แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์เพื่อประเมินผลเชิงสมรรถนะของสะพานข้ามแยกหลักสี่ ถนนแจ้งวัฒนะ

สะพานในประเทศไทยส่วนใหญ่ที่ถูกสร้างและใช้งานมามากกว่า 25 ปี ควรต้องได้รับการตรวจสอบและประเมินพฤติกรรมด้านโครงสร้าง โดยเฉพาะในกรณีที่จะมีเหตุให้เกิดการขนส่งน้ำหนักบรรทุกซึ่งมีค่ามากกว่าที่กฎหมายกำหนดไว้ เช่นเดียวกันกับกรณีศึกษาคือ สะพานข้ามแยกหลักสี่ ถนนแจ้งวัฒนะที่รถซึ่งจะดำเนินการขนส่งคานทางวิ่งของงานก่อสร้างในโครงการรถไฟฟ้าสายสีชมพูนั้น จะมีจำนวนเพลามากกว่าที่กฎหมายปัจจุบันกำหนดไว้ จึงทำให้ต้องมีการตรวจสอบและประเมินก่อนการใช้งาน วิทยานิพนธ์นี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์อย่างง่ายที่ใช้ในการประเมินผลเชิงสมรรถนะของสะพาน ซึ่งต้องให้ผลทางวิศวกรรมที่แม่นยำเพียงพอและใช้เวลาดำเนินการที่รวดเร็ว เพื่อความเหมาะสมต่อการใช้งานในทางปฏิบัติ สำหรับการศึกษาครั้งนี้ เริ่มต้นจากการรวบรวมและนำเสนอขบวนการรวมถึงผลการทดสอบภาคสนามของสะพานต้นแบบภายใต้น้ำหนักบรรทุกสถิต ตามมาตรฐาน AASHTO จากนั้นได้นำข้อมูลเหล่านี้มาสร้างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ โดยกำหนดให้มี จุดรองรับ 2 รูปแบบ คือ จุดรองรับแบบ Pinned และจุดรองรับแบบ Spring โดยกำหนดเป้าหมายให้ได้แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์อย่างง่าย ภายใต้เกณฑ์การพิจารณา 2 เงื่อนไขคือ 1) ความคลาดเคลื่อนของผลการโก่งตัวภายใต้น้ำหนักบรรทุกสถิต เมื่อเปรียบเทียบระหว่างแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ กับผลการทดสอบภาคสนาม จะต้องได้ไม่เกินร้อยละ 20 และ 2) ระยะเวลาที่ใช้ทั้งหมด ตั้งแต่เริ่มต้นสร้างแบบจำลอง จนถึงการวิเคราะห์โครงสร้าง ต้องเสร็จสิ้นไม่เกิน 1 ชั่วโมงผลการศึกษาพบว่า แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ทั้ง 2 รูปแบบจุดรองรับ มีผลความคลาดเคลื่อนของการโก่งตัวไม่เกินเกณฑ์ที่กำหนด รวมทั้งยังใช้ระยะเวลาในการดำเนินการที่รวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์อย่างง่ายที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการประเมินเชิงสมรรถนะของสะพานในทางปฏิบัติต่อไป

泰国绝大多数已建成并投入使用超过25年的桥梁，均需开展结构性能检测与评估，尤其是当出现超出法定限值的重载运输工况时。本案例研究的对象为致旺路四岔路口跨线桥，该桥梁将用于吊运粉红线地铁项目施工所需的桥梁主梁，其作业车辆的轴数超出现行法规限定标准，因此必须在启用前完成检测与评估。

本研究旨在构建一款简易有限元（Finite Element）模型，用于桥梁性能评估，该模型需具备足够的工程计算精度且运算高效，以适配工程实际应用需求。

本次研究首先收集并整理了该原型桥在符合美国公路与运输官员协会（AASHTO）标准的静载工况下的试验流程与现场试验数据，以此为基础构建有限元模型。模型设置两种支座形式：铰支座（Pinned）与弹簧支座（Spring），并设定两项评估准则以实现简易模型的设计目标：1）静载下的挠度计算值与现场试验结果的相对误差不超过20%；2）从模型构建到结构分析完成的总耗时不超过1小时。

研究结果表明，两种支座形式的有限元模型均满足挠度误差限值要求，且运算效率优异。因此，本研究构建的简易有限元模型可后续用于实际工程中的桥梁性能评估工作。