การประเมินสภาพการใช้งานและความแข็งแรงทางโครงสร้างของสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยการทดสอบภาคสนาม

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการประเมินความแข็งแรงทางโครงสร้างของสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กด้วยการทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกด้วยการใช้รถบรรทุกสิบล้อที่ทราบน้ำหนักเพลาทางสถิติและระยะห่างเพลาที่แน่นอน โดยศึกษาและเปรียบเทียบค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกของสะพานที่ได้จากการทดสอบแบบสถิตย์และแบบพลวัติ จำนวน 3 สะพาน เพื่อหาวิธีการทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกแบบพลวัติที่เหมาะสมและได้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกใกล้เคียงกับการทดสอบแบบสถิตย์ โดยศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ความเร็วของรถบรรทุก และตำแหน่งการสัญจรในช่องจราจรที่แตกต่างกัน โดยได้ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดต่าง ๆ บริเวณผิวใต้ของสะพานต่าง ๆ ได้แก่ อุปกรณ์ตรวจวัดความเครียด อุปกรณ์ตรวจวัดค่าการเปลี่ยนตำแหน่ง และอุปกรณ์ตรวจวัดความเร่งจากการสั่นไหว เพื่อนำไปคำนวณค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกตามมาตรฐานของ AASHTO มาตรฐานขแง AASHTO ระบุให้ทำการทดสอบด้วยรถบรรทุกมาตรฐานประเภท HS20-44 ซึ่งไม่มีในประเทศไทย การศึกษานี้จึงใช้รถบรรทุกสิบล้อในประเทศในการทดสอบแทน จากนั้นทำการสร้างแบบจำลองโครงสร้างสะพานในคอมพิวเตอร์ซึ่งทำการปรับเทียบกับข้อมูลที่ได้จากการทดสอบ โดยศึกษาเปรียบเทียบการปรับเทียบแบบจำลองโครงสร้างสะพานด้วยผลตอบสนองทางพลศาสตร์แทนการปรับเทียบผลตอบสนองทางสถิตย์ และประเมินความแข็งแรงของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพานโดยนำน้ำหนักบรรทุกประเภท HS20-44 มาเคลื่อนที่ผ่านแบบจำลองสะพาน เพื่อประเมินว่าการทดสอบแบบพลวัติและแบบสถิตย์ให้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกที่ใกล้เคียงกันในระดับใด จากผลการศึกษาด้วยผลการทดสอบภาคสนาม จำนวน 3 สะพาน พบว่าการทดสอบแบบพลวัติด้วยรถบรรทุกที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เกิดน 40 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะได้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกที่คลาดเคลื่อนจากค่าบ่งชี้ที่ได้จากการทดสอบทางสถิตย์ไม่เกิน 10% สำหรับทุกชิ้นส่วนโครงสร้าง และพบว่าการทดสอบด้วยการสัญจรด้วยความเร็วไม่เกิน 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจะได้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกที่ใกล้เคียงกับการทดสอบแบบสถิตย์มาก อีกทั้งสามารถใช้การทดสอบแบบพลวัติในช่องจราจรของสะพานใดก็ได้ โดยไม่กระทบค่าตัวบ่งชี้ที่ประเมินได้ จึงสามารถสรุปได้ว่าการทดสอบแบบพลวัติสามารถทดแทนการทดสอบแบบสถิตย์ได้ ซึ่งจะลดค่าใช้จ่าย และระยะเวลาในการทดสอบได้อย่างมีประสิทธิภาพ