สะพานเหล็ก AS 5100 ใช้ในงานก่อสร้างสะพานช่วงยาวอย่างไร

1. บทนำ

โครงการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่ เช่น สะพานข้ามแม่น้ำ ข้ามทะเล หรือสะพานทางหลวงบนภูเขา มีลักษณะเฉพาะด้วยสภาพทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อน ตารางการก่อสร้างที่รัดกุม และความต้องการในการขนส่งอุปกรณ์และวัสดุหนักสูง ในโครงการดังกล่าว โครงสร้างการเข้าถึงชั่วคราวมีบทบาทสำคัญในการรับประกันความต่อเนื่องและประสิทธิภาพของการดำเนินงานในสถานที่ ในบรรดาโครงสร้างชั่วคราวเหล่านี้ สะพานเหล็กซ้อน (มักเรียกว่า "สะพานโครงเหล็ก") กลายเป็นทางออกที่ต้องการเนื่องจากการออกแบบแบบแยกส่วน การประกอบที่รวดเร็ว และการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง อย่างไรก็ตาม ความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพของสะพานเหล็กสแต็คในโครงการขนาดใหญ่นั้นขึ้นอยู่กับการปฏิบัติตามมาตรฐานการออกแบบเฉพาะอุตสาหกรรมเป็นอย่างมาก

ในออสเตรเลียและโครงการระหว่างประเทศจำนวนมากที่ได้รับอิทธิพลจากการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมของออสเตรเลีย มาตรฐานการออกแบบสะพาน AS 5100 ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการออกแบบสะพานทุกประเภท รวมถึงโครงสร้างขาหยั่งที่ทำจากเหล็กชั่วคราว มาตรฐานนี้ให้แนวทางที่ครอบคลุมสำหรับการเลือกใช้วัสดุ การคำนวณน้ำหนัก การวิเคราะห์โครงสร้าง การออกแบบความทนทาน และการตรวจสอบการก่อสร้าง ซึ่งทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการลดความเสี่ยงในโครงการสะพานขนาดใหญ่ บทความนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อสำรวจคำจำกัดความ คุณลักษณะทางโครงสร้าง และการใช้งานของสะพานสแต็กเหล็ก อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับเนื้อหาหลักและข้อดีของมาตรฐาน AS 5100 และวิเคราะห์มูลค่าการใช้งาน ข้อดี และแนวโน้มในอนาคตของสะพานสแต็กเหล็กภายใต้กรอบงาน AS 5100 ในการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่

2. สะพานสแต็คเหล็ก: คำจำกัดความ ลักษณะโครงสร้าง และขอบเขตการใช้งาน

2.1 คำจำกัดความของสะพานเหล็กซ้อน

กสะพานเหล็กกองเป็นโครงสร้างรับน้ำหนักชั่วคราวหรือกึ่งถาวรที่ประกอบด้วยส่วนประกอบที่เป็นเหล็กเป็นหลัก ได้รับการออกแบบเพื่อให้ยานพาหนะ อุปกรณ์ และบุคลากรในการก่อสร้างเข้าถึงสิ่งกีดขวาง เช่น แม่น้ำ หุบเขา ฐานรากดินอ่อน หรือโครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ สะพานเหล็กซ้อนต่างจากสะพานถาวร (เช่น สะพานคานเหล็กหรือสะพานคานกล่องคอนกรีต) สะพานเหล็กได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการถอดประกอบและนำกลับมาใช้ใหม่ ทำให้คุ้มค่าสำหรับความต้องการในการก่อสร้างระยะสั้นถึงปานกลางสะพานเหล็กเป็นทางเดินเข้าออกที่รับน้ำหนัก ในขณะที่ปล่องมีไว้สำหรับระบายไอเสียหรือระบายอากาศ

2.2 ลักษณะโครงสร้างของสะพานเหล็กกอง

สะพานสแต็กเหล็กมีลักษณะโครงสร้างที่โดดเด่นซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่ คุณสมบัติเหล่านี้ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการปรับใช้อย่างรวดเร็ว ความจุในการโหลดสูง และความสามารถในการปรับเปลี่ยน ดังที่สรุปไว้ด้านล่าง:

2.2.1 การออกแบบส่วนประกอบแบบโมดูลาร์

ส่วนประกอบสำคัญทั้งหมดของสะพานเหล็กซ้อนได้รับการผลิตสำเร็จรูปในโรงงาน จึงมั่นใจได้ถึงความแม่นยำและสม่ำเสมอ องค์ประกอบโมดูลาร์หลัก ได้แก่ :

ระบบรากฐาน: โดยทั่วไปประกอบด้วยเสาเข็มท่อเหล็ก (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลาง Φ600–Φ800 มม. ความหนาของผนัง 10–16 มม.) หรือเสาเข็ม H เสาเข็มเหล่านี้ถูกตอกลงบนพื้นหรือก้นทะเลโดยใช้ค้อนสั่นสะเทือนเพื่อสร้างฐานรากที่เสียดสีหรือรองรับปลายแบริ่ง มีการเพิ่มเหล็กค้ำยันด้านข้าง (เช่น เหล็กเส้นทแยงมุมหรือเหล็กรางน้ำ) ระหว่างเสาเข็มเพื่อเพิ่มความมั่นคงในการรับน้ำหนักด้านข้าง (เช่น ลมหรือกระแสน้ำ)

คานหลัก: รับผิดชอบในการขนถ่ายน้ำหนักแนวตั้งจากดาดฟ้าไปยังฐานราก การออกแบบทั่วไป ได้แก่ คาน Bailey (เช่น โครงถัก Bailey ชั้นเดียว 90 ชนิด), คาน H ประกบคู่ (เช่น H300×300×10×15) หรือคานกล่องสำหรับการบรรทุกที่หนักกว่า คานเบลีย์ได้รับความนิยมเป็นพิเศษเนื่องจากมีน้ำหนักเบา มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง และประกอบได้ง่ายโดยใช้เครื่องมือมาตรฐาน

คานกระจาย: วางขวางบนคานหลักเพื่อกระจายน้ำหนักของดาดฟ้าให้เท่าๆ กัน โดยทั่วไปจะเป็นคาน I รีดร้อน (เช่น I16–I25) โดยเว้นระยะห่างกัน 300–600 มม. ขึ้นอยู่กับความเข้มของโหลดที่คาดหวัง

แผ่นดาดฟ้า: โดยทั่วไปแล้วแผ่นเหล็กลายหมากรุกหนา 8–12 มม. ซึ่งให้พื้นผิวกันลื่นสำหรับยานพาหนะและบุคลากร สำหรับโครงการในสภาพแวดล้อมที่เปียกหรือมีการกัดกร่อน (เช่น พื้นที่ชายฝั่ง) แผ่นจะเคลือบด้วยสีป้องกันสนิมหรือสังกะสีเพื่อยืดอายุการใช้งาน

เครื่องประดับ: รวมราวกันตก (สูง 1.2–1.5 ม. ทำจากท่อเหล็ก Φ48 มม. และเสาเหล็ก 10# ช่อง) แผ่นกันเตะ (สูง 150–200 มม. เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องมือหล่นลงมา) และรูระบายน้ำ (เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้น้ำสะสมบนดาดฟ้า)

2.2.2 ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง

สะพานเหล็กซ้อนได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับอุปกรณ์ก่อสร้างขนาดใหญ่ เช่น รถเครนตีนตะขาบ (200–500 ตัน) รถผสมคอนกรีต (30–40 ตัน) และเครื่องตอกเสาเข็ม ความสามารถในการรับน้ำหนักถูกกำหนดโดยความแข็งแรงของวัสดุเหล็ก (เช่น Q355B หรือ ASTM A572 เกรด 50) และการปรับโครงสร้างให้เหมาะสม ตัวอย่างเช่น การใช้คานหลักแบบโครงถักเพื่อลดน้ำหนักของตัวเองในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งไว้ ภายใต้มาตรฐาน AS 5100 การคำนวณโหลดไม่เพียงแต่รวมโหลดคงที่ (เช่น น้ำหนักอุปกรณ์) แต่ยังรวมโหลดไดนามิก (เช่น การเร่งความเร็ว/ลดความเร็วของยานพาหนะ) และโหลดสภาพแวดล้อม (เช่น ลม หิมะ หรือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ)

2.2.3 การประกอบและถอดชิ้นส่วนอย่างรวดเร็ว

ข้อดีที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของสะพานเหล็กคือการติดตั้งที่รวดเร็ว ส่วนประกอบสำเร็จรูปจากโรงงานสามารถขนส่งไปยังไซต์งานและประกอบโดยใช้เครน (เช่น เครนเคลื่อนที่ขนาด 50 ตัน) และการเชื่อมต่อแบบสลักเกลียว โดยไม่จำเป็นต้องเชื่อมนอกสถานที่สำหรับโมดูลส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น สะพานเหล็กที่มีขาหยั่งยาว 100 เมตร และมีความยาว 9 เมตร สามารถประกอบได้โดยทีมงาน 6 คนภายใน 3-5 วัน หลังจากการก่อสร้างสะพานหลักเสร็จสิ้นแล้ว โครงขาสามารถถอดประกอบได้ในลำดับย้อนกลับ โดยมีอัตราการคืนสภาพของวัสดุมากกว่า 95% (ไม่รวมชิ้นส่วนที่สึกหรอ เช่น โบลท์)

2.3 โดเมนแอปพลิเคชันของสะพานสแต็คเหล็ก

ในการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่ สะพานเหล็กซ้อนถูกนำมาใช้ในสถานการณ์ต่างๆ เพื่อจัดการกับความท้าทายด้านลอจิสติกส์ที่สำคัญ โดเมนแอปพลิเคชันหลักมีดังนี้:

2.3.1 การเข้าถึงการก่อสร้างข้ามแหล่งน้ำ

สำหรับสะพานข้ามแม่น้ำหรือสะพานข้ามทะเล (เช่น โครงการบำรุงรักษาสะพานซิดนีย์ฮาร์เบอร์ หรือสะพานข้ามแม่น้ำบริสเบน) สะพานเหล็กซ้อนจะให้เส้นทางการเข้าถึงที่มั่นคงสำหรับอุปกรณ์และวัสดุ สะพานขาหยั่งต่างจากสะพานลอยชั่วคราว โดยยึดไว้กับก้นทะเล/ก้นแม่น้ำ เพื่อหลีกเลี่ยงการเคลื่อนตัวที่เกิดจากกระแสน้ำหรือกระแสน้ำ ตัวอย่างเช่น ในการก่อสร้างโครงการอุโมงค์เวสต์เกตในเมลเบิร์น สะพานโครงเหล็กยาว 1.2 กิโลเมตรถูกสร้างขึ้นข้ามแม่น้ำยาร์ราเพื่อขนส่งเครื่องคว้านอุโมงค์ (TBM) และส่วนคอนกรีต ซึ่งช่วยลดการพึ่งพาเรือบรรทุกและลดระยะเวลาในการก่อสร้างลงถึง 40%

2.3.2 การเข้าถึงพื้นที่ภูเขาและสูงชัน

สะพานทางหลวงบนภูเขา (เช่น สะพานในเทือกเขาแอลป์ของออสเตรเลียหรือเทือกเขาบลู) มักเผชิญกับความท้าทาย เช่น ทางลาดชันและดินที่ไม่มั่นคง สะพานสแต็กเหล็กสามารถออกแบบให้มีเสาเข็มเอียงหรือคานรองรับเพื่อปรับให้เข้ากับความลาดชันได้สูงสุดถึง 30 องศา ในการก่อสร้างการอัพเกรดทางหลวงบนเทือกเขาสโนวี่ ได้มีการใช้สะพานเหล็กที่มีช่วงความยาว 25 เมตรเพื่อข้ามหุบเขาลึก ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการขุดดินขนาดใหญ่และลดความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุด

2.3.3 การเบี่ยงเบนการจราจรฉุกเฉินและชั่วคราว

ในระหว่างการก่อสร้างใหม่หรือการบำรุงรักษาสะพานขนาดใหญ่ที่มีอยู่ (เช่น สะพาน Story Bridge ในบริสเบน) สะพานเหล็กซ้อนสามารถใช้เป็นทางเดินสัญจรชั่วคราวสำหรับยานพาหนะและคนเดินถนน โครงขาเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการการจราจรสาธารณะในระยะสั้น โดยมีความสามารถในการบรรทุกที่ตรงกับยานพาหนะมาตรฐาน (เช่น รถบรรทุกขนาด 50 ตัน) ในปี 2022 เมื่อสะพาน Burnie ในรัฐแทสเมเนียได้รับการเปลี่ยนดาดฟ้า สะพานเหล็กขาหยั่งความยาว 300 เมตรได้ถูกสร้างขึ้นควบคู่ไปกับโครงสร้างที่มีอยู่ เพื่อให้แน่ใจว่าการจราจรจะไหลลื่นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 8 เดือน

2.3.4 การใช้งานเครื่องจักรกลหนัก

การก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่ต้องใช้อุปกรณ์ที่มีน้ำหนักมากเป็นพิเศษ เช่น เครื่องยิงคานสะพาน (1,000+ ตัน) หรือเครื่องตอกเสาเข็ม สะพานสแต็กเหล็กได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทนทานต่อการรับน้ำหนักมากเหล่านี้ พร้อมด้วยคานหลักและฐานรากเสริมความแข็งแรง ตัวอย่างเช่น ในการก่อสร้างโครงการ North East Link ในรัฐวิกตอเรีย สะพานเหล็กที่มีคาน Bailey สองชั้นถูกนำมาใช้เพื่อขนส่งเครื่องยิงคานหนัก 1,200 ตัน ทำให้สามารถติดตั้งคานคอนกรีตสำเร็จรูปยาว 50 เมตรเหนือทางรถไฟได้

3. มาตรฐานการออกแบบสะพาน AS 5100: ภาพรวม เนื้อหาหลัก และข้อดี

3.1 คำจำกัดความและความเป็นมาของ AS 5100

มาตรฐานการออกแบบสะพาน AS 5100 เป็นชุดมาตรฐานออสเตรเลียที่พัฒนาโดย Standards Australia (SA) และ Australian Road Research Board (ARRB) เพื่อควบคุมการออกแบบ การก่อสร้าง และการบำรุงรักษาสะพานทุกประเภท รวมถึงสะพานถาวร (ทางหลวง ทางรถไฟ คนเดินเท้า) และโครงสร้างชั่วคราว เช่น สะพานเหล็ก มาตรฐานนี้เผยแพร่ครั้งแรกในปี 1998 และได้รับการแก้ไขหลายครั้งนับตั้งแต่นั้นมา โดยเวอร์ชันล่าสุด (AS 5100:2024) ได้รวมเอาการอัปเดตเพื่อจัดการกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ วัสดุใหม่ และเทคโนโลยีการตรวจสอบอัจฉริยะ

AS 5100 ไม่ใช่เอกสารฉบับเดียว แต่เป็นชุดที่มีหกส่วน โดยแต่ละส่วนจะมุ่งเน้นไปที่ลักษณะเฉพาะของวิศวกรรมสะพาน:

AS 5100.1: หลักการและข้อกำหนดทั่วไป

AS 5100.2: โหลดและการกระจายโหลด

AS 5100.3: สะพานคอนกรีต

AS 5100.4: สะพานเหล็ก

AS 5100.5: สะพานคอมโพสิต (เหล็ก-คอนกรีต)

AS 5100.6: การบำรุงรักษาและการประเมิน

สำหรับสะพานสแต็คเหล็ก ชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือ AS 5100.1 (หลักการทั่วไป), AS 5100.2 (น้ำหนักบรรทุก) และ AS 5100.4 (สะพานเหล็ก) ชิ้นส่วนเหล่านี้ให้แนวทางโดยละเอียดเพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างเหล็กชั่วคราวตรงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย ความทนทาน และประสิทธิภาพในโครงการขนาดใหญ่

3.2 เนื้อหาหลักของ AS 5100 ที่เกี่ยวข้องกับสะพานเหล็กกอง

มาตรฐาน AS 5100 กำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับสะพานเหล็กซ้อน ครอบคลุมการเลือกวัสดุ การคำนวณน้ำหนัก การวิเคราะห์โครงสร้าง และการออกแบบความทนทาน เนื้อหาสำคัญสรุปได้ดังนี้:

3.2.1 ข้อกำหนดด้านวัสดุ

AS 5100.4 ระบุมาตรฐานประสิทธิภาพขั้นต่ำสำหรับเหล็กที่ใช้ในสะพานที่มีขาหยั่ง อาณัติมาตรฐาน:

เหล็กโครงสร้าง: ต้องเป็นไปตามมาตรฐาน AS/NZS 3679.1 (เหล็กโครงสร้างรีดร้อน) หรือ AS/NZS 3678 (เหล็กโครงสร้างขึ้นรูปเย็น) เกรดทั่วไปได้แก่ Q355B (เทียบเท่ากับ AS/NZS 3679.1 เกรด 350) และ ASTM A572 เกรด 50 ซึ่งมีความแข็งแรงให้ผลผลิตสูง (≥350 MPa) และความเหนียว (การยืดตัว ≥20%)

รัด: โบลต์ น็อต และแหวนรองต้องเป็นไปตาม AS/NZS 1252 (โบลต์โครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง) หรือ AS/NZS 4417 (โบลต์โครงสร้าง น็อต และแหวนรอง) สลักเกลียวยึดแรงเสียดทานที่มีความแข็งแรงสูง (HSFG) (เช่น เกรด 8.8 หรือ 10.9) จำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อที่สำคัญ (เช่น ข้อต่อคานถึงเสาเข็มหลัก) เพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานต่อการสั่นสะเทือนและความล้า

วัสดุป้องกันการกัดกร่อน: สำหรับสะพานโครงขาโค้งในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น พื้นที่ชายฝั่งทะเลหรือเขตอุตสาหกรรม) AS 5100.4 ต้องใช้การเคลือบป้องกัน เช่น การชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน (ความหนาขั้นต่ำ 85 μm) หรือสีอีพ็อกซี่ (เคลือบสองชั้น ความหนารวม ≥120 μm) อาจระบุระบบป้องกัน Cathodic (เช่น sacrificial anodes) สำหรับกองใต้ทะเลด้วย

3.2.2 การคำนวณโหลดและการรวมกัน

AS 5100.2 มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพิจารณาโหลดที่สะพานเหล็กจะต้องรับได้ มาตรฐานแบ่งประเภทโหลดออกเป็นสามประเภท:

โหลดถาวร (G): รวมน้ำหนักตัวเองของส่วนประกอบเหล็ก (คานหลัก แผ่นดาดฟ้า เสาเข็ม) อุปกรณ์คงที่ (เช่น ราวกั้น) และสิ่งที่แนบมาถาวร (เช่น ไฟส่องสว่าง) โหลดเหล่านี้คำนวณตามความหนาแน่นของวัสดุ (เช่น 78.5 kN/m³ สำหรับเหล็ก) และขนาดส่วนประกอบ

โหลดแปรผัน (Q): รวมภาระการก่อสร้าง (เช่น น้ำหนักอุปกรณ์ คลังวัสดุ) ปริมาณการจราจร (เช่น น้ำหนักยานพาหนะ น้ำหนักบรรทุกคนเดินถนน) และภาระด้านสิ่งแวดล้อม (เช่น ลม หิมะ ผลกระทบจากอุณหภูมิ) สำหรับสะพานเหล็กซ้อนในการก่อสร้าง มาตรฐานระบุน้ำหนักยานพาหนะที่ออกแบบขั้นต่ำ 50 ตัน (เทียบเท่ากับรถโม่ผสมคอนกรีตมาตรฐาน) และค่าปัจจัยการรับน้ำหนักแบบไดนามิก 1.3 (เพื่อพิจารณาถึงความเร่งของรถ)

โหลดโดยอุบัติเหตุ (A): โหลดที่หายากแต่มีผลกระทบสูง เช่น การชนของยานพาหนะ เศษซากที่ตกลงมา หรือโหลดแผ่นดินไหว AS 5100.2 กำหนดให้สะพานขาหยั่งในเขตแผ่นดินไหว (เช่น บางส่วนของออสเตรเลียตะวันตกหรือออสเตรเลียใต้) ได้รับการออกแบบให้ต้านทานแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวโดยอิงตามระดับอันตรายจากแผ่นดินไหวในท้องถิ่น (เช่น ความเร่งสูงสุดที่พื้นดิน 0.15 กรัม สำหรับเขตแผ่นดินไหวระดับปานกลาง)

มาตรฐานยังระบุการรวมโหลดเพื่อจำลองสถานการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริง ตัวอย่างเช่น การรวมสถานะขีดจำกัดสูงสุด (ULS) สำหรับสะพานโครงรองรับในการก่อสร้างคือ:โหลด ULS = 1.2G + 1.5Q + 0.5Aการรวมกันนี้ช่วยให้แน่ใจว่าโครงรองรับสามารถทนต่อสภาวะการรับน้ำหนักที่รุนแรงที่สุดได้โดยไม่เกิดความล้มเหลวของโครงสร้าง

3.2.3 การวิเคราะห์โครงสร้างและปัจจัยด้านความปลอดภัย

AS 5100.1 กำหนดให้สะพานเหล็กซ้อนต้องผ่านการวิเคราะห์โครงสร้างอย่างเข้มงวดโดยใช้วิธีต่างๆ เช่น การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เอลิเมนต์ (FEA) หรือการคำนวณด้วยตนเอง (สำหรับโครงสร้างแบบง่าย) ข้อกำหนดการวิเคราะห์ที่สำคัญ ได้แก่ :

การตรวจสอบความแข็งแรง: ความเค้นสูงสุดในส่วนประกอบเหล็กต้องไม่เกินความแข็งแรงการออกแบบของวัสดุ ตัวอย่างเช่น ความเค้นที่ยอมรับได้สำหรับเหล็กกล้า Q355B ภายใต้ ULS คือ 310 MPa (ขึ้นอยู่กับปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ 1.13)

การตรวจสอบความเสถียร: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขาตั้งไม่มีการโก่งงอ (เช่น การโก่งงอของเสาเข็มภายใต้ภาระตามแนวแกน) หรือความไม่มั่นคงด้านข้าง (เช่น การพลิกคว่ำเนื่องจากลม) AS 5100.4 ระบุปัจจัยด้านความปลอดภัยขั้นต่ำต่อการโก่งงอที่ 2.0

การตรวจสอบการโก่งตัว: การโก่งตัวสูงสุดของคานหลักภายใต้น้ำหนักบรรทุกต้องไม่เกิน L/360 (โดยที่ L คือความยาวของช่วง) ตัวอย่างเช่น ลำแสงช่วง 9 เมตรสามารถเบี่ยงเบนได้สูงสุด 25 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อการจราจรของยานพาหนะและการทำงานของอุปกรณ์

3.2.4 ความทนทานและการบำรุงรักษา

AS 5100 เน้นการออกแบบความทนทานเพื่อยืดอายุการใช้งานของสะพานเหล็ก แม้กระทั่งโครงสร้างชั่วคราว (โดยทั่วไปคือ 1-5 ปี) มาตรฐานกำหนดให้:

การป้องกันการกัดกร่อน: ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การเคลือบป้องกันหรือระบบป้องกันแคโทดจะต้องระบุตามสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น โครงหลังคาในพื้นที่ชายฝั่งทะเลจำเป็นต้องมีการชุบสังกะสีร่วมกับสีอีพ็อกซี่เพื่อป้องกันการกัดกร่อนของน้ำเค็ม

การออกแบบความเมื่อยล้า: ส่วนประกอบเหล็กที่ต้องรับน้ำหนักซ้ำๆ (เช่น รถข้ามบ่อยๆ) ต้องได้รับการออกแบบให้ต้านทานความเสียหายจากความเมื่อยล้า AS 5100.4 ให้กราฟความแข็งแรงเมื่อยล้าสำหรับเหล็กเกรดต่างๆ และรายละเอียดการเชื่อมต่อ (เช่น ข้อต่อแบบเชื่อมและแบบเกลียว)

แผนการบำรุงรักษา: ข้อกำหนดมาตรฐานในการพัฒนาตารางการบำรุงรักษาสำหรับสะพานสแต็กเหล็ก รวมถึงการตรวจสอบเป็นประจำ (เช่น การตรวจสอบด้วยสายตาเป็นประจำทุกเดือนเพื่อดูการกัดกร่อนหรือการคลายเกลียว) และการซ่อมแซม (เช่น การทาสีใหม่ในพื้นที่ที่สึกกร่อน)

3.3 ข้อดีของ AS 5100 สำหรับการออกแบบสะพานเหล็ก Trestle

มาตรฐาน AS 5100 มีข้อดีที่สำคัญหลายประการสำหรับการออกแบบสะพานเหล็กซ้อนในโครงการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่:

3.3.1 ปรับให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมและภูมิศาสตร์ของออสเตรเลีย

สภาพภูมิอากาศที่หลากหลายของออสเตรเลีย (ตั้งแต่พายุหมุนเขตร้อนในควีนส์แลนด์ไปจนถึงหิมะในเทือกเขาแอลป์) และสภาพทางธรณีวิทยา (ตั้งแต่ดินอ่อนในลุ่มน้ำเมอร์เรย์-ดาร์ลิงไปจนถึงหินแข็งในออสเตรเลียตะวันตก) จำเป็นต้องมีการออกแบบสะพานที่สามารถปรับเปลี่ยนได้สูง AS 5100 จัดการกับเงื่อนไขเหล่านี้โดยการระบุพารามิเตอร์โหลดเฉพาะภูมิภาค ตัวอย่างเช่น แรงลมที่สูงขึ้น (สูงถึง 100 กม./ชม.) สำหรับพื้นที่เสี่ยงต่อพายุไซโคลน และปริมาณหิมะ (สูงถึง 0.5 กิโลนิวตัน/ตรม.) สำหรับภูมิภาคอัลไพน์ เพื่อให้แน่ใจว่าสะพานเหล็กที่ออกแบบภายใต้ AS 5100 สามารถทนต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่นได้

3.3.2 แนวทางที่ครอบคลุมและบูรณาการ

แตกต่างจากมาตรฐานสากลบางมาตรฐานที่มุ่งเน้นการออกแบบเพียงอย่างเดียว AS 5100 ครอบคลุมวงจรการใช้งานทั้งหมดของสะพาน ตั้งแต่การออกแบบและการก่อสร้าง ไปจนถึงการบำรุงรักษาและการรื้อถอน สำหรับสะพานสแต็คเหล็ก การบูรณาการนี้มีความสำคัญ: การคำนวณน้ำหนักบรรทุกของมาตรฐาน (AS 5100.2) สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านวัสดุ (AS 5100.4) และแนวทางการบำรุงรักษา (AS 5100.6) ทำให้มั่นใจได้ว่าโครงขายึดจะปลอดภัยตลอดอายุการใช้งาน ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการออกแบบและการก่อสร้างที่ไม่ตรงกัน ซึ่งเป็นเรื่องปกติในโครงการขนาดใหญ่

3.3.3 เน้นความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ

AS 5100 ใช้วิธีการออกแบบสถานะขีดจำกัด (LSD) ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การป้องกันความล้มเหลวของโครงสร้างภายใต้สภาวะที่รุนแรง (สถานะขีดจำกัดขั้นสูงสุด) และรับประกันประสิทธิภาพการทำงานภายใต้สภาวะปกติ (สถานะขีดจำกัดความสามารถในการให้บริการ) สำหรับสะพานสแต็คเหล็ก หมายความว่าแม้ว่าส่วนประกอบจะต้องรับน้ำหนักที่ไม่คาดคิด (เช่น เครนที่หนักกว่าที่ออกแบบไว้) โครงสร้างก็จะไม่พังทลาย อย่างน้อยที่สุดก็อาจเกิดการโก่งตัวชั่วคราวได้ มาตรฐานนี้ยังกำหนดให้มีการตรวจสอบโครงสร้างที่เป็นอิสระสำหรับสะพานที่มีขาหยั่งขนาดใหญ่ (เช่น ความยาว > 500 เมตร) เพื่อเพิ่มความปลอดภัยอีกด้วย

3.3.4 ความเข้ากันได้กับมาตรฐานสากล

แม้ว่า AS 5100 จะเป็นมาตรฐานของออสเตรเลีย แต่ก็สอดคล้องกับรหัสสากล เช่น Eurocode 3 (โครงสร้างเหล็ก) และข้อกำหนดการออกแบบสะพาน AASHTO LRFD (US) ความเข้ากันได้นี้เป็นประโยชน์สำหรับโครงการเชื่อมต่อขนาดใหญ่ที่มีทีมงานหรือซัพพลายเออร์จากต่างประเทศ ตัวอย่างเช่น สะพานโครงเหล็กที่ออกแบบภายใต้ AS 5100 สามารถใช้วัสดุเหล็กที่มาจากยุโรป (สอดคล้องกับ Eurocode 3) หรือสหรัฐอเมริกา (สอดคล้องกับ AASHTO) เนื่องจากมาตรฐานมีปัจจัยการแปลงสำหรับคุณสมบัติของวัสดุ

4. ข้อดีของการใช้งานของสะพานเหล็กซ้อนภายใต้ AS 5100 ในการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่

เมื่อสะพานสแต็กเหล็กได้รับการออกแบบและก่อสร้างตามมาตรฐาน AS 5100 สะพานเหล่านี้จะมีข้อได้เปรียบเฉพาะตัวที่จัดการกับความท้าทายเฉพาะของโครงการสะพานขนาดใหญ่ ข้อดีเหล่านี้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการมุ่งเน้นของมาตรฐานในเรื่องความปลอดภัย ความทนทาน และความสามารถในการปรับตัว ดังที่ระบุไว้ด้านล่าง:

4.1 การปรับปรุงโครงสร้างความปลอดภัยและการลดความเสี่ยง

โครงการก่อสร้างสะพานขนาดใหญ่มีความเสี่ยงที่สำคัญ รวมถึงการพังทลายของโครงสร้าง อุบัติเหตุของอุปกรณ์ และความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อม สะพานสแต็กเหล็กที่ออกแบบภายใต้ AS 5100 ช่วยลดความเสี่ยงเหล่านี้ผ่าน:

การออกแบบโหลดที่แข็งแกร่ง: การคำนวณน้ำหนักบรรทุกที่ครอบคลุมของมาตรฐานทำให้มั่นใจได้ว่าโครงขาหยั่งสามารถทนต่อไม่เพียงแต่น้ำหนักที่คาดหวัง (เช่น เครน 200 ตัน) แต่ยังทนต่อน้ำหนักที่ไม่คาดคิดด้วย (เช่น ลมกระโชกหรือแรงกระแทกของเศษซาก) ตัวอย่างเช่น ในการก่อสร้างโครงการอุโมงค์รถไฟใต้ดินเมลเบิร์น สะพานเหล็กที่ออกแบบภายใต้ AS 5100 สามารถทนต่อลมกระโชกได้ 90 กม./ชม. ในระหว่างเกิดพายุ โดยไม่มีความเสียหายต่อโครงสร้าง

ต้านทานความเมื่อยล้า: แนวทางการออกแบบความล้าของ AS 5100.4 ป้องกันความเสียหายก่อนเวลาอันควรของส่วนประกอบเหล็กที่ต้องรับน้ำหนักซ้ำๆ ในโครงการ Sydney Gateway สะพานโครงเหล็กที่ใช้สำหรับการขนส่งคอนกรีตในแต่ละวัน (รถบรรทุกมากกว่า 100 คันต่อวัน) ไม่แสดงอาการเมื่อยล้าหลังจากใช้งานมา 3 ปี—ภายในอายุการใช้งานการออกแบบ 5 ปี

ความปลอดภัยจากแผ่นดินไหว: สำหรับโครงการในเขตแผ่นดินไหว (เช่น พื้นที่เมืองเพิร์ท) ข้อกำหนดการรับน้ำหนักแผ่นดินไหวของ AS 5100.2 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าสะพานเหล็กสามารถต้านทานแรงที่เกิดจากแผ่นดินไหวได้ มาตรฐานระบุการเชื่อมต่อที่ยืดหยุ่นระหว่างส่วนประกอบต่างๆ (เช่น ข้