การประเมินสภาพการใช้งานและความแข็งแรงทางโครงสร้างของสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กโดยการทดสอบภาคสนาม

Abstract

โครงการวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาและเปรียบเทียบระดับความแข็งแรงของโครงสร้างสะพานคอนกรีตเสริมเหล็กที่ได้จากการทดสอบแบบสถิตย์และแบบพลวัติ เพื่อนำเสนอวิธีการทดสอบที่เหมาะสมสำหรับการประเมินความแข็งแรงของโครงสร้างสะพาน ซึ่งให้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกใกล้เคียงกับกรณีการทดสอบแบบสถิตย์ โดยใช้รถบรรทุกสิบล้อที่ทราบน้ำหนักเพลาและระยะห่างของเพลาที่แน่นอน และศึกษาปัจจัยที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ ความเร็วของรถบรรทุกและตำแหน่งการสัญจรในช่องจราจรที่แตกต่างกัน โดยได้ติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดบริเวณผิวด้านใต้ของสะพาน ได้แก่ อุกรณ์ตรวจวัดความเครียด, อุปกรณ์ตรวจวัดความเร่งจากการสั่นไหว และอุปกรณ์วัดค่าการเปลี่ยนตำแหน่ง เพื่อนำไปวิเคราะห์หาหน่วยแรงที่เกิดขึ้นแลคำนวณค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกตามมาตรฐานของ AASHTO อย่างไรก็ตามเนื่องจากในการทดสอบตามมาตรฐานของ AASHTO ระบุให้ทำการทดสอบด้วยรถบรรทุกมาตรฐานประเภท HS20-44 ซึ่งไม่มีใช้ในประเทศไทย การศึกษาจึงได้ทำการทดลองโครงสร้างสะพานในคอมพิวเตอร์โดยปรับเทียบแบบจำลองด้วยข้อมูลการทดสอบด้วยรถบรรทุกสิบล้อทั่วไปในประเทศ และทำการวิเคราะห์ค่าบ่งชี้การรับน้ำหนักบรรทุกจากแบบจำลองคอมพิวเตอร์ด้วยการเคลื่อนที่น้ำหนักบรรทุกประเภท HS20-44 บนแบบจำลองสะพานที่ปรับเทียบโดยพบว่าการปรับเทียบแบบจำลองจากค่าการแอ่นตัวของสะพานมีความถูกต้องและเชื่อถือได้มากกว่าการใช้อุปกรณ์ตรวจวัดความเครียด และค่าความถี่ธรรมชาติของแบบจำลองมีค่าความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วง 10% จากผลการศึกษาพบว่าการทดสอบแบบพลวัติด้วยรถบรรทุกที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วไม่เกิน 20 กิโลเมตรต่อชั่วโมง จะได้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกซึ่งมีค่าความคลาดเคลื่อนอยู่ในช่วง 5% เท่านั้น และพบว่าการทดสอบด้วยการสัญจรช้ามากจะได้ค่าบ่งชี้ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกใกล้เคียงกับการทดสอบแบบสถิตย์ ซึ่งสามารถลดเวลาในการทดสอบได้อีกทั้งการสัญจรรถบรรทุกในช่องจราจรที่แตกต่างกันไม่มีผลกระทบต่อระดับความแข็งแรงที่ประเมินได้