การประมาณความถี่ธรรมชาติของโครงสร้างสะพานจากสัญญาณความเร่งของยานพาหนะ

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการหาความถี่ธรรมชาติของสะพานจากผลตอบสนองทางพลศาสตร์ของยานพาหนะเมื่อเคลื่อนที่ผ่านสะพาน โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการระบุความถี่ธรรมชาติของสะพานด้วยวิธีการทดสอบทางอ้อม และพิจารณารูปแบบการสัญจรที่เหมาะสมในการประยุกต์ การระบุความถี่ของสะพานทำได้ด้วยการวิเคราะห์สัญญาณในโดเมนความถี่ด้วยวิธีการแปลงฟูเรียร์แบบเร็ว และใช้วิธีการแยกรูปแบบสัญญาณเชิงสังเกตในการจำแนกความถี่ยานพาหนะและความถี่สะพานจากการคัดแยกความถี่ที่ไม่พึงประสงค์ออกจากสัญญาณตรวจวัด ด้วยเหตุนี้ค่าความถี่ธรรมชาติของสะพานจึงสามารถระบุได้ โดยได้จากความชัดเจนของความถี่ในช่วงที่เป็นไปได้ งานวิจัยได้ทำ การศึกษาด้วยการทดสอบในห้องปฏิบัติการโดยใช้แบบจำลองย่อส่วน เพื่อพิจารณาถึงผลกระทบ ของปัจจัยต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องได้แก่ ความเร็วในการสัญจร มวลของยานพาหนะ ความถี่ธรรมชาติของยานพาหนะ และการสัญจรในช่องจราจรที่แตกต่างกัน รวมถึงพิจารณาคุณลักษณะของยานพาหนะที่เหมาะสมในการทดสอบ จากผลการศึกษา พบว่าวิธีที่นำเสนอสามารถช่วยวิเคราะห์หาความถี่ธรรมชาติของสะพานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยพบว่าค่าความถี่ที่วิเคราะห์ได้เป็นความถี่ที่มีค่าสอดคล้องกันกับพฤติกรรมการสั่นไหวของสะพานที่ได้จากการวัดที่โครงสร้างสะพานโดยตรง ซึ่งเป็นไปตามสมมติฐานของการทดสอบทางอ้อมที่สามารถทำการตรวจวัดที่ยานพาหนะแทนการตรวจวัดที่สะพานโดยตรงได้ จากผลการศึกษาพบว่าที่ระดับความเชื่อมั่น 94.44% พบว่ามีความคลาดเคลื่อนของการระบุความถี่ธรรมชาติ ของสะพานจากการใช้ยานพาหนะต่อพ่วงและยานพาหนะที่ปราศจากส่วนต่อพ่วงเท่ากับ 11.57% และ 7.36% ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการใช้ยานพาหนะที่ปราศจากส่วนต่อพ่วงในการตรวจวัดให้ผลที่ดีกว่ากรณีที่ใช้ยานพาหนะต่อพ่วง ทั้งนี้ความเร็วในการสัญจรที่เหมาะสมต่อการทดสอบในทุกช่องจราจรโดยไม่ส่งผลต่อระดับความคลาดเคลื่อนได้แนะนำที่ความเร็วประมาณ 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง