คุณเคยสงสัยไหมว่า ความดันที่มองไม่เห็นที่สะพานทนทุกวัน ยิ่งกว่าน้ําหนักของตัวเองส่งผลกระทบพิเศษให้กับนักออกแบบสะพาน.

ในวิศวกรรมสะพาน ความจมหนักแบ่งออกเป็น 2 แบบหลัก

• ภาระตาย:พลังที่คงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง รวมถึงน้ําหนักของสะพาน, พื้นผิวชั้น, และรั้วโดยพื้นฐานคือ "กระดูก" ของโครงสร้าง
• ภาระที่ใช้จริง:กองกําลังที่เปลี่ยนแปลงในขนาดและตําแหน่ง เช่น การจราจรของยานยนต์ การเคลื่อนไหวของคนเดิน และปัจจัยสิ่งแวดล้อม เช่น ลม

ภาระที่ใช้ได้มีปัญหาพิเศษ เนื่องจากลักษณะของมัน

• ความแตกต่างของขนาด:ความหนักของรถยนต์ ความหนาแน่นของคนเดิน และแรงลมเปลี่ยนแปลงอย่างไม่คาดเดาได้ ทําให้วิศวกรต้องพิจารณาสถานการณ์ที่รุนแรง
• ความเคลื่อนไหวทางตําแหน่ง:รถยนต์และคนเดินที่เคลื่อนไหว สร้างรูปแบบแรงที่เปลี่ยนไปเรื่อยๆ
• อิทธิพลทางไดนามิก:การสั่นสะเทือนและการกระแทกจากภาระที่เคลื่อนไหวเพิ่มความซับซ้อนในการคํานวณโครงสร้าง

วิศวกรจัดลําดับการใช้ไฟฟ้าโดยใช้เลนส์หลายสาย

• อุปกรณ์บดจําหน่ายพลังจุด เช่น ความดันล้อ
• การกระจายภาระ:แบ่งกําลังเหมือนน้ําหนักของฝูงชน

• ความจุสติก:พลังต่อเนื่องเช่นรถที่จอด
• ภาระแบบไดนามิก:อุปสรรคที่ผ่านไป เช่น การเคลื่อนย้ายของจราจร

• ความจูงของล้อ:ความดันของยางแต่ละยาง
• หนุนแกน:พลังล้อรวมต่อแกน
• ภาระรถยนต์การตั้งลําดับแกน
• จํานวนของคณะจราจร:กลุ่มรถยนต์หลายกลุ่ม

ความปลอดภัยของโครงสร้างต้องการการวิเคราะห์ภาระที่ใช้งานอย่างแม่นยํา เพื่อกําหนดกรณีที่เลวร้ายที่สุด

เทคนิคนี้แผนภูมิการตอบสนองทางโครงสร้าง (วินาทีบิด, แรงตัด) ที่แตกต่างกันเมื่อหน่วยภาระเคลื่อนที่ข้ามสะพาน, การระบุสถานที่ความเครียดสูงสุด.

วิศวกรประเมินการปฏิสัมพันธ์ภาระพร้อมกัน โดยใช้แบบจําลองความเป็นไปได้ โดยพิจารณากรณีต่างๆ เช่น

• การจราจรบวกกับภาระของคนเดิน
• ค่าภาระรถยนต์บวกลม
• การจราจรรวมกับกิจกรรมแผ่นดินไหว

การจําลององค์ประกอบปลายจําลองการตอบสนองการสั่นสะเทือนต่อภาระที่เคลื่อนไหว โดยประเมินความถี่ ความขยาย และรูปแบบความเครียด

กฎหมายสากลกําหนดพารามิเตอร์ภาระแรงสําหรับความปลอดภัยโครงสร้าง:

• สะพานทางด่วน:ประเภทเป็นทางหลวง I (สูงสุด) ผ่านประเภทต่ําหลายประเภท
• สะพานรถไฟ:รวมมาตรฐาน Zhong-Huo สําหรับรถไฟความเร็วสูง

• มาตรฐาน AASHTO:H-series (trucks) และ HS-series (tractor-trailers) โดย H20-44/HS20-44 เป็นภาระที่ออกแบบสูงสุด

• การจัดหมวดหมู่ยูโรโค้ดภาระจราจรแบบ 1 (รุนแรงที่สุด) ผ่านประเภทความหนาแน่นของคนเดิน

นอกเหนือจากภาระปกติแล้ว ช่าง must account for:

• อุตสาหะชน:พลังที่เกิดขึ้นทันทีจากการชนกัน
• ภาระความเหนื่อย:ความเสียหายสะสมจากความเครียดแบบหมุน
• ความจืดแรงของแผ่นดินไหว:แรงด้านข้างที่เกิดจากแผ่นดินไหว

เทคโนโลยีที่กําลังพัฒนากําลังเปลี่ยนการวิเคราะห์ภาระ

• การติดตามแบบสมาร์ทเครือข่ายเซ็นเซอร์สามารถติดตามภาระในเวลาจริง
• การจําลองความแม่นยํา:การจําลองที่ทันสมัยทําให้เกิดการกระจายความดันของยางและผลกระทบจากลมในพื้นที่

ความล้มเหลวในประวัติศาสตร์ ย้ําความสําคัญของภาระที่ใช้ได้

• การล่มสลายทาง I-35W ปี 2007 (มินเนอโปลิส)ความบกพร่องทางการออกแบบ ที่เกิดจากการจราจรหนัก
• 1994 สะพานซองซูล้มเหลว (โซล)ความบกพร่องในการผสมผสานที่รวมกันกับการอุดหนุนเรื้อรัง
• 2019 วูชิ สะพานไฟฟ้าล้มผลโดยตรงของความอ้วนของรถยนต์

โศกนาฏกรรมเหล่านี้ทําให้เห็นถึงความจําเป็นที่สําคัญของการวิเคราะห์ภาระที่เข้มข้น การบังคับใช้น้ําหนัก และการบํารุงรักษาโครงสร้าง เพื่อให้ประชาชนปลอดภัย