สะพานคานรูปกล่อง
สะพานคานรูปกล่อง (อังกฤษ: box girder bridge หรือ box section bridge) เป็นสะพานที่คานหลักประกอบด้วยโครงสร้างรูปกล่องกลวง โดยทั่วไปแล้ววัสดุของคานรูปกล่องจะเป็นคอนกรีตอัดแรง เหล็กกล้าโครงสร้าง หรือวัสดุประกอบของเหล็กและคอนกรีตเสริมแรง ปรกติส่วนตัดขวางของกล่องจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือรูปสี่เหลี่ยมคางหมู สะพานคานรูปกล่องจะใช้สำหรับโครงสร้างสะพานลอยทางหลวงและทางยกระดับของระบบรถไฟฟ้าขนส่งมวลชน แม้ว่าสะพานคานรูปกล่องจะเป็นรูปแบบหนึ่งของสะพานแบบคาน แต่คานรูปกล่องอาจใช้กับสะพานขึงและสะพานแบบอื่น ๆ ได้เช่นกัน
 | |
| ก่อนหน้า | สะพานแบบท่อ |
|---|---|
| เกี่ยวข้อง | สะพานเทียบเครื่องบิน, สะพานทางเท้ายกระดับ |
| ตามหลัง | สะพานชิ้นส่วนสำเร็จ |
| สำหรับ | คนเดินเท้า, รถยนต์, รถบรรทุก, รถไฟรางเบา, รถไฟรางหนัก |
| ช่วงยาว | ปานกลาง |
| วัสดุ | เหล็กกล้า, คอนกรีตเสริมแรง, คอนกรีตอัดแรง |
| การเคลื่อนย้าย | เป็นไปได้ |
| การออกแบบ | ขั้นสูง |
| ใช้ค้ำยันระหว่างสร้าง | ใช่ หากใช้คอนกรีตเสริมเหล็กหล่อแบบในที่ หรือคอนกรีตอัดแรง ซึ่งเป็นปกติสำหรับการก่อสร้างสะพานทางด่วน |
การพัฒนาคานเหล็กรูปกล่อง
แก้ใน พ.ศ. 2462 พันตรีกิฟฟอร์ด มาร์เทล (Gifford Martel) ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นหัวหน้าของสถาบันทดลองการสร้างสะพาน (Experimental Bridging Establishment, EBE) ที่เมืองไครสต์เชิร์ช มณฑลแฮมป์เชอร์ ประเทศอังกฤษ[1] ซึ่งทำการวิจัยความเป็นไปได้ของการใช้รถถังเพื่อจุดประสงค์ด้านวิศวกรรมในสนามรบ เช่น การวางสะพานและการกวาดล้างทุ่นระเบิด โดยเขาได้ทำการทดลองกับรถถังรุ่นมาร์กไฟว์ (Mark V) ที่ปรับปรุงแล้ว ส่วนประกอบของสะพานพัฒนาสำหรับการบุกจู่โจม ซึ่งออกแบบโดยพันตรีชาร์ลส์ อิงกลิส (Charles Inglis RE) เป็นสะพานประตูระบายน้ำคลอง (Canal Lock Bridge) ซึ่งมีความยาวเพียงพอสำหรับช่วงคลองที่มีประตูระบายน้ำ พันตรีมาร์เทลเชื่อมสะพานเข้ากับรถถังและใช้พลังงานไฮดรอลิกที่สร้างโดยเครื่องยนต์ของรถถังเพื่อบังคับสะพานให้เข้าที่ สำหรับการกวาดล้างทุ่นระเบิดรถถังถูกติดตั้งด้วยลูกกลิ้งขนาด 2 ตัน
มาร์เทลยังได้พัฒนาแนวคิดสะพานใหม่ที่ EBE ซึ่งถูกเรียกว่าสะพานมาร์เทล (Martel bridge) ซึ่งเป็นสะพานคานรูปกล่องแบบแยกส่วนที่เหมาะสำหรับการใช้งานทางทหาร สะพานมาร์เทลถูกนำมาใช้โดยกองทัพอังกฤษใน พ.ศ. 2468 ในชื่อสะพานคานรูปกล่องขนาดใหญ่ (Large Box Girder Bridge)[2] ส่วนสะพานคานรูปกล่องขนาดเล็ก (Small Box Girder Bridge) ซึ่งเป็นแบบที่ลดขนาดลง ยังถูกนำมาใช้โดยกองทัพอย่างเป็นทางการใน พ.ศ. 2475 รุ่นคานรูปกล่องขนาดเล็กนี้ถูกลอกเลียนแบบโดยหลายประเทศ รวมถึงประเทศเยอรมนี ซึ่งเรียกรุ่นของตนว่า Kastenträger-Gerät (K-Gerät)[2] สหรัฐอเมริกาเป็นอีกประเทศหนึ่งที่กองทัพนำไปสร้างเป็นของตนเองโดยมีชื่อรุ่นว่า H-20 นอกจากนี้ต่อมาในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง การก่อสร้างแบบแยกส่วนซึ่งเป็นพื้นฐานของสะพานมาร์เทล กลายเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของสะพานเบลีย์ (Bailey Bridge) ใน พ.ศ. 2497 คณะกรรมาธิการว่าด้วยรางวัลนักประดิษฐ์ (Royal Commission on Awards to Inventors) ได้มอบรางวัลมูลค่า 500 ปอนด์สเตอร์ลิงแก่มาร์เทล สำหรับการละเมิดการออกแบบสะพานของเขาโดยดอนัลด์ เบลีย์ (Donald Bailey) ผู้ออกแบบสะพานเบลีย์[3]
แบบสะพานทั้งรุ่นคานรูปกล่องขนาดใหญ่และคานรูปกล่องขนาดเล็กถูกนำมาใช้งานอย่างมากในสงครามโลกครั้งที่สอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นคานรูปกล่องขนาดเล็ก
สะพานคานรูปกล่อง (ไม่ใช่แบบแยกส่วน) เป็นตัวเลือกที่นิยมระหว่างการขยายการสร้างถนนในคริสต์ทศวรรษที่ 1960 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโลกตะวันตก ซึ่งโครงการสะพานใหม่หลายโครงการถูกดำเนินการไปพร้อม ๆ กัน ผลกระทบที่ร้ายแรงต่อการใช้งานสะพานแบบนี้คือการเกิดภัยพิบัติร้ายแรง 3 ครั้งต่อเนื่อง เมื่อสะพานสร้างใหม่พังทลายลงใน พ.ศ. 2513 ได้แก่สะพานเวสต์เกต (West Gate Bridge ในเมืองเมลเบิร์น ออสเตรเลีย) และสะพานเคลด์ได (Cleddau Bridge ในแคว้นเวลส์ สหราชอาณาจักร) และ พ.ศ. 2514 ได้แก่สะพานซืดบรืคเค (Südbrücke ที่เมืองโคเบล็นทซ์ ประเทศเยอรมนี) มีผู้เสียชีวิต 51 คนในอุบัติภัยเหล่านี้ ซึ่งนำไปสู่การจัดตั้งคณะกรรมการเมอร์ริสัน (Merrison Committee) เพื่อสอบหาสาเหตุขึ้นในสหราชอาณาจักร[4] และมีการลงทุนในงานวิจัยใหม่จำนวนมากเกี่ยวกับพฤติกรรมของคานเหล็กกล่อง
สะพานส่วนใหญ่ที่ยังอยู่ในระหว่างการก่อสร้างในขณะนั้นถูกเลื่อนกำหนดออกไปเพื่อตรวจสอบหลักการออกแบบเบื้องต้น บางสะพานถูกทิ้งร้างและสร้างใหม่เป็นสะพานรูปแบบผสมผสานต่าง ๆ ส่วนใหญ่ที่ยังคงเป็นสะพานคานกล่องเช่นสะพานเออร์สกิน (Erskine Bridge ในประเทศสกอตแลนด์) ได้รับการออกแบบใหม่หรือเสริมความแข็งแรงเพิ่มเติมในภายหลัง สะพานบางแห่งได้รับการเสริมความแข็งแรงไม่กี่ปีหลังจากเปิดใช้งาน และดำเนินการซ้ำเพิ่มเติมในปีต่อ ๆ มา โดยมักเกิดจากปริมาณการจราจรที่เพิ่มขึ้นมากรวมทั้งมาตรฐานการออกแบบที่สูงขึ้น สะพานหุบเขาเออร์เวล (Irwell Valley bridge ในประเทศอังกฤษ) ซึ่งสร้างใน พ.ศ 2513 ได้รับการเสริมความแข็งแรงใน พ.ศ. 2513 และอีกครั้งใน พ.ศ. 2543[5]
การก่อสร้าง
แก้หากทำจากคอนกรีต สะพานคานรูปกล่องอาจหล่อแบบในที่โดยใช้โครงค้ำยันซึ่งถอดออกหลังจากสร้างเสร็จ หรือหล่อเป็นส่วนแล้วมาประกอบหากเป็นสะพานชิ้นส่วนสำเร็จ ชิ้นส่วนของคานรูปกล่องอาจสร้างสำเร็จในลานผลิตจากนั้นจึงเคลื่อนย้ายมายังสถานที่ก่อสร้างและวางโดยใช้ปั้นจั่น
สำหรับคานเหล็กกล่อง โดยปกติแล้วคานจะถูกสร้างนอกสถานที่และยกเข้าที่ด้วยปั้นจั่น โดยมีส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วยสลักเกลียว (Bolt) หรือการเชื่อม หากเป็นสะพานพื้นคอนกรีตผสมเสร็จ มักจะใช้การหล่อแบบในที่โดยใช้ค้ำยันชั่วคราวที่รองรับโดยคานเหล็ก
สะพานรูปแบบใด ๆ อาจถูกติดตั้งโดยใช้เทคนิคการเลื่อนชิ้นส่วนโครงสร้างทั้งหมดไปบนเสาโดยใช้ตัวโครงสร้างเอง (incremental launching) ซึ่งวิธีนี้ปั้นจั่นสนาม (gantry crane) จะถูกใช้เพื่อวางส่วนใหม่ต่อจากส่วนที่เสร็จแล้วของสะพานไปจนกว่าโครงสร้างส่วนบนของสะพานจะเสร็จสมบูรณ์
ข้อดีและข้อเสีย
แก้- ข้อดี คือ ลดความหนาของพื้นและน้ำหนักรวมของสะพาน ต้นทุนต่ำกว่า รับกำลังต่อหน่วยพื้นที่ของคอนกรีตได้มากกว่า มีการรับประกันคุณภาพเนื่องจากการหล่อแบบสำเร็จนอกสถานที่
- ข้อเสีย (แบบที่ไม่ใช่โครงสร้างแบบแยกส่วนเป็นหลัก) คือ คานเหล็กโครงสร้างมีราคาสูง ค่าขนส่งชิ้นส่วนในโครงการมีต้นทุนสูง
สมุดภาพ
แก้-
สะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้า ข้ามแม่น้ำเจ้าพระยา กรุงเทพมหานคร -
สะพานสวอนพอร์ตในรัฐเซาท์ออสเตรเลีย เป็นสะพานคอนกรีตคานรูปกล่องเดี่ยว -
สะพานเหล็กคานรูปกล่องเดี่ยว ข้ามทางแยกทางทิศตะวันออกของสะพานซานฟรานซิสโก–โอ๊คแลนด์เบย์
ดูเพิ่ม
แก้อ้างอิง
แก้- ↑ "Royal Engineers Museum". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 พฤษภาคม 2008.
- ↑ 2.0 2.1 Think Defence (30 ธันวาคม 2011). "UK Military Bridging – Equipment (Pre WWII Equipment Bridging)". www.thinkdefence.co.uk. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 29 พฤษภาคม 2022. สืบค้นเมื่อ 8 พฤษภาคม 2017.
Adopted by the Army in 1925 the Large Box Girder Bridge was adaptable and relatively cheap, able to carry loads of up to 40 tonnes, it remained in service until replaced by the Bailey.
- ↑ "Bridge Claim By General 'Used As Basis For Bailey Design'". The Times. 26 กรกฎาคม 1955. p. 4 col E.
- ↑ Department of the Environment (Merrison Committee of Inquiry) (1973). Inquiry into the Basis of Design and Method of Erection of Steel Box Girder Bridges. London: HMSO. ISBN 0-11-550306-4.
- ↑ Smith, D. A.; Hendy, C. R. (March 2008). "Strengthening of Irwell Valley Bridge, UK". Bridge Engineering. Institution of Civil Engineers. 161 (1): 33–43. doi:10.1680/bren.2008.161.1.33. eISSN 1751-7664. ISSN 1478-4637.
แหล่งข้อมูลอื่น
แก้
วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อเกี่ยวกับ สะพานคานรูปกล่อง
