ประสิทธิภาพของเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์ในการลดระดับความเครียดของสะพานแบบแผ่นพื้นคอนกรีตอัดแรงสำเร็จรูป (PC-Plank Girder) ภายใต้น้ำหนักบรรทุก: DOI: 10.14416/j.ind.tech.2024.04.014

ปรัชญา  ยอดดำรงค์; ชิชญาสุ์   บุญมี; กิตติภูมิ  รอดสิน

ผู้แต่ง

ปรัชญา ยอดดำรงค์ ภาควิชาวิศวกรรมโยธา, คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลตะวันออก วิทยาเขตอุเทนถวาย กรุงเทพมหานคร
ชิชญาสุ์ บุญมี ภาควิชาครุศาสตร์โยธา, คณะครุศาสตร์อุตสาหกรรม, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ
กิตติภูมิ รอดสิน ภาควิชาเทคโนโลยีวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม, วิทยาลัยเทคโนโลยีอุตสาหกรรม, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

คำสำคัญ:

การทดสอบสะพาน, เส้นใยคาร์บอนเสริมโพลิเมอร์, การเสริมกำลัง

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาประสิทธิภาพของเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์ในการเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างแผ่นพื้นของสะพานข้ามคลองแพรกลึก จ.สมุทรสงคราม เนื่องจากสะพานมีการใช้งานมาอย่างยาวนาน จึงได้ทำการตรวจสอบและประเมินกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของสะพาน ด้วยการทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกเสมือนจริง ผลของการประเมินความความแข็งแรงของโครงสร้างสะพานได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบการเสริมกำลังโครงสร้างโดยใช้เส้นใยคาร์บอนเสริมโพลิเมอร์(Carbon Fiber Reinforced Polymers: CFRP) จากผลของการเสริมกำลังโครงสร้างโดยการติดตั้งแผ่น CFRP จำนวน 2 ชั้น พบว่า การเสริมกำลังสามารถทำให้ระดับค่าความเครียดและการแอ่นตัวบริเวณกึ่งกลางแผ่นพื้นใต้สะพานโดยรวมมีค่าลดลงร้อยละ 4.33 สำหรับความเครียด และ3.68 สำหรับการแอ่นตัว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเสริมกำลังด้วย CFRP สามารถช่วยในการลดระดับความเครียด และการแอ่นตัวที่เกิดจากน้ำหนักบรรทุกได้ และจากการประเมินค่าโมเมนต์ดัดในโครงสร้างสะพานส่วนบนโดยวิธี LRFR ค่า Rating Factor (RF) ทั้งระดับ Inventory และระดับ Operation พบว่าหลังเสริมกำลังด้วย CFRP สะพานสามารถรับน้ำหนักบรรทุกเพิ่มขึ้นคิดเป็นร้อยละ 35 แสดงว่า สะพานยังคงสามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้เพิ่มขึ้น โดยไม่เกิดการวิบัติและสามารถใช้สะพานได้อย่างปลอดภัย

References

S. Yindeesuk, V. Nusuwan, W. Kongkaew and R. Kumpoopong, Application of assessment of the ability to withstand the live load of bridge structures by the Load and resistance factor rating (LRFR) method in applying for permission for vehicles with over-axle weight and size beyond specified limits, Civil Engineering Magazine, Engineering Institute of Thailand, Bangkok, Thailand, 2012.

W. Amornprasitpol, R. Kamphuphong, A. Monthr and A. Sawatphanit, In-situ investigation of distribution factors and impact factors for enhancing design of box beam and plank girder bridges with continuous deck slab, The National Convention on Civil Engineering (NCCE 25), Proceeding, 2020, 1-10.

Department of Rural Roads, Project to inspect and evaluate the capability of the bridge in the route RY.3031 crossroads TL.331 - TL.3191 and route TL.36 - TL.331, Pluak Daeng District, Rayong province, Department of Rural Roads, Thailand, 2020.

E. Lantsoght, C. Veen, A. Boer and D.A. Hordijk, State-of-the-art on load testing of concrete bridges, Engineering Structures, 2017, 150, 231-241.

D. Hester, J. Brownjohn, M. Bocian and Y. Xu, Low-cost bridge load test: Calculating bridge displacement from acceleration for load assessment calculations, Engineering Structures, 2017, 143, 358-374.

V. Ha Nguyen, S. Schommer, S. Maas and A. Zurbes, Static load testing with temperature compensation for structural health monitoring of bridges, Engineering Structures, 2016, 127, 700-718.

E.O.L. Lantsoght, C. van der Veen, A. de Boer and D.A. Hordijk, State-of-the-art on load testing of concrete bridges, Engineering Structures, 2017, 150, 231-241.

P. Lu, Z. Xu, Y. Chen and Y. Zhou, Prediction method of bridge static load test results based on Kriging model, Engineering Structures, 2020, 214, 1-12.

A. Bayraktar, T. Turker, J. Tadla, A. Kursun and A. Erdis, Static and dynamic field load testing of the long span Nissibi cable-stayed bridge, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2017, 94, 136-157.

ACI Committee 440, Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, USA, 2008.

L.C. Hollaway, and H.N. Garden, An experimental study of the influence of plate end anchorage of carbon fiber composite plates used to strengthen reinforced concrete beams, Composite Structures, 1998, 42, 175-188.

L. Lam and J.G. Teng, Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete, Construction and Building Materials, 2003, 17, 471-489.

S. Byung-Jik, L. Sang-Youl, J. Hyo-Seon, Long-term performance of a fiber-reinforced polymer slab bridge superstructure-field load test and ratings, Composites: Part B, 2013, 45, 644-656.

N. Graisorn, and P. Chotickai, Behavior of concrete bridges strengthened with CFRP, Thesis, Kasetsart University, Thailand, 2012.

T. Pinkaew and M. Chanintonleela, Bridge design, June Publishing, Bangkok, Thailand, 2015.