การหาความถี่ธรรมชาติของสะพานโดยใช้ผลตอบสนองความเร่งของรถยนต์นั่งส่วนบุคคล

Abstract

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาการหาค่าความถี่ธรรมชาติของสะพานจากผลตอบสนองความเร่งของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลด้วยวิธีการทดสอบแบบทางอ้อม เพื่อแสดงให้เห็นความเป็นไปได้ข้องวิธีการทดสอบ รวมทั้งนำเสนอกระบวนการวิเคราะห์และรูปแบบการทดสอบที่เหมาะสม โดยได้ทำการทดสอบภาคสนามกับสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กช่วงสั้น จำนวน 3 สะพาน และใช้ รถยนต์นั่งส่วนบุคคล 2 ประเภท ได้แก่ รถนั่งสองตอนท้ายบรรทุก (Pickup) และรถนั่งสามตอนเอนกประสงค์ (SUV) เป็ นยานพาหนะทดสอบ โดยหัววัดความเร่งได้ถูกติดตั้งที่บริเวณกึ่งกลางเพลาหลังของรถยนต์ทดสอบ และทำการเปรียบเทียบค่าความถี่ที่ได้กับความถี่จากหัววัดความเร่งที่ใต้ท้องสะพาน ซึ่งเป็นการวัดแบบทางตรง โดยพิจารณาผลของความเร็วที่แตกต่างกัน ความถี่ธรรมชาติของสะพานสามารถหาค่าได้จากกระบวนการวิเคราะห์สัญญาณ ความเร่งตรวจวัดที่นำเสนอ ซึ่งประกอบด้วย 3 ลำดับขั้นตอนได้แก่ 1) การแปลงฟูเรียร์แบบเร็ว (FFT) 2) การแยกรูปแบบสัญญาณเชิงประจักษ์ (EMD) และ 3) การแยกรูปแบบสัญญาณเชิงประจักษ์ร่วมกับการตัดช่วงสัญญาณความเร่งจากผลการศึกษาพบว่า ความถี่ที่ได้จากกระบวนการวิเคราะห์ที่นำเสนอมีค่าตรงกันกับค่าที่ได้จากการตรวจวัดทางตรงที่สะพาน คิดเป็นร้อยละ 79.67 ของกรณีที่ระบุค่าความถี่ได้ซึ่งแสดงถึงความเป็นไปได้ในการใช้วิธีการทดสอบทางอ้อมแทนการวัดโดยตรงและจากผลของปัจจัยที่เกี่ยวข้อง พบว่า การใช้รถยนต์นั่งส่วนบุคคลที่มีน้ำหนักรถมาก มีช่วงล่างที่มีความหน่วงสูงและเคลื่อนที่เพียงคันเดียวบนสะพานด้วยความเร็ว ประมาณ 36-55 กม./ชม. เป็นกรณีที่แนะนำในการนำไปประยุกต์ใช้ ส่วนการหาค่าความถี่ธรรมชาติ จริงของสะพานเป็นไปได้ยากและมีความซับซ้อนสูง ดังนั้นวิธีการทดสอบทางอ้อมจึงเหมาะสำหรับการนำมาใช้เพื่อคัดกรองสะพานที่อาจเกิดความเสียหายเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของความถี่