ผลกระทบของน้ำท่วมต่อคุณสมบัติทางพลศาสตร์ของโครงสร้างทางรถไฟแบบมีหินโรยทาง

บทคัดย่อ

โครงสร้างทางรถไฟแบบมีหินโรยทาง (Ballasted Track) เป็นโครงสร้างทางหลักที่ใช้ในประเทศไทย และมีการขยายตัวของโครงข่ายทั่วประเทศเนื่องจากมีความง่ายและสะดวกในการก่อสร้างทำให้เป็นทางเลือกที่คุ้มค่าต่อการก่อสร้างทางรถไฟ ภาวะโลกร้อนได้ส่งผลให้เกิดความผันผวนในสภาพอากาศมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ส่งผลให้มีฝนตกหนักมากขึ้นกว่าแต่ก่อน ทำให้เกิดน้ำท่วมในโครงสร้างทางรถไฟหลายแห่งในประเทศไทย ดังนั้นผลกระทบของน้ำท่วมที่มีต่อคุณสมบัติทางพลศาสตร์ของโครงสร้างทางรถไฟแบบมีหินโรยทางเป็นสิ่งที่ควรทำการศึกษาอย่างยิ่ง การศึกษาในอดีตได้มีความพยายามในการศึกษาถึงผลกระทบของการน้ำท่วมที่มีต่อพฤติกรรมทางพลศาสตร์ของโครงสร้างทางรถไฟแบบมีหินโรยทางไว้มากมาย อย่างไรก็ตามปัญหาที่ยังไม่ได้มีการศึกษามากนัก นั้นคือการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของ รูปแบบการสั่นพื้นฐาน (Fundamental Mode Shape) และ ค่าความถี่ธรรมชาติ (Natural Frequency) ของไม้หมอนทางรถไฟภายใต้การพัดพาไปของชั้นหินโรยทาง จากการศึกษาพบว่า ความเปลี่ยนแปลงของความถี่ธรรมชาติในแต่ละโหมดจะมีการเปลี่ยนแปลงที่ไม่เหมือนกัน ยิ่งโหมดของการสั่นมีค่ามากขึ้นเท่าไหร่ ค่าร้อยละความเปลี่ยนแปลงของความถี่ธรรมชาติยิ่งจะมีค่าที่น้อยตามลงไป ความเปลี่ยนแปลงของความถี่ธรรมชาติจะมีการเพิ่มขึ้นในช่วงที่หินโรยทางหายไปเป็นบางส่วน (25%) แล้วค่อยๆลดลงจนกลับไปใกล้เคียงค่าเดิมเมื่อไม่มีผลกระทบของการพัดพาชั้นหินโรยทาง และ รูปแบบการสั่นพื้นฐาน 2 โหมดแรกของโครงสร้างนั้นไม่ได้รับผลกระทบจากการสูญเสียฐานรองรับมากนัก อย่างไรก็ตามในโหมดที่ 3 จะมีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบการสั่นพื้นฐานในกรณีที่ชั้นหินโรยทางมีการรองรับแบบไม่สมมาตร