การปรับปรุงสะพานทางหลวงจากผลกระทบแผ่นดินไหวด้วยระบบแยกฐานและการเสริมค่าความหน่วงโดยใช้เหล็กเดือย

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการศึกษาพฤติกรรมหรือผลตอบสนองของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพานที่ถูกออกแบบด้วยระบบแยกฐาน (Isolated bridge system) ภายใต้แรงกระทำแผ่นดินไหว แม้ว่าการเลือกใช้ระบบแยกฐานจะช่วยลดผลกระทบที่เกิดจากแผ่นดินไหวได้เป็นอย่างดี แต่ในขณะเดียวกันกลับทำให้โครงสร้างสะพานส่วนบนเกิดการเคลื่อนตัวที่มากขึ้นเป็นผลให้เกิดความเสี่ยงที่จะทำให้ชิ้นส่วนโครงสร้างส่วนบนเคลื่อนตัวกระทบกัน (Pounding effect) และเกิดการวิบัติจากระยะรองรับช่วงสะพานที่ไม่เพียงพอ (Unseating) ในงานวิจัยนี้จึงเลือกปรับปรุงโครงสร้างสะพานโดยติดตั้งเหล็กเดือยเป็นอุปกรณ์ยึดรั้ง การศึกษาเลือกพิจารณาสะพานตัวอย่างจากแบบมาตรฐานโครงสร้างสะพานของกรมทางหลวง ซึ่งเป็นสะพานแบบคานคอนกรีตอัดแรงรูปตัวไอ มีความยาวช่วงเสา 20 เมตร ทั้งหมด 5 ช่วง มีการติดตั้งแผ่นยางรองคานสะพาน (Elastomeric bearing) เป็นอุปกรณ์แยกฐาน และสมมติว่าเป็นสะพานที่ตั้งอยู่ในจังหวัดเชียงใหม่ของประเทศไทย นอกจากนี้จะทำการคัดเลือกคลื่นแผ่นดินไหวจากฐานข้อมูลของศูนย์วิจัยด้านแผ่นดินไหวแห่งแปซิฟิก โดยชุดคลื่นแผ่นดินไหวจะมีขนาด 5.7 ถึง 6.5 และมีระยะทางจากแหล่งกำเนิดถึงสถานีตรวจวัดไม่เกิน 30 กิโลเมตร หลังจากทำการสร้างแบบจำลองโครงสร้างสะพานจะทำการวิเคราะห์โครงสร้างเชิงพลศาสตร์ ด้วยวิธีการวิเคราะห์การตอบสนองไม่เชิงเส้นแบบประวัติเวลา โดยใช้โปรแกรมวิเคราะห์โครงสร้าง SAP2000 เพื่อเปรียบเทียบผลการตอบสนองของโครงสร้างระหว่างโครงสร้างสะพานเดิม กับโครงสร้างสะพานที่ถูกปรับปรุงด้วยการติดตั้งอุปกรณ์ยึดรั้งโดยใช้เหล็กเดือย ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าวจะช่วยลดระยะการเคลื่อนตัวของโครงสร้างสะพานส่วนบน และสามารถสลายพลังงานที่มีผลต่อการตอบสนองของชิ้นส่วนโครงสร้างสะพาน