การตรวจสอบกำลังรับน้ำหนักของสะพานด้วยกล้อง Total Station

การตรวจสอบกำลังรับน้ำหนักของสะพานด้วยกล้อง Total Station

ในงานวิศวกรรมโยธา การประเมิน กำลังรับน้ำหนักของสะพาน (Bridge Load Capacity) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับรองความปลอดภัยและอายุการใช้งานโครงสร้าง โดยเฉพาะเมื่อสะพานได้รับการปรับปรุงหรือเสริมกำลัง เทคนิคการใช้ กล้อง Total Station วัดการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตของสะพานระหว่างที่มีน้ำหนักกระทำ ช่วยให้สามารถติดตามและวิเคราะห์กำลังรับน้ำหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีข้อจำกัดน้อยกว่าระบบวัดแบบเดิม เช่น LVDT

กำลังรับน้ำหนักของสะพาน (Bridge Load Capacity)

กำลังรับน้ำหนักของสะพานหมายถึง ความสามารถในการรองรับแรงหรือน้ำหนัก ที่กระทำต่อสะพาน ซึ่งมักแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มใหญ่:

- น้ำหนักตัวสะพาน (Dead Load) – น้ำหนักขององค์ประกอบสะพานเอง เช่น คาน พื้น และราวกันตก
- น้ำหนักจร (Live Load) – น้ำหนักจากการใช้งานจริง เช่น ยานพาหนะหรือผู้คนที่สัญจรผ่าน
- แรงจากสภาพแวดล้อม (Environmental Load) – เช่น แรงลม หรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
- แรงสั่นสะเทือน (Dynamic Load) – เกิดจากการเคลื่อนที่ของยานพาหนะ หรือการกระแทกกระทบอื่น ๆ

เป้าหมาย ของการตรวจสอบกำลังรับน้ำหนัก คือดูว่าสะพานสามารถรองรับแรงประเภทต่าง ๆ ได้อย่างปลอดภัยในระยะยาวหรือไม่

ปัญหาการใช้ LVDT แบบเดิม

LVDT (Linear Variable Displacement Transducers) ให้ความละเอียดสูงมากในงานวิจัยระดับห้องปฏิบัติการ แต่เมื่อนำมาใช้ในสนามจริง โดยเฉพาะสะพานที่มีความสูงหรืออยู่ในพื้นที่เข้าถึงยาก จะพบว่า

- ต้องใช้สายไฟจำนวนมาก – เพิ่มต้นทุนและมีความเสี่ยงความเสียหายจากสภาพแวดล้อม
- ขั้นตอนติดตั้งซับซ้อน – ต้องเข้าถึงจุดวัดใกล้กับตัวสะพานโดยตรง
 - ใช้แรงงานและเวลา – อาจต้องปิดการจราจรหรือใช้เครื่องมือยก เพื่อวางเซ็นเซอร์ในตำแหน่งสูง

ข้อดีของกล้อง Total Station

กล้อง Total Station มีความสามารถในการวัดทั้งมุมและระยะทาง ทำให้เราคำนวณค่าพิกัด (X, Y, Z) ของจุดเป้าหมายได้แม่นยำ ซึ่งเมื่อนำไปใช้กับโครงสร้างสะพานแล้ว จุดเป้าหมายอาจเป็นปริซึมหรือรีเฟล็กเตอร์ที่ติดตั้งบนสะพาน ผู้ใช้งานจึงสามารถติดตามการโก่งตัวหรือการเคลื่อนตัวของสะพานภายใต้น้ำหนักต่าง ๆ ได้

ติดตั้งง่าย – ไม่ต้องเดินสายไฟจำนวนมากเพียงตั้งกล้องบนขาตั้ง และนำ Reflectors ติดตั้งบนสะพาน
บันทึกข้อมูลดิจิทัล – ช่วยลดความผิดพลาดจากการจดบันทึกด้วยมือ
ความแม่นยำเพียงพอต่อการวิเคราะห์โครงสร้าง – หลายรุ่นมีค่าความคลาดเคลื่อนในระดับ ±0.2 มม. เหมาะกับงานภาคสนาม
ใช้งานได้ในพื้นที่เข้าถึงยาก – ทั้งสะพานสูงและสะพานที่อยู่เหนือแหล่งน้ำ

ขั้นตอนการตรวจสอบสะพานด้วย Total Station

1. ตั้งกล้อง Total Station

- เลือกพื้นที่วางกล้องที่มั่นคงและปรับแนวระดับกล้อง (Leveling) ให้เหมาะสม
- ระบุจุดอ้างอิง (Reference Points) หรือหมุดที่ใช้ตรวจสอบว่ากล้องไม่เคลื่อนที่ระหว่างการทดสอบ

2.ติดตั้ง Reflectors บนสะพาน

-เลือกจุดวิกฤต เช่น กลางสแปน คานหลัก หรือรอยต่อสะพาน แล้วติด Reflectors ให้แน่นหนา

3.กระตุ้นน้ำหนัก (Load Application)

- ปล่อยรถบรรทุกหรือวางน้ำหนักจำลองบนสะพาน เพื่อจำลองการใช้งานจริง

4.อ่านค่าและบันทึกข้อมูล

- วัดพิกัดของ Reflectors ก่อนและหลังการกระทำ Load เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงหรือการโก่งตัว

5.วิเคราะห์ผล

เปรียบเทียบค่าพิกัดที่เปลี่ยนไปกับค่าคาดการณ์ หากการโก่งตัวเกินกว่าที่ออกแบบไว้ ถือเป็นสัญญาณว่ากำลังรับน้ำหนักสะพานอาจไม่เพียงพอ

แนวทางและข้อพิจารณา

แม้กล้อง Total Station อาจมีความละเอียดที่ต่ำกว่า LVDT แต่ก็ เหมาะกับงานภาคสนาม ซึ่งต้องการความสะดวกในการติดตั้งและเคลื่อนย้าย นอกจากนี้ ในงานบางกรณีผู้ใช้ยังสามารถเสริมความแม่นยำโดย

ตั้งกล้องหลายจุด – เพื่อช่วยตรวจสอบความคลาดเคลื่อนจากระยะกล้อง
ผสานข้อมูลจากเซ็นเซอร์อื่น – เช่น Strain Gages หรือ Inclinometers เพื่อตรวจสอบรายละเอียดโครงสร้างเพิ่มเติม
เลือกช่วงเวลาและสภาพอากาศ – หลีกเลี่ยงลมแรง หรือแสงแดดจ้าที่อาจรบกวนการเล็ง

สรุป

กล้อง Total Station เป็นเครื่องมือทางเลือกที่น่าสนใจในการตรวจสอบ กำลังรับน้ำหนักของสะพาน ในพื้นที่เข้าถึงยากหรือไม่สะดวกต่อการติดตั้ง LVDT แม้ความละเอียดอาจด้อยกว่า แต่ก็ให้ความแม่นยำเพียงพอต่อการเฝ้าระวังและประเมินความปลอดภัยของสะพานได้ดี อีกทั้งติดตั้งง่ายและทนทานต่อสภาพแวดล้อมในสนาม เมื่อผสานเข้ากับเทคนิคหรือเซ็นเซอร์อื่น ๆ จะช่วยให้ภาพรวมการตรวจสอบสะพานมีประสิทธิภาพและครอบคลุมความเสี่ยงได้อย่างแท้จริง

 ยินดีให้คำปรึกษาแนะนำ กล้องระดับ กล้องวัดมุม กล้องประมวลผลรวม และบริการหลังการขาย : บริษัท พี นัมเบอร์วัน อินสตรูเม้นท์ จำกัด