Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ผลกระทบของรถบรรทุกหนักต่อการเสื่อมสภาพเนื่องจากความล้าของสะพานเหล็ก

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Effects of heavy truck on fatigue degradation of steel bridge

Year (A.D.)

1999

Document Type

Thesis

First Advisor

ทศพล ปิ่นแก้ว

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมโยธา

DOI

10.58837/CHULA.THE.1999.795

Abstract

การศึกษาวิจัยนี้ได้ตรวจวัดค่าความเครียดที่กึ่งกลางช่วงคานหลักของโครงสร้างสะพานเหล็กในเขตกรุงเทพมหานครจำนวน 5 สะพาน ซึ่งมีความยาวของช่วงคานหลักระหว่าง 30-50 เมตร จากนั้นได้ประเมินอายุการใช้งานของสะพานเหล็กเนื่องจากความล้า 3 แนวทางคือ แนวทางที่หนึ่ง เป็นการประเมินอายุการใช้งานของสะพานเหล็กจากข้อมูลการตรวจวัดความเครียดในภาคสนาม แนวทางที่สอง เป็นการประเมินอายุการใช้งานของสะพานเหล็กตามมาตรฐานของ AASHTO ที่ใช้แบบจำลองรถบรรทุก (fatigue truck) ในการประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้า จากการประเมินพบว่าเกิดความคลาดเคลื่อนของอายุการใช้งานถึง 40-73 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับอายุการใช้งานที่ได้จากข้อมูลการตรวจวัดความเครียด เนื่องจากแบบจำลองรถบรรทุกของ AASHTO ได้จากข้อมูลการตรวจวัดในสหรัฐอเมริกาซึ่งความเสียหายของสะพานส่วนใหญ่เกิดเนื่องจากรถบรรทุกกึ่งพ่วงขนาด 4 และ 5 เพลา ซึ่งต่างกับการใช้สะพานในประเทศไทย แนวทางสุดท้ายเป็นการประเมินอายุการใช้งานจากแบบจำลองรถบรรทุกที่ได้สร้างขึ้นจากข้อมูลการตรวจวัดความเครียด โดยแบ่งประเภทของรถออกเป็น 5 ประเภทคือ รถบรรทุกหกล้อ รถบัส รถบรรทุกสิบล้อ รถบรรทุกกึ่งพ่วง และรถบรรทุกพ่วง ค่าน้ำหนักและค่าตัวประกอบการขยายพลวัต (dynamic amplification factor) ของรถแต่ละประเภทนั้นหาจากแบบจำลองรถบรรทุกหนักโดยการทำออปติไมเซชัน (optimization) แบบจำลองที่ 1 สร้างจากการทำออปติไมเซชันของผลรวมสัดส่วนความคลาดเคลื่อนกำลังสองต่ำสุดระหว่างผลต่างของอัตราความเสียหายที่เกิดจากความเค้นจากการตรวจวัดและจากแบบจำลองของรถแต่ละประเภทเมื่อนำน้ำหนักและตัวประตัวประกอบการขยายพลวัตที่ได้ไปประเมินอายุการใช้งานเทียบกับอายุการใช้งานที่ได้จากข้อมูลการตรวจวัดแล้วยังมีความคลาดเคลื่อนที่สูงคือ 10-62 เปอร์เซ็นต์ แบบจำลองที่ 2 สร้างจากการทำออปติไมเซชันของผลรวมสัดส่วนความคลาดเคลื่อนกำลังสองต่ำสุดระหว่างผลต่างของอายุที่ประเมินได้จากความเค้นที่ได้จากการตรวจวัดและน้ำหนักจากแบบจำลอง และน้ำหนักรถบางประเภทที่ได้จากแบบจำลองที่ 2 นี้ไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง ส่วนในแบบจำลองที่ 3 สร้างจากการทำออปติไมเซชันของผลรวมความคลาดเคลื่อนกำลังต่ำสุดระหว่างผลต่างจำนวนปีของความเสียหายที่เกิดจากความเค้นที่ได้จากการตรวจวัดกับน้ำหนักจากแบบจำลอง ซึ่งเป็นการพิจารณาทั้งอัตราความเสียหาย (แบบจำลองที่ 1) และอายุการใช้งาน (แบบจำลองที่ 2) ควบคู่กันไป น้ำหนักและค่าตัวประกอบการขยายพลวัตในการประเมินอายุการใช้งานเนื่องจากความล้าได้คือ น้ำหนักของรถบรรทุก หกล้อ รถบัส รถบรรทุกสิบล้อ รถบรรทุกกึ่งพ่วง และรถบรรทุกพ่วงเป็น 8.4 12.3 17.8 30.2 และ 47.1 ตัน ส่วนค่าตัวประกอบของรถบรรทุกหกล้อ รถบัส รถบรรทุกสิบล้อ รถบรรทุกกึ่งพ่วง และรถบรรทุกพ่วงเป็น 1.18 1.11 1.12 1.09 และ 1.04

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

This research studies the fatigue lives of 5 overpass bridges in Bangkok from the strain data measured at midspan. The bridges are steel bridges with orthotopic decks and 30-50 meter spans. Three methods of fatigue evaluation are employed. In the first method, the evaluation depends on the field measured strain data which is believed to yield the actual lives of the bridges. In the second method, the evaluation follows the AASHTO specification using the proposed fatigue truck model; the obtained result shows the difference of 40-73 percent from first method, since the fatigue truck proposed by AASHTO is not suitable for Thailand. In the last method, new truck models are proposed. The models devide the truck into 5 categories consisting of 6-wheel truck, bus, 10-wheel truck, semi-trailer and full-trailer. Truck weights and their dynamic amplification factors are determined by optimization based on measured strain data. In the third method, we propose 3 models to determine truck weights and their dynamic amplification factors. The first model optimizes the square of the difference between the damage ratio from field measured strain data and that from each truck weight model. Using the obtained parameters to evaluate the lifes of the bridges, we found about 10-62 percent error compared with the actual lives. The second model determines the truck weights by optimizing the square of the difference between actual lives which is determined from field measured wtrain data and from the truck weight model. The results indicate undesirable truck weights; therefore, this model seems not appropriate for use. The thire model, considered for both the damage ratio and bridge lives, determines truck weights by optimizing the square of the difference between damage year ratio due to each truck from field measured strain data and that from each truck weight model. Baased on this medel, we propose the truck weights and their dynamic amplification factors used to evaluate the life of bridges be 8.4, 12.3, 17.8, 30.2, 47.1 ton and 1.18, 1.11, 1.12, 1.09, 1.04 for 6-wheel truck, bus, 10-wheel truck, semi-trailer and full-trailer.

Link to Full Text

Share

COinS