การออกแบบโครงสร้างเหล็กป้องกันการเฉี่ยวชนตู้เก็บค่าผ่านทางพิเศษด้วยวิธีการสลายพลังงาน

Design of toll booth protection structure using energy dissipation concept

Name: ธราดล หงส์อติกุล

Organization : การทางพิเศษแห่งประเทศไทย. กองวิจัยและพัฒนา

Email : ti_jab2003@hotmail.com

Name: เอกรินทร์ เหลืองวิลัย

Organization : การทางพิเศษแห่งประเทศไทย. กองวิจัยและพัฒนา

Name: เทพฤทธิ์ รัตนปัญญากร

Organization : การทางพิเศษแห่งประเทศไทย. กองวิจัยและพัฒนา

ThaSH: อุบัติเหตุทางถนน -- การป้องกัน

ThaSH: ทางหลวงที่เก็บค่าผ่านทาง -- อุบัติเหตุ -- การป้องกัน

Abstract: Because of economic growth, number of trucks and oversize trucks increase continuously. The oversize trucks gain more risk on road accident. In 2018, the oversize trucks hit expressway toll both twice. These cause damage on properties and risk of life for toll operator. Therefore, toll booth collision protector has been designed. The design must be fit to the toll island which has very limit space. The protector configuration must not obstruct the operator’s observation view. The most important is it must strong enough to withstand the collision load. Concrete barrier by AASHTO is designed for 85 km/hr collision. The collision load is equal to 300 ton. By skew angle of crash, the collision load is equal to 289.8 ton in perpendicular direction. However, the toll booth collision has different characteristic. Crashes happen by much lower speed. In this study, the protector is designed by the load of a 25 tons-truck running with speed of 17km/hr. Crash causes deceleration rate of 2.4g which is equal to 78 ton force. The protector is designed as 15 degree wedge to deviate the crash load. Structure analysis use 2 design methods (ASD and LRFD) which allow deforming in elastic behaviour during the crash. By this analysis method, crash energy is dissipated. Size of steel member can be designed in appropriate of member size when design by LRFD method. Finally, the protector by the member of WF150 x 150 is designed. The prototype of the protector is during fabricated for crash test prior onsite installation.

Abstract: จากการเติบโตของภาคอุตสาหกรรมทำให้การขนส่งสินค้าขนาดใหญ่ และการบรรทุกเกินขนาด (Over Size Truck) เพิ่มมากขึ้นซึ่งส่งผลต่อการเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดอุบัติเหตุ ทางพิเศษได้เคยเกิดเหตุจากรถบรรทุกเกินขนาดเช่นกัน ในปี 2561 เกิดเหตุรถชนตู้เก็บค่าผ่านทางพิเศษถึง 2 ครั้งในปีเดียว เกิดเป็นความเสี่ยงในชีวิตและความเสียหายในทรัพย์สิน จึงได้ทำการศึกษาเพื่อออกแบบโครงสร้างป้องกันการเฉี่ยวชนตู้เก็บค่าผ่านทาง ที่มีขนาดเหมาะสมกับช่องเก็บค่าผ่านทาง ไม่มีโครงสร้างที่บดบังมุมมอง และที่สำคัญคือป้องกันอันตรายจากรถบรรทุกเฉี่ยวชนได้จริง ในการพิจารณามาตรฐานออกแบบที่เกี่ยวข้อง อาทิ AASHTO ได้กาหนดวิธีการออกแบบกาแพงกันชนคอนกรีต (Concrete Barrier) ด้วยน้ำหนัก 300 ตัน ที่ความเร็ว 85กม./ชม. ในมุมทแยง 15 องศา เทียบเท่ากับแรงกระแทก 289.80 ตันแต่การชนตู้เก็บค่าผ่านทางมีพฤติกรรมต่างออกไป เพราะมีความเร็วที่ต่ำกว่า ในการนี้ได้จึงได้ออกแบบแรงกระแทกที่เกิดจากรถบรรทุกน้ำหนัก 25 ตันปะทะเข้ากับโครงสร้างด้วยความเร็ว 17 กม./ชม. เกิดเป็นความเร่ง 2.4g เทียบเท่าแรงกระแทก 78 ตัน โครงสร้างป้องกันออกแบบให้เป็นมุมเอียงเพื่อเบี่ยงและลดแรงกระแทก จากนั้นสร้างเป็นแบบจำลองโครงสร้างให้โครงเหล็กรับแรงในช่วงยืดหยุ่น (Flexible Behaviour) ที่ออกแบบด้วย 2 วิธี คือ วิธีกาลังที่ยอมให้ (Allowable Strength Design, ASD) และวิธีตัวคูณความต้านทานและน้ำหนักบรรทุก (Load Resistance Factor Design, LRFD) โดยยอมให้โครงสร้างเกิดการเสียรูปอยู่ในช่วงอิลาสติก (Elastic) จากการถูกชนช่วยให้เกิดการสลายพลังงาน (Energy Dissipation) เพื่อพิจารณาหาวิธีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสม ขนาดของโครงสร้างไม่ใหญ่โตเทอะทะ เหมาะกับช่องเก็บค่าผ่านทาง ซึ่งมีพื้นที่ไม่มาก พบว่าการออกแบบด้วยวิธี LRFD จะให้ขนาดของโครงสร้างที่มีความเหมาะสมที่สุด โดยใช้เพียงเหล็กขนาด WF150x150 โครงสร้างก็มีความแข็งแรงเพียงพอ สำหรับนำไปสร้างเป็นต้นแบบสำหรับทดลองการชน หากใช้งานได้ดีจะนาไปใช้ต่อไป

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ. สำนักหอสมุดกลาง

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: library@kmutnb.ac.th

Created: 2562

Modified: 2022-04-07

Issued: 2565-04-04

บทความ/Article

application/pdf

BibliograpyCitation : ใน มหาวิทยาลัยสารคาม คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาวิศวกรรมโยธา. การประชุมวิชาการวิศวกรรมโยธาแห่งชาติ ครั้งที่ 24 (NCCE 24) (STR035) อุดรธานี : มหาวิทยาลัยสารคาม

tha

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	NCCE 24STR035.pdf	863.24 KB

ใช้เวลา

0.02735 วินาที