ตัวประกอบการกระแทกตามตำแหน่งต่างๆ บนคานสะพาน

Impact factor at different locations on a bridge girder

Name: ปานนท์ ลาชโรจน์

ThaSH: สะพาน -- การออกแบบและการสร้าง

ThaSH: สะพาน -- น้ำหนักจร

ThaSH: รถบรรทุก -- น้ำหนัก

Abstract: ปกติการออกแบบสะพานจะสมมติให้แรงกระทำจากรถบรรทุกเป็นค่าคงที่เคลื่อนไปบนสะพานอย่างช้าๆ ทำให้สามารถวิเคราะห์โครงสร้างได้ด้วยวิธีเชิงสถิต แล้วจึงพิจารณาผลขยายทางด้านพลศาสตร์ด้วยการคูณตัวประกอบการกระแทก มาตรฐานการออกแบบมักกำหนดตัวประกอบการกระแทก เป็นฟังก์ชันของความยาวช่วงหรือความถี่ธรรมชาติของสะพาน โดยได้มาจากผลการศึกษาในอดีต อย่างไรก็ดีในการศึกษาดังกล่าวจำกัดการหาตัวประกอบการกระแทก เฉพาะที่ตำแหน่งกึ่งกลางช่วงของสะพานเท่านั้น จึงมีผลทำให้การออกแบบสะพานในตำแหน่งอื่นๆ อาจไม่ถูกต้องปลอดภัย งานวิจัยนี้จึงต้องการขยายผลการศึกษาให้ครอบคลุมถึงตัวประกอบการกระแทกที่ตำแหน่งต่างๆ บนสะพาน ทั้งยังต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างตัวประกอบการกระแทกกับตัวแปรต่างๆ ได้แก่ ความยาวช่วง ความถี่ธรรมชาติของสะพาน ความเร็ว และน้ำหนักรถบรรทุก รวมทั้งพิจารณาผลจากสภาพเริ่มต้นของรถบรรทุก ในการศึกษาได้สร้างแบบจำลองคณิตศาสตร์ของระบบปฏิสัมพันธ์ระหว่างรถบรรทุกกับสะพาน แล้วจำลองเหตุการณ์การแล่นข้ามสะพานของรถบรรทุกภายใต้เงื่อนไขแบบต่างๆ ในคอมพิวเตอร์ อาทิเช่น การเปลี่ยนความเร็วรถบรรทุก ความยาวช่วงสะพาน ระดับความขรุขระของผิวทาง ซึ่งผลการศึกษากับกลุ่มตัวอย่างพบว่า การพิจารณาสภาพเริ่มต้นของรถบรรทุกทำให้ตัวประกอบการกระแทกมีค่าสูงขึ้นจากที่ไม่มีการพิจารณา และตัวประกอบการกระแทกที่ได้จากการวิเคราะห์ในงานวิจัยนี้ จะแปรผันตามความเร็วและแปรผกผันกับน้ำหนักรถบรรทุก นอกจากนี้ยังมีความสัมพันธ์กับความถี่ธรรมชาติของสะพาน ซึ่งก็คือมีความสัมพันธ์กับตัวประกอบการกระแทกจากมาตรฐานแคนาดาด้วยเช่นกัน ทั้งนี้ตัวประกอบการกระแทกสูงสุดของสะพานนั้นอาจไม่ได้เกิดบริเวณกึ่งกลางช่วงสะพาน โดยตัวประกอบการกระแทกที่ตำแหน่งอื่นๆ มีโอกาสสูงกว่าตัวประกอบการกระแทกที่กึ่งกลางสะพานได้ทุกตำแหน่งโดยเฉพาะบริเวณปลายสะพาน ดังนั้นจึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องปรับปรุงแนวทางในการพิจารณาตัวประกอบการกระแทกในการวิเคราะห์ออกแบบสะพาน เพื่อให้มีความถูกต้องและปลอดภัยต่อไป

Abstract: Generally, bridges are designed assuming constant truck loads slowly travelling on the decks. The static analysis is applicable and the effects of bridge dynamics are taken into account using the impact factor. Based on the past studies, the design codes recommend the impact factor in term of span length or bridge’s natural frequency. However, those studies considered the impact effect only at bridge’s mid-span. Consequently, the bridge design at other locations might be unsafe. This research studies the impact factor at different locations along the bridge girders. The relationships between impact factor and relevant parameters such as span length, bridge’s natural frequency, velocity and truck’s weight are considered and the effect of initial condition of a vehicle is investigated. The mathematical model representing the vehicle-bridge interaction is formulated. The computer simulations under various conditions of passing vehicles including vehicle speed, span length and surface roughness are conducted. The obtained results indicate that the impact factor with considering initial condition is always higher than that without considering initial condition. The obtained impact factors seem to have significant correlation with the bridge’s natural frequency as recommended by Canadian code (OHBCD). In addition, the maximum values of impact factor are found at other bridge positions, especially around bridge’s supports, rather than at bridge mid-span. Therefore, it is necessary that the impact formula needs to be improved in order to guarantee the bridge safety.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ทศพล ปิ่นแก้ว

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2553

Modified: 2557-06-07

Issued: 2557-04-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Panon_la.pdf	5.62 MB	19	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.020213 วินาที