็นระยะเวลาต่อเนื่อง 72 ชั่วโมง สัญญาณค่าความเครียดที่ได้ออกมานั้นจะทำการแปลงเป็นค่าช่วงความเค้นโดยอาศัยวิธีการเรนโฟล์วเคาน์ติ้ง หลักการของฮุค และหลักการของไมเนอร์ เข้ามาช่วย จากนั้นนำข้อมูลที่ได้จากการตรวจวัดทั้งสองมาทำการประเมินหาอายุการใช้งานที่เหลือ การศึกษานี้ทำการประเมิน 2 แนวทางคือ ตามแนวทาง AASHTO และตามแนวทางของ Palmgren-Miner พบว่าการประเมินตามแนวทางของ AASHTO โดยใช้ข้อมูลค่าช่วงความเค้นและปริมาณรถบรรทุกจากการตรวจวัดจริงมีอายุการใช้งานที่เหลือต่ำกว่ามากทั้งนี้เพราะทาง AASHTO ได้คำนึงถึงผลของความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่ได้นำมาทำการประเมิน อย่างไรก็ดีอายุการใช้งานที่เหลือของสะพานทั้ง 6 สะพานก็ยังมีค่ามากกว่าอายุการใช้งานที่ได้ออกแบบไว้ (75 ปี ตาม AASHTO) นอกจากนี้ยังตรวจพบว่าค่าหน่วยแรงสูงสุดที่เกิดขึ้นนั้นอาจมีค่าถึง 0.8Fy โดยรถคันดังกล่าวเป็นรถบรรทุกพ่วงมีน้ำหนักรวมประมาณ 67.5 ตัน ซึ่งมีค่าประมาณ 1.7 เท่าของน้ำหนักที่กำหนดโดยกรมทางหลวงประเทศไทย รวมทั้งพบว่ารถบรรทุกมาตรฐานที่ AASHTO กำหนดให้ใช้ในการประเมินไม่มีความเหมาะสมกับการใช้งานในประเทศไทยเนื่องจากรถบรรทุกมาตรฐานคันดังกล่าว เป็นตัวแทนของรถบรรทุก 10 ล้อขึ้นไป แต่ความเป็นจริงทางกรุงเทพมหานครนั้นได้มีการบังคับไม่ให้รถบรรทุกที่มีขนาดตั้งแต่ 10 ล้อขึ้นไปทำการแล่นบนสะพาน ทำให้รถที่แล่นบนสะพานส่วนใหญ่เป็นรถบรรทุก 6 ล้อ และรถบัส ซึ่งค่าการพังทลายสะสมของรถทั้งสองประเภทต่อวันมีค่าสูง ดังนั้นการศึกษาวิจัยนี้จึงได้เสนอรถบรรทุกมาตรฐานที่ใช้สำหรับการประเมินในประเทศไทยออกเป็น 5 ประเภท ได้แก่ รถบรรทุก 6 ล้อ รถบัส รถบรรทุก 10 ล้อ รถบรรทุกกึ่งพ่วงและรถบรรทุกพ่วง โดยรถบรรทุกทั้ง 5 ประเภทนี้มีระยะระหว่างเพลา และการกระจายน้ำหนักตามข้อบังคับของกรมทางหลวง พบว่าเมื่อใช้รถบรรทุกมาตรฐานทั้ง 5 ประเภทที่เสนอขึ้นมาทำการประเมินตามแนวทางของ AASHTO จะให้ผลที่มีความน่าเชื่อถือมากกว่า เนื่องจากบรรทุกมาตรฐานที่ได้เสนอขึ้นมานั้นมีความสอดคล้องกับรถบรรทุกหนักที่แล่นบนสะพานในสภาพการจราจรจริงของประเทศไทย