89 การทดสอบทุกๆ 50 เมตร และทำการเก็บตัวอย่างวัสดุทุกๆ 15,000 ลูกบาศก์เมตร ที่หน้างานเพื่อส่งทดสอบ คุณสมบัติสำหรับการควบคุมคุณภาพวัสดุที่มาจากแหล่งต่างๆ 3.2 การก่อสร้างระบบระบายน้ำ (Drainage protection system) 3.2.1 ระบบทางระบายน้ำ (Drainage system) มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับคมนาคมทางบก เช่น ทางถนน และโดยเฉพราะทางรถไฟชิ้นมีหินโรยทาง (Ballast Track) การระบายน้ำออกจากชั้นทางมีผลต่อการรักษาสภาพโครงสร้างทางของคันดินได้เป็นอย่างดี ภาพที่ 3.6 หน้าตัดโครงสร้างทางเปอร์เซ็นต์ความลาดเอียงคันทางรถไฟเพื่อระบายน้ำ 3.2.2 ระบบป้องกันหน้าดินพังทลาย ( Slope protection system) สำหรับทางรถยนต์หรือทางรถไฟนั้นไม่ว่าจะทางใด ก็จะต้องมีการวางแนวเส้นทางผ่านภูมิประเทศหลาย รูปแบบ ซึ่งหนึ่งในนั้นก็คือ การวางแนวเส้รทางผ่านภูเขาโดยแนวเส้นทางรถไฟที่ตัดผ่านภูมิประเทศจะมีลักษณะ เป็นภูเขาเชิงลาดเอียงและเหวลึกหรือที่ราบสูง ซึ่งจะต้องมีการออกแบบการป้องกันการพังทลายของดินเดิม ในช่วง ของงานก่อสร้างซึ่งจะต้องมีการตัดแนวภูเขาหรืองานดินถม จะต้องคำนึงถึงการพังทลายและเคลื่อนตัวของผิวดิน ซึ่งเกิดได้จากหลายปัจจัยเป็นปรากฏการณ์ที่ดินถูกชะล้างและกัดเซาะพังทลายได้เกิดจากพลังของน้ำและลมหรือ เหตุอื่นใดที่ทำให้เกิดการเสื่อมโทรม สูญเสียเนื้อดินและความอุดมสมบูรณ์ของดินเดิมหรือสภาพเดิม จึงทำให้เกิด การพังทลาย ซึ่งจะเรียกว่า Landslide
90 ภาพที่ 3.7 Landslide แนวเส้นทางรถไฟผ่านพื้นที่เชิงลาดเอียงภูเขา 3.2.3 วิธีการป้องกันและก่อสร้างระบบป้องกันหน้าดินพังทลาย (Slope protection system) การก่อสร้างระบบป้องกันหน้าดินพังทลาย (Slope protection system) มีแนววิธีก่อสร้างได้หลาย รูปแบบซึ่งขึ้นอยู่กับลักษณะทางกรณีวิทยาด้วยเช่น จึงสามารถออกแบบวิธีระบบป้องกันได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ เช่นลักษณะทางกรณีวิทยาบริเวณนั้นเป็นดินหรือชั้นหินเป็นต้น โดยมีวิธีการก่อสร้างต่างๆดังนี้ ภาพที่ 3.8 Shotcrete Work ขณะก่อสร้าง ภาพที่ 3.9 Shotcrete work with soil neils
91 3.2.4 กำแพงกันดิน (Retaining Wall) คือกำแพงกันดินเป็นรูปแบบผนังโครงสร้างผนังกันดินที่มีความหนาและความแข็งแรงทนทานเป็นพิเศษ เพื่อรองรับแรงดันจากมวลดินและมวลของเหลวตามธรรมชาติ เช่น น้ำ หรือ โคลน รวมถึงแรงกดทับต่างๆที่มาจาก ด้านบนมีรูปแบบดังนี้ ภาพที่ 3.10 Retaining wall แบบ DIY ภาพที่ 3.11 Retaining wall แบบผนังกั้น ภาพที่ 3.12 Retaining wall แบบผนังกงหรือตระกร้อเก็บ Gabion
92 3.2.5 วัสดุคลุมหน้าดิน (Retaining Geomat) ในหลายโครงการใช้การปลูกพืชหรือหญ้าบนพื้นที่ลาดชัน ซึ่งอาจจะเป็นเรื่องยากหรือไม่สามารถทำได้ เนื่องจากลักษณะของดินบนเนินเขาที่ไม่อุดมสมบูรณ์หรือเนื่องจากฝนตกน้อยหรือหนักมากในพื้นที่นั้นในกรณี เช่นนี้แผงควบคุมการกัดเซาะแบบสามมิติที่เรียกว่า Geomats จะมีประโยชน์เนื่องจากช่วยเพิ่มความต้านทานต่อ การพังทลายของดินและชั้นดินที่อุดมสมบูรณ์บางส่วนสามารถวางไว้ในแผงเพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชโดย การเสริมดินระหว่างการเจริญเติบโตของพืชและช่วยป้องกันการพังทลายหน้าดินมีประสิทธิภาพมากขึ้น ภาพที่ 3.13 Slope protection system แบบ Retaining Geomat 3.2.6 การป้องกันชั้นดินด้วยระบบการยึดตะปูดิน (Slope protection soil nailng system) คือการฝังเสมอยึดดินเข้าในชั้นดินบริเวณที่มีความเสี่ยงที่จะพังทลายได้ง่ายโดยการเจาะสำรวจชั้นดินหรือ หินบริเวณที่เกิดผลกระทบเพื่อดูความลึกของชั้นดินและหิน ซึ่งจะพิจรณาโครงสร้างความแข็งแรงและความยาว ของตะปู soil nails ภาพที่ 3.14 Slope protection soil nailing system
93 การซ่อมบำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟชนิดมีหินโรยทาง ตารางที่ 3.1 ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวข้อง นิยาม และเป้าหมายของงานบำรุงรักษาทางรถไฟ ปัจจัยสำคัญ นิยาม เป้าหมาย ความปลอดภัย (Safety) โอกาสและความน่าจะเป็นในการเกิด อุบัติเหตุ ต่อทำให้มีค่าต่ำสุด ความสะดวกสบาย (Comfort) หมายความรวมถึงรถไฟโดยสารและ ขนส่งสินค้าต่อผลกระทบจากเสียง และการสั่นสะเทือน (Noise and Vibration) ในการให้บริการ มีค่าความสะดวกสบายทั้งรถ โดยสารและสินค้าสูงสุดมี ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำสุด ความพร้อมใช้งาน (Availability) ขึ้นอยู่กับการกำหนดความเสียหาย และความเร็วในการใช้งานทางรถไฟ มีความพร้อมในการให้บริการ สูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ (Economy) ทางรถไฟที่คุณภาพไม่ดีจะส่งผลถึง ค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุง สภาพทาง ที่ไม่ดีทำให้เร่งการเสื่อมสภาพของ ทางรถไฟและตัวรถไฟ ส่งผลให้ ค่าใช้จ่ายรักษาสูงขึ้นตามไปด้วย ประสิทธิภาพของทางต่อค่าใช้จ่าย ที่คุ้มค่าที่สุด ทั้งนี้ในการดำเนินการบำรุงรักษาเพื่อให้ครอบคลุมปัจจัยสำคัญทั้งสี่ปัจจัยดังกล่าว ขึ้นอยู่กับนโยบายไป จนถึงการปฎิบัติการของผู้มีหน้าที่รับผิดชอบในการบริหารจัดการโครงสร้างพื้นฐาน (Infrastructure Manager) การกำหนดเกณฑ์ต่างๆที่ใช้ในการประเมินสมรรถนะการซ่อมบำรุงการเปลี่ยนและปรับปรุงตลอดกาลจนการ ดำเนินการ สร้างขึ้นใหม่จะเป็นกระบวนการที่เกิดขึ้นตลอดวงรอบการใช้งาน ทางรถไฟซึ่งค่าใช้จ่ายในการ ดำเนินการจะเกิดขึ้นตลอดช่วงอายุการใช้งาน (Life Cycle Cost) การดำเนินการเพื่อให้ได้ค่าใช้จ่ายในการ บำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟต่ำสุดในขณะที่ยังคงสมรรถนะการใช้งานให้มีความเหมาะสมยังถือเป็นความท้าทาย ของผู้ที่มีหน้าที่รับผิดชอบบริหารจัดการด้านโครงสร้างพื้นฐานต่อไปสำหรับประเทศไทย
94 ผังขั้นตอนการดำเนินงานบำรุงรักษาเชิงป้องกัน
95 3.3 การสร้างอุโมงค์ (tunnel) การก่อสร้างอุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดินจะใช้เครื่องขุดเจาะอุโมงค์แบบแรงดันดินสมดุลขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง ภายนอก 6.43 เมตร ความยาว 8.35 เมตร น้ำหนักรวม 320 ตันต่อหัว โดยมีสมรรถนะในการขุดเฉลี่ยวันละ 10 เมตรต่อหัว พร้อมติดตั้งชิ้นส่วนผนังอุโมงค์ที่เป็นคอนกรีต 30 เซนติเมตร ประกอบเป็นผนังอุโมงค์ ซึ่งจะทำงาน ตลอด 24 ชั่วโมง ใช้เครื่องขุดเจาะอุโมงค์ทั้งสิ้น 8 ชุด ภาพที่ 3.15 เครื่องขุดเจาะอุโมงค์แบบแรงดันดินสมดุล วิธีการขุดเจาะจะให้หัวเจาะหมุนกัดดินไปข้างหน้าในแนวราบตามทิศทางที่กำหนดไว้ โดยจะมีระบบ ลำเลียงดินออกมาทางด้านหลังของเครื่องเจาะ แล้วใช้ระบบสายพานลำเลียงหรือการปั๊มดินออกไปเมื่อหัวเจาะ เคลื่อนที่ไปได้ระยะหนึ่ง ก็จะมีการติดตั้งแผ่นคอนกรีตผนังอุโมงค์สำเร็จรูปเพื่อค้ำยันไม่ให้ดินโดยรอบหัวเจาะ พังทลาย หลังจากนั้นก็จะมีการอัดฉีดน้ำปูนเพื่ออุดรอยทั้งหมด และเพื่อกันไม่ให้น้ำใต้ดินไหลเข้ามาในอุโมงค์ ภาพที่ 3.16 ระบบลำเลียงดินออกมาทางด้านหลังของเครื่อง อุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดินของโครงการรถไฟฟ้ามหานคร สายเฉลิมรัชมงคล จะเป็นอุโมงค์คู่รางเดี่ยวระยะทาง ของการขุดเจาะ รวมทั้งสิ้น 33,018 เมตร โดยเริ่มขุดเจาะเมื่อ 5 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2542 และเจาะอุโมงค์ทะลุ ตลอดเส้นทางโครงการ เมื่อ 27 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2544 ภายในอุโมงค์นอกจากจะมีการติดตั้งรางวิ่งและรางจ่าย กระแสไฟแล้ว ยังมีทางเดินฉุกเฉินในอุโมงค์ และมีการติดตั้งระบบต่างๆ เช่น ระบบหัวจ่ายน้ำดับเพลิงในอุโมงค์ทุก ระยะ 500 เมตร ระบบระบายอากาศในอุโมงค์ ระบบอาณัติสัญญาณ ระบบสื่อสาร
96 ภาพที่ 3.17 การทำงานของเครื่องขุดเจาะอุโมงค์แบบแรงดันดินสมดุล ภาพที่ 3.18 การทำงานของเครื่องขุดเจาะอุโมงค์แบบแรงดันดินสมดุล ภาพที่ 3.19 ภาพรวมของอุโมงค์ที่เจาะแล้ว
97 ภายในอุโมงค์นอกจากจะมีการติดตั้งรางวิ่งและรางจ่ายกระแสไฟแล้ว ยังมีทางเดินฉุกเฉินในอุโมงค์ และมี การติดตั้งระบบต่างๆ เช่น ระบบหัวจ่ายน้ำดับเพลิงในอุโมงค์ทุกระยะ 50 เมตร ระบบระบายอากาศในอุโมงค์ ระบบอาณัติสัญญาณ ระบบสื่อสาร เป็นต้น อุโมงค์เป็นลักษณะคู่วางตามแนวราบ และซ้อนตามแนวดิ่ง เส้นผ่านศูนย์กลางภายในอุโมงค์ 5.7 เมตร ผนังอุโมงค์หนา 0.30 เมตร ความลึกของอุโมงค์ประมาณ 15 - 25 เมตร ทางเดินฉุกเฉิน กว้าง 0.6 เมตร ภาพที่ 3.20 การขุดเจาะอุโมงค์ ภาพที่ 3.21 อุโมงค์พร้อมใช้งาน
98 3.4 ขั้นตอนการดำเนินงานโครงสร้างทางรถไฟส่วนชั้นล่างชนิดแบบมีหินโรยทาง (Super Structure) และวิธีการซ่อมบำรุงรักษาเชิงป้องกัน มีดั้งนี้ 3.4.1 โครงสร้างส่วนบน (Super Structure) หลังจากทำการก่อสร้างโครงสร้างทางรถไฟส่วนชั้นล่าง (Sub Structure) เสร็จขั้นตอนต่อจากนั้นคือการ วางโครงสร้างส่วนชั้นบน (Super Structure) ของทางรางไฟประกอบ ด้วยหมอนรองรางรถไฟ หินโรยทาง ราง รถไฟ และเครื่องยึดเหนี่ยว เพื่อให้โครงสร้างทางรถไฟสมบูรณ์และพร้อมใช้งาน เมื่อทำการก่อสร้างทางรถไฟจึงเสร็จจึงต้องมีการซ่อมบำรุงเกิดขึ้น ดังนั้นรายงานเล่มนี้จึงนำเสนอขั้นตอน การดำเนินงานตามหลักงานซ่อมบำรุงรักษา โครงสร้างทางรถไฟส่วนบนชนิดแบบมีหินโรยทาง (Super Structure) ด้วยวิธี Predictive Maintenance โดยยกตัวอย่างการก่อสร้างทางรถไฟ ดังต่อไปนี้ ภาพที่ 3.22 หน้าตัดโครงสร้างทางรถไฟส่วนบน 3.4.2 งานวางหมอนรองรางและวางรางรถไฟ (Track Work) ก) ขั้นตอนการวางหินรองทางหลังจากการก่อสร้างโครงสร้างส่วนล่างของทางรถไฟเสร็จ ขั้นตอนนี้จะให้ หินแกรนิตมาเป็นวัสดุในการใช้งาน โดยกำหนดความกว้าง 4 เมตรและความหนา 30 เซนติเมตร ของชั้นหินโรย ทาง ภาพที่ 3.23 การวางหินรองทาง
99 ข) การวางหมอนคอนกรีตอัดแรงในงานก่อสร้างทางรถไฟ เป็นขั้นตอนที่สำคัญมากซึ่งการวางหมอน คอนกรีตอัดแรง ต้องวางให้ได้ระยะระหว่างหมอนต่อหมอนตามที่มาตรฐานกำหนด คือ 60 เซนติเมตร และในส่วน ทางโค้งต้องวางหมอนในระยะห่างที่ 50 เซนติเมตร ภาพที่ 3.24 การวางหมอนคอนกรีตอัดแรง ค) การวางรางรถไฟ วางหลังจากวางหมอนคอนกรีตอัดแรงเสร็จขั้นตอนนี้อยู่ที่ข้อมูลการออกแบบ ประเภทการใช้งานเช่นทางของ การรถไฟแห่งประเทศไทย รฟท. ใช้ขนาดความกว้าง (Metre gauge) ขนาดความ กว้างราง 1.000 เมตร และใช้สเป็คของรางมาตรฐาน BS100 A และ UIC80 ลำทำการใส่เครื่องยึดเหนี่ยว ภาพที่ 3.25 การวางรางรถไฟ
100 ง) การประกอบอุปกรณ์ยึดเหนี่ยวสำหรับหมอนคอนกรีต เครื่องยึดเหนี่ยวสำหรับหมอนคอนกรีตจะมีการ ออกแบบเป็นแบบ Spring Type เพื่อให้มีคุณสมบัติครอบคลุมในการยึดฐานรางที่มั่นคงและป้องกันรางเดิน เนื่องจากหมอนคอนกรีตมีคุณสมบัติที่เหมาะสมกับรางเชื่อมยาว จึงออกแบบให้เหมาะสมโดยใช้แบบ Spring Clip ปัจจุบันมีหลายบริษัทผลิตขึ้นมาเผื่อใช้งานหลายรูปแบบ เช่น บริษัท PANDROL ประเทศอังกฤษ, บริษัท Vossloh ของประเทศเยอรมัน ซึ่งมี System ให้เลือกใช้ตามการออกแบบคว่ามแข็งแรงของขบวบรถ เช่น DFF21, DFF UTS, W30HH เป็นต้น (1) E-Clip Fastener คือเครื่องยึดเหนี่ยวที่ผลิตโดย บริษัท PANDROL ประเทศอังกฤษ เครื่องยึดเหนี่ยว ชนิดนี้เป็นที่นิยมในการใช้งานของการรถไฟแห่งประเทศไทยถึง 90 % ของเส้นทาง และในโครงการรถไฟฟ้าของ รฟม. เช่น รถไฟฟ้าสายสีม่วง, สีเขียว, สีน้ำเงิน, สีส้ม โดยสามารถเลือกติดตั้งใช้งานได้ที่ความเร็วในการออกแบบ มากกว่าหรือเท่ากับ 100 – น้อยกว่าหรือเท่ากับ 250 Kph รวมไปถึง Hight Speed ความเร็ว 350 Kph โดยมี ส่วนประกอบจากการออกแบบ ดังนี้ - Rail Clip สปริงยึดเหนี่ยวราง Pandron E-Clip 1800/2000 - Gauge Plate Insulator ฉนวนไฟฟ้า ในทางตรงและทางโค้งจำกำหนดสีที่แตกต่างกัน เช่นทางตรงจะใช้ เป็นสีดำ เป็นต้น - Rail Pad แผ่นรองรางจะเป็น (Non-Elastic Pad: HDPE) - Embedded Parts (Cast-in-Clip Shoulders) E-Clip Fastener for Concrete Sleeper on Ballasted Track ภาพที่3.26 E-Clip Fastener
101 (2) SKL Fastener คือ เครื่องยึดเหนี่ยวที่ผลิตจากบริษัท Vossloh ของประเทศเยอรมัน มีการติดตั้งละ ใช้งานในเส้นทางการรถไฟแห่งประเทศไทยในเส้ทาง สายตะวันออก ช่วงสถานี ชุมทางคลอง 19 – อรัญประเทศ, เส้นทางการก่อสร้างรถไฟทางคู่ มาบกะเบา – คลองขนานจิตร มี 2 แบบที่นำมาใช้งาน W14 และ W21 มีความ แตกต่างกันที่ขนาดและกำลังความแข็งแรงทางเทคนิคที่ต่างกัน และติดตั้งในเส้นทางออกแบบความเร็วที่ น้อยกว่า หรือเท่ากับ 250 Kph มีส่วนประกอบการออกแบบ ดังนี้ - Dowel คือส่วนที่ฝังอยู่ในหมอน - Collar Washer - Sleeper Screw - Angle Guide Plates หรือ Insulator ฉนวนไฟฟ้า - Rail Pad แผ่นรองรางจะเป็น (Non-Elastic Pad: HDPE) - Spring Clip สปริงยึดรางของ Vossloh SKL W14 หรือ W21 SKL Fastener Tension Clamp for Concrete Sleeper on Ballasted Track ภาพที่3.27 SKL Fastener
102 (3) Fastclip Fastener for Concrete Sleeper on Ballasted Track คือเครื่องยึดเหนี่ยวที่ผลิต โดย บริษัท PANDROL ประเทศอังกฤษ ออกแบบให้ใช้กับรางหน้าตัด 60E1, 54E1, 56E1 (BS113A) และปัจจุบัน เริ่มมีการใช้งาน โครงการก่อสร้างรถไฟทางคู่สายใต้ ช่วงสถานี นครปฐม-หนองปลาไหล และสายเหนือ ช่วงสถานี ลพบุรี-ปากน้ำโพ มีส่วนประกอบจากการออกแบบดังนี้ - Rail Clip สปริงยึดเหนี่ยวราง Pandron - Insulator ฉนวนไฟฟ้า 2 จุด Toe Insulator และ Side Post Insulator - Rail Pad แผ่นรองรางจะเป็น (Non-Elastic Pad: HDPE) - Embedded Parts (Clip Shoulders) Fastclip Fastener for Concrete Sleeper on Ballasted Track ภาพที่3.28 Fastclip Fastener for Concrete Sleeper on Ballasted Track จ) ขั้นตอนการโรยหินเพื่อทำการสร้างคันทางรถไฟและการอัดหิน ในขั้นตอนนี้เป็นขั้นตอนสุดท้ายก่อนที่ จะเปิดใช้งานทางรถไฟ การวางหินโรยทางและการอัดหินจำเป็นที่จะต้องมีการควบคุมการก่อสร้างเพื่อให้ทางรถไฟ สมบูรณ์พร้อมใช้งาน โดยมีการกำหนดค่ามาตรฐานทางรถไฟดังนี้รถอัดหินทางตรง ด้วยรถอัดหิน (อน.12) Plasser&Theurer 08 และ รถอัดหิน (อน.12) Plasser&Theurer 09
103 ภาพที่ 3.29 การโรยหินและการอัดหินทางรถไฟ 3.4.3 อุปกรณ์เสริมบนทางรถไฟ บนเส้นทางรถไฟหรือเส้นทางคมนาคมอื่นๆ นอกจากอุปกรณ์ทางที่ใช้เครื่องมือให้เดินทางได้ตามรูปแบบ ของการคมนาคมแล้ว ก็จะต้องมีอุปกรณ์เสริมบนเส้นทาง ทวาถไฟก็เช่นกัน เพื่อการใช้เส้นทางที่สะดวกปลอดภัย รวมถึงช่วยจัดการในเชิงการซ่อมบำรุง การแก้ปัญหาของจุดเชื่อมต่อ ระบบไฟฟ้าอาณัติสัญญาณและระบบทาง วิศวกรรมอื่นบนเส้นทางรถไฟ ตัวต่อรางเผื่อขยาย (Expansion Rail Joint or Switch Expansion Joints) นิยาม : ตัวต่อรางเผื่อขยายคืออุปกรณ์เสริมบนทางรถไฟที่ให้รางรถไฟบนทางขยายตัวและขยับตัวได้ Expansion Rail Joint or Switch Expansion Joints : EJT or SEJ คือ ข้อต่อรางขยายหรือสวิตช์ส่วน ขยายหรือหัวต่อรางเผื่อขยาย บนรถไฟที่ติดตั้งบนทางแบบหินโรยทาง (Ballasted Track) บนทางประธานที่มี สะพานช่วงยาวมากกว่า 50 เมตร จะทำการติดตั้ง Expansion Rail Joint หรือทางรถไฟแบบพื้นคอนกรีต (NonBallasted Track) บนทางประธานที่มีทางวิ่งพื้นคอนกรีตช่วงทางวิ่งยาวและสะพานข้ามแม่น้ำบนโครงสร้าง Viaduct Cantilever Balance ทั้งสองฝั่ง จะทำการติดตั้ง Expansion Rail Joint เช่นกัน เพื่อยอมรางให้เคลื่อน ตัวของรางที่วางตัวอยู่บนโครงสร้างแบบยึดแน่น ยืดหดขยับตัวได้จากแรงกระทำจากล้อและขยายหดตัวจาก อุณหภูมิ และยังออบแบบไว้ให้สำหรับทางรถไฟในพื้นที่แผ่นดินไหวอีกด้วย หรืออุปกรณ์ชิ้นนี้มีชื่อเรียกอีกบางตำ รางอาจจะเรียกว่า “Breather Switch” หรือ “Adjustment Switch” เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับสร้างช่องว่าง หรือ Gap เพื่อเผื่อสำหรับการขยายตัวของรางรถไฟที่มีการเชื่อมแบบ Continuous Welded Rail (CWR) ที่มีความยาว มากๆ เช่นเดียวกัน
104 ภาพที่ 3.30 Expansion Rail Joint or Switch Expansion Joints สำหรับการแก้ปัญหารางยืดขยายสำหรับรางเชื่อมยาว วิธีการในอดีตจะแก้ไขปัญหาทางวิศวกรรมนี้ด้วย การใช้รางต่อด้วยประกับราง (Fish Plate) ซึ่งจะเรียกว่าช่วงราง Buffer Rail หรือ Expansion Joint โดยจะติด ตั้งอยู่ที่ช่วงปลายรางเชื่อมยาว โดยรอยต่อจะมีช่วงว่างเผื่อขยายไว้ ต่อเชื่อมเข้ากับทางประธานบนสะพานเหล็ก (Steel Bridge), ทางผ่านเสมอระดับ (Level Crossing) และประแจทาง (Turnout) ประมาณสามช่วงเพื่อให้ราง ขยายตัวได้ ภาพที่ 3.31 Buffer Rail หรือ Expansion Joint ช่วงก่อนเข้าและออกสะพาน
105 ปัจจุบันการก่อสร้างทางรถไฟจะแก้ไขการขยายตัวของรางโดยการติดตั้ง Expansion Rail Joint or Switch Expansion Joints แทนการติดตั้งช่วงราง Buffer Rail หรือ Expansion Joint ภาพที่ 3.32 Expansion Rail Joint บริเวณหน้าสะพานแบบโครงเหล็ก
106 3.4.4 เกณฑ์กำหนดค่าความคลาดเคลื่อนสำหรับการก่อสร้างและบำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟ การรถไฟแห่งประเทศไทยได้มีการกำหนดเกณฑ์ค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สำหรับการก่อสร้างและ บำรุงทางไว้โดยละเอียด ดังปรากฏในคู่มือปฏิบัติการบำรุงทางตามวาระ สำหรับคู่มือบำรุงทางฉบับนี้ได้รวบรวม เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของหน่วยงานในประเทศ รวมถึงเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่ยอมให้สำหรับงานก่อสร้าง และบำรุงรักษาไว้เพื่อเป็นแนวทาง ในการดำเนินการจัดทำเกณฑ์กำหนดความคลาดเคลื่อนของทางรถไฟ แสดงใน ตารางที่ 3.2 ตางรางที่ 3.2 ค่าความคลาดเคลื่อน (คคค) ที่ยอมให้ของทางรถไฟ
107 3.4.5 วงรอบของการบำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟส่วนบนชนิดแบบมีหินโรยทาง (Super Structure) มีดั้งนี้ วงรอบของการบำรุงรักษา สำหรับวงรอบของการบำรุงรักษาขึ้นอยู่กับผลตรวจการประเมิน และเกณฑ์ กำหนดของการซ่อมบำรุงของหน่วยงานที่รับผิดชอบ ทั้งนี้จากผลการรวบรวมการศึกษาต่างประเทศการประมาณ การวงรอบของการซ่อมบำรุงทางรถไฟจะแตกต่างกันไปตามลักษณะของการซ่อมบำรุงในแต่ละองค์ประกอบ ในทางรถไฟน้ำหนักผ่านทาง (MGT) และอายุการใช้งานของแต่ละส่วนประกอบในทางรถไฟ สามารถสรุปเป็น ข้อแนะนำได้ ดังตารางการซ่อมบำรุงทางรถไฟ ตามหลักการของ Predictive Maintenance ทั้งนี้หากไม่มีการ ดำเนินการซ่อมบำรุงให้เป็นไปตามแผนจะต้องมีมาตรการเพื่อความปลอดภัย เช่น ลดความเร็วในการผ่านทางรถไฟ ซึ่งจะต้องพิจารณาถึงความปลอดภัยสูงสุดของผู้โดยสาร โดยต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญเป็นผู้กำหนดความเร็วที่เหมาะสม หรือใช้การตรวจรับรองความปลอดภัยที่กำหนดไว้ในมาตรฐานสากล ตางรางที่ 3.3 ตารางการซ่อมบำรุงทางรถไฟ รายการซ่อมการบำรุง ทางรถไฟ น้ำหนักผ่านทาง (mgt) ความถี่ในการบำรุง ทางรถไฟ (ปี) การอัดหินซ่อมบำรุงทาง (Timping) 40-70 4-5 การเจียรรางรถไฟ (Grinding) 20-30 1-3 การทำความสะอาดหินโรยทาง (Ballast Cleaning) 150-300 12-15 การปรับเปลี่ยนราง (Rail Renewal) 300-1000 10-15 การปรับเปลี่ยนไม้หมอน (Timber Sleeper Renewal) 250-600 20-30 การปรับเปลี่ยนหมอนคอนกรีต (Concrete Sleeper Renewal) 350-700 30-40 การปรับเปลี่ยนเครื่องยึดเหนี่ยว (Fastenings Renewal) 100-500 10-30 การปรับเปลี่ยนหินโรยทาง ( Ballast Renewal) 200-500 20-30 การปรับเปลี่ยนแนวเส้นทาง (Formation Renewal) มากกว่า 500 มากกว่า40
108 ตางรางที่ 3.4 ตารางแสดงค่าวงรอบการซ่อมบำรุงรักษาองค์ประกอบต่างๆ บนทางรางรถไฟ Check Sheet รายการซ่อมบำรุงรักษางานก่อสร้างคันดินทางรถไฟชั้น (Sub Structure) 3.4.6 การเชื่อมรางด้วยวิธี (Aluminothermic welding) ในการก่อสร้างทางรถไฟ เพื่อให้รางมีความยาวตามที่ต้องการจึงจำเป็นต้องมีการเชื่อมรางเข้าด้วยกัน โดย มีวิธีการเชื่อมแบ่งออกเป็น 3 วิธีคือ 1.การเชื่อมเทอร์มิต (Aluminothermit Welding) 2.การเชื่อมแฟรชบัท (Flash Butt Welding) 3.การเชื่อมแรงดันแก๊ส (Rail Gas-Pressure Welding) วิธีที่นิยม มากที่สุดคือวิธี การเชื่อมเทอร์มิต (Aluminothermit Welding) เนื่องจาก เป็นวิธีที่เหมาะสมกับการเชื่อมราง รายการซ่อมการบำรุงทางรถไฟ 1 ปี 3 ปี 5 ปี 10 ปี มากกว่า 10 ปี หมายเหตุ การอัดหินซ่อมบำรุงทาง (Timping) การเจียรรางรถไฟ (Grinding) การทำความสะอาดหินโรยทาง (Ballast Cleaning) การปรับเปลี่ยนราง (Rail Renewal) เมื่อชำรุด การปรับเปลี่ยนไม้หมอน (Timber Sleeper Renewal) การปรับเปลี่ยนหมอนคอนกรีต (Concrete Sleeper Renewal) การปรับเปลี่ยนเครื่องยึดเหนี่ยว (Fastenings Renewal) การปรับเปลี่ยนหินโรยทาง ( Ballast Renewal) การปรับเปลี่ยนแนวเส้นทาง (Formation Renewal) เมื่อมีแนว เส้นทางใหม่
109 รถไฟในภาคสนาม มีต้นทุนที่ต่ำ และสะดวกในการขนย้าย โดยมีขั้นตอนเริ่มจากการตั้ง Alignment ให้รางโก่งตัว เหมือนหลังเต่า หลังจากนั้นทำการประกอบชุดโมลพร้อมกับการอัด Luting Paste แล้วทำการ Pre Heat รางที่ อุณหภูมิ 900 º C ต่อด้วยการติดตั้งเตา Long Life Crucible เพื่อที่จะเทผงเชื่อมเทอร์มิตแล้วทำการจุดเตาเพื่อให้ ความร้อนเกิดปฏิกิริยาทางเคมีทำให้ผงเหล็กหลอมละลายเป็นน้ำเหล็ก เมื่อน้ำเหล็กที่ไหลลงไปเติมเต็มและจับตัว กัน แล้วทำการถอดชุด Cover โมลออก ต่อจากนั้นทำการเฉือนเศษโมล ภายหลังจากนั้นคือการเจียรรางให้ได้ตาม ขนาดโปรไฟล์ สำหรับขั้นตอนตรวจสอบรอยเชื่อมรางจะสามารถตรวจสอบได้โดย วิธีการตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (Non-Destructive Testing) ซึ่งภายในปัจจุบันงานของระบบรางได้นำวิธีการดังกล่าวเข้ามาตรวจสอบรอยเชื่อม เทอร์มิต โดยมีขั้นตอนการตรวจสอบดังนี้ ภาพที่ 3.33 การเชื่อม Aluminothermic welding 3.4.7 การทดสอบรอยเชื่อมรางรถไฟแบบไม่ทำลาย (NDT) ก) การทดสอบรอยเชื่อม (ความบกพร่องของเนื้อวัสดุ) โดยหลักการคือ สารแทรกซึมนั้นสามารถซึมเข้ารู หรือที่เล็กมากๆ ที่เป็นรอยร้าวขนาดเล็กได้ ซึ่งสามารถใช้ได้ดีกับชิ้นงานที่เป็นโลหะ รางรถไฟ สำหรับการทำการตรวจสอบ PT, Penetrant Testing หรือ การตรวจสอบโดยใช้สารแทรกซึมบนชิ้นงาน เราจะมีอุปกรณ์หลักๆ ดังนี้ 3.4.7.1 น้ำยาแทรกซึม หรือ สาร Penetrant (กระป๋องสีแดง) เอาไว้ลงสารแทรกซึมไปที่ชิ้นงานเพื่อหา ความเสียหายที่เกิดขึ้น มีทั้งแบบมองเห็นด้วยแสงสว่าง (Visible penetrant) และ แบบเรืองแสง (Fluorescent penetrant) 3.4.7.2 น้ำยาทำความสะอาด หรือ สาร Cleaner (กระป๋องสีน้ำเงิน) ใช้สำหรับทำความสะอาดชิ้นงาน ก่อนเริ่มทำการตรวจสอบชิ้นงาน โดยในกระป๋องจะมีทั้ง Cleaner ที่เป็นตัวทำความสะอาดทั่วๆไป และ Remover ที่เป็นสาร Solvent ไว้สำหรับชะล้างสารแทรกซึมส่วนเกิน 3.4.7.3 น้ำยา Developer (กระป๋องสีขาว) หรือ สารที่ใช้สำหรับดูดซึมน้ำยาแทรกซึมออกจาก ข้อบกพร่องของชิ้นงาน และมีหน้าที่สำหรับการดึงสารแทรกซึมขึ้นมาจากรอยแตกในชิ้นงาน เพื่อให้สามารถตีผล
110 ความสมบูรณ์ของเนื้อวัสดุครับ ซึ่งมีคุณสมบัติแขวนลอยอยู่ในตัวทำละลายที่ไม่มีส่วนผสมของน้ำอยู่ (No aqueous wet developer) ขั้นตอนการทำ PT, Penetrant Testing โดยก่อนอื่นชิ้นงานต้องแห้ง และอุณหภูมิของชิ้นงานควรอยู่ประมาณ 10-52 องศาเซลเซียส หากไม่อยู่ในช่วงนี้ อาจจะต้องมีแท่งประเทียบมาตราฐานและควรมีแสงสว่างเพียงพอ (ประมาณ 1000 lux) 1.ทำความสะอาดชิ้นงาน ไม่ให้มีสิ่งสกปรกตกข้างอยู่ (Pre-Cleaning) โดยใช้สาร Cleaner โดยมีระยะ แนะนำประมาณ 2″ และเช็ดทำความสะอาดออก 2.ทำการลงสารแทรกซึมเข้าไปที่ชิ้นงาน หรือน้ำยา Penetrant โดยมีระยะพ่นประมาณ 3″ และควรจะต้อง ทิ้งระยะเวลา (Dwell Time) ให้สารแทรกซึม ซึมเข้าไปประมาณ 5 นาทีขึ้นไป 3.ทำการเช็ดสารแทรกซึมออก เพราะฉะนั้นจะเหลือสารแทรกซึมที่ยังค้างอยู่ในรอยเสียหายของชิ้นงาน 4.ลงสาร developer ซึ่งจะเป็นตัวดึงสารแทรกซึมออกมา เพื่อให้เราเห็นความเสียหายของชิ้นงาน โดยมี ระยะพ่นประมาณ 1 ฟุต หรือ 12 “ 5.ทำการตรวจสอบโดย Visual inspection หรือการตรวจสอบด้วยสายตา โดยผู้ที่มีรับรองจากสถาบันที่ได้ มาตรฐานด้วยนะครับ 6.และสุดท้ายคือ การทำความสะอาดชิ้นงาน (Post cleaning) ภาพที่ 3.34 การทำการตรวจสอบ PT, Penetrant Testing
111 ข.การทดสอบรอยเชื่อมโดยคลื่นความถี่เสียง ( UT หรือ Ultrasonic Testing ) สามารถใช้ตรวจวัดได้กับเครื่องมือหลายประเภท ตั้งแต่แบบควบคุมด้วยมือ จนถึงยานพาหนะความเร็วสูงที่ ติดตั้งหัวตรวจสอบ โดยใช้หลักการการส่งคลื่นพลังงานอัลตราโซนิคเข้าสู่รางรถไฟเป็นหลัก และค้นหาการ ย้อนกลับของคลื่นพลังงานอัลตราโซนิคที่กระจายและสะท้อนกลับโดยใช้หัวตรวจสอบจับ ซึ่งสามารถบอกความ แข็งแรงของรางรถไฟได้ ขั้นตอนการตรวจสอบ (UT หรือ Ultrasonic Testing) 1.ทำความสะอาดรางด้วยน้ำหรือผ้าเช็ด 2.ใช้น้ำมันหล่อลื่นเช่น น้ำมันเครื่องทาบริเวณที่จะทำการตรวจสอบและเครื่องตรวจ 3.นำเครื่องตรวจมาแนบกับรางและทำการเลื่อนตรวจสอบบริเวณรอยเชื่อม 4.นำค่ากราฟที่ได้มาประมวลผลและวิเคราะห์ว่าได้มาตรฐานหรือไม่ ถ้าความผิดพลาดเกิน 5% ถือว่าไม่ผ่าน ภาพที่ 3.35 การทำการตรวจสอบ UT, Ultrasonic Testing ภาพที่ 3.36 การทำการตรวจสอบ UT, Ultrasonic Testing
112 3.5 โครงสร้างสะพานรถไฟและส่วนประกอบของโครงสร้าง (Railway bridge structure Railway tunnels and structural components) สะพาน (Bridge) คือ สิ่งก่อสร้างเพื่อใช้สัญจรข้ามแม่น้ำ ลำคอง ทะเล ร่องน้ำ และหุบเขา เพื่อเชื่อม เส้นทางให้สามารถข้ามผ่านหากันได้ทั้งสองฝั่ง เป็นเส้นทางสัญจรที่สมบูรณ์ไปยังจุดหมายปลายทางที่กำหนดไว้ ทั้ง สะพานลอยสำหรับคนเดินข้าม ทางสัญจรรถยนต์ และทางรถไฟ ภาพที่ 3.37 สะพานทางรถไฟ สะพานรถไฟ หมายถึงสะพานเหล็กขนาดใหญ่ ซึ่งมกเรียกทั่วไปว่า “สะพานดำ” โดยส่วนใหญ่แล้ว สะพาน รถไฟในประเทศไทยร้อยละ 80 สร้างด้วยเหล็ก หากเป็นสะพานข้ามแม่น้ำที่กว้างมากๆ มักเป็นโครงสร้างเหล็กถัก ร้อยต่อกันไปเพื่อนรับน้ำหนักของรถไฟ ในปัจจุบันสะพานทางรถไฟมีการก่อสร้างเป็นทั้งแบบ สะพานเหล็ก และ สะพานคอนกรีตเสริมเหล็ก รวมไปถึงโครงสร้างทางวิ่งยกระดับรถไฟฟ้าด้วย ซึ่งมีขนาดและรูปแบบการรับน้ำหนัก มีการออกกแบบหลากหลายแต่ต่างกันไปส่วนประกอบของสะพานสามารถแบ่งออกตามการรับน้ำหนักได้ 2 ส่วน คือ โครงสร้างส่วนบน(Superstructure) และโครงสร้างส่วนล่าง (Substructure) โดยมีรายละเอียด ดังนี้ 3.5.1 โครงสร้างส่วนบน (Superstructure) โครงสร้างส่วนบนเป็นโครงสร้างหลักของสะพาน มีหน้าที่ รับน้ำหนักของยานพาหนะและน้ำหนักของตัวสะพานแล้วถ่ายน้ำหนักทั้งหมดลงไปสู่โครงสร้างส่วนล่าง เป็น โครงสร้างเหล็กหรือคอนกรีตเสริมเหล็ก ภาพที่ 3.38 สะพานรถไฟโครงสร้างส่วนบน(Superstructure)
113 3.5.2 โครงสร้างส่วนล่าง (Substructure) โครงสร้างส่วนล่างคือ โครงสร้างที่รับน้ำหนักบรรทุกจากทุก ส่วนทางวิ่งของยานพาหนะจากส่วนบนและถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดิน หมายถึง เสาเข็ม ฐานราก เสาตอม่อและคาน รับน้ำหนัก ภาพที่ 3.39 สะพานทางรถไฟโครงสร้างส่วนล่าง Substructure 3.5.3 โครงสร้างส่วนป้องกันดินพัง เป็นส่วนที่อยู่ท้ายเสาตอม่อริมฝั่ง มีลักษณะเป็นปีกแผ่นกำแผงต่อ ออกมา เพื่อป้องกันดินบริเวณคอสะพานพังทลายและถูกกระแสน้ำพัด กัดเซาะ เรียกว่า wings wall ภาพที่ 3.40 ปีกแผ่นกำแพงเพื่อป้องกันดินพังทลาย wings wall ภาพที่ 3.41 ปีกแผ่นกำแพงเพื่อป้องกันดินพังทลาย wings wall
114 ภาพที่ 3.42 ปีกแผ่นกำแพงเพื่อป้องกันดินพังทลาย wings wall 3.6 การตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบระบายน้ำ การตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบระบายน้ำบนทางรถไฟถือว่าเป็นเรื่องจําเป็นมิอาจหลีกเลี่ยงได้การ ตรวจสอบและบำรุงรักษาระบบระบายน้ำบนทางรถไฟถือว่าเป็นเรื่องจําเป็นมิอาจหลีกเลี่ยงได้น้ำต้องสามารถ ระบายออกจากทางรถไฟโดยเร็วที่สุด ปัญหาสำคัญของงานระบายน้ำ คือ การอุดตันเนื่องจากการตกตะกอนหรือ เศษวัสดุที่ไหลมากับน้ำ โดยเฉพาะบริเวณพื้นที่ที่มีลักษณะภูมิประเทศแบนราบและทางระบายน้ำมีความลาดชัน น้อย จะเกิดการ ตกตะกอนได้มากเนื่องจากความเร็วของของการไหลต่ำ สําหรับพื้นที่ที่มีสภาพภูมิประเทศมีความ ลาดชัน จะมีการทับถมจากการตกตะกอนน้อย เนื่องจากน้ำไหลด้วยความเร็วพอที่จะพัดพาตะกอนออกไปได้ด้วย ตัวเอง อนึ่งตรงจุดระบายน้ำออกนอกพื้นที่ต้องตรวจสอบการกัดเซาะด้านท้ายด้วยหากตรวจพบต้อง ดำเนินการ แก้ไข เนื่องจากอาจทำให้ระบบระบายน้ำออกนอกพื้นที่เสียหายหรือประสิทธิภาพลดลงได้นอกจากปัญหาของการ ตกตะกอนแล้ว ตัวโครงสร้างของอาคารประกอบ เช่น บ่อตรวจและฝาปิด หรือ แม้แต่ตัวรางหรือท่อระบายน้ำเอง จะต้องทำการตรวจสอบให้อยู่ในสภาพที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งฝาปิดบ่อพัก หรือบ่อตรวจมักจะเกิดความเสียหายได้ ง่ายเนื่องจากการผุกร่อน หากตรวจสอบพบความเสียหายจะต้อง เปลี่ยนหรือซ่อมแซมทันที ดังนั้น เพื่อให้การระบายน้ำเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและปูองกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้น จึงต้องมีการ วางแผนบำรุงรักษาทางระบายน้ำเป็นประจำอย่างน้อยปีละหนึ่งครั้ง โดยวางแผนดำเนินการในช่วงก่อนฤดูฝนเพื่อ เป็นการเตรียมให้ทางระบายน้ำสามารถรับน้ำฝนและระบายน้ำได้อย่างรวดเร็ว อันเป็นการป้องกันมิให้เกิดปัญหา ขึ้น นอกจากนั้นวิศวกรหรือผู้เกี่ยวข้องควรบันทึกและรวบรวมเหตุการณ์หรือปัญหาและสาเหตุที่เกิดกับระบบ ระบายน้ำพร้อมแนวทางแก้ไข แผนที่พื้นที่เสี่ยงภัยน้ำท่วมและดินถล่ม เพื่อเป็นประโยชน์ใน การวินิจฉัย ออกแบบ ป้องกัน และบำรุงรักษาระบบระบายน้ำในอนาคต
115 บทที่ 4 ผลการดำเนินการ จากการศึกษา โครงสร้างทางรถไฟแบบหินโรยทางเป็นโครงสร้างที่ประกอบไปด้วยกัน 2 ส่วนคือ โครงสร้างส่วนบน (Superstructure) และโครงสร้างส่วนล่าง (Substructure) ซึ่งความสมบูรณ์ของทาง จาก 2 ส่วนดังกล่าวส่งผลถึงความปลอดภัยในการสัญจรและความสะดวกสบายของผู้โดยสาร ที่ผ่านมาการ ซ่อมบำรุงรักษาทางรถไฟมีข้อจำกัดหลายประการอันเนื่องมาจากระยะเวลาในการซ่อมบำรุงที่มีจำกัด ส่งผลให้ การวางแผนการซ่อมบำรุงนั้นมุ่งเน้นไปสู่การเปลี่ยนวัสดุที่สามารถเปลี่ยนได้ในระยะเวลาอันสั้น อันได้แก่ ราง เครื่องยึดเหนี่ยวราง หรือหมอนรองราง ชั้นหินโรยทาง ซึ่งเป็นวัสดุที่สำคัญต่อการรับน้ำหนักของทางรถไฟ และรวมไปถึงสภาพโครงสร้างของที่ระบายน้ำออกจากทาง จึงทำให้เราได้ทราบถึงรูปแบบความเสียหาย โครงสร้างส่วนลางของทางรถไฟ เพราะฉะนั้นในการออกแบบและก่อสร้างทางรถไฟจึงต้องเรียนรู้ถึงสาเหตุที่ส่งผล กระทบต่อทางรถไฟ และรู้ถึงวิธีการซ่อมบำรุงรักษาและป้องกัน รวมถึงวิธีการตรวจสอบโครงสร้างทางรถไฟ จึงมี ต้องมีการตรวจสอบความเสียหายของทางรถไฟ เพื่อให้โครงสร้างทางรถไฟมีอายุการใช้งานที่ยาวนานและสมบูรณ์ โดยมีการตรวจสอบความเสียหายของทางรถไฟอันเนื่องมาจากการ เสื่อมสภาพของหินโรยทางสามารถตรวจสอบ จากดัชนีต่าง ๆ ดังนี้ ภาพที่ 4.1 แสดงปัจจัยที่จะส่งผลกระทบต่อการเสื่อมสภาพของทางรถไฟ
116 4.1 การซ่อมบำรุงทางรถไฟ ในงานบำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟ มีวัตถุประสงค์คือการรักษาสภาพทางและซ่อมทางให้ถูกต้องตาม มาตรฐานอยู่เสมอเพื่อให้ทางรถไฟและองค์ประกอบสามารถใช้งานได้ตามมาตรฐานตลอดอายุการใช้งาน (Service Life) ในการที่จะรักษาสภาพทางรถไฟจะเป็นอย่างยิ่งที่จะต้อง มีข้อมูลครบถ้วนเพื่อใช้ในการ ประกอบการ ตัดสินใจในงานซ่อมบำรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ สำหรับการตรวจประเมินทางรถไฟสามารถแบ่ง ออกเป็นการ ตรวจวัดสองกรณีคือ การตรวจวัดค่าบนทางรถไฟ (Track Measurement) และการตรวจวัด คุณภาพในการ เดินทางบนทางรถไฟ (Ride Quality) โดยในมาตรฐาน UIC ได้แนะนำค่าต่าง ๆ ที่ต้องดำเนินการตรวจวัด แสดงดังรูปที่ 4.2 ภาพที่4.2 แสดงวงรอบของการตรวจประเมิณทางรถไฟ วงรอบของการบำรุงรักษาสำหรับวงรอบของการบำรุงรักษาขึ้นอยู่กับผลของการตรวจประเมินและ เกณฑ์ กำหนดของการซ่อมบำรุงของหน่วยงานที่รับผิดชอบทั้งนี้จากผลการรวบรวมการศึกษาจากต่างประเทศ การ ประมาณการวงรอบของการซ่อมบำรุงทางรถไฟ จะแตกต่างกันไปตามลักษณะของการซ่อมบำรุงในแต่ละ องค์ประกอบของทางรถไฟน้ำหนักผ่านทาง (mgt) และอายุการใช้งานของแต่ละส่วนประกอบในทางรถไฟ สามารถ สรุปเป็นข้อแนะนำ ทั้งนี้หากไม่มีการดำเนินการซ่อมบำรุงให้เป็นไปตามแผน จะต้องมีมาตรการเพื่อความปลอดภัย อาทิเช่นการลดความเร็วในการผ่านทางรถไฟ ซึ่งจะต้องพิจารณาถึงความปลอดภัยสูงสุดของผู้โดยสารเป็นสำคัญ โดยต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญเป็นผู้กำหนดความเร็วที่เหมาะสมหรือใช้การตรวจรับรองความปลอดภัยที่ถูกกำหนดไว้ใน มาตรฐานสากล
117 4.2 ค่าดัชนีสภาพทาง (TRACK QUALITY INDEX, TQI) ค่าดัชนีสภาพทางเป็นค่าดัชนีที่การรถไฟแห่งประเทศไทยใช้ใน การควบคุมสภาพทาง สามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทได้แก่ กรณีที่ไม่มีน้ำหนักกดทับ (Static values) และกรณีมีน้ำหนักกดทับ (Dynamic values) ซึ่งค่า ดัชนีดังกล่าวนี้นั้นเกิดจากการคำนวณของ ค่าทางสถิติโดยอาศัยค่าความคาดเคลื่อนต่าง ๆ ของทาง (คคค.) เมื่อ เทียบกับระยะมาตรฐานของทาง อันประกอบไปด้วย ระดับ ตามยาว (Profile, x) ระดับตามขวาง (Cross level, h) แนวราง (Alignment, y) และทวิสท์ (Twist, k) โดยทำการตรวจวัดจากรถ ตรวจสภาพทาง (Track inspection car, TIC) โดยบันทึกค่าทุก ๆ 10 เมตรตามแนวยาวของทางรถไฟ โดยพิกัดค่าความคาดเคลื่อนที่ ยอมให้ในแต่ละ องค์ประกอบสามารถสรุปไว้ในตารางที่ 4.1 ตารางที่4.1 พิกัดค่าความคลาดเคลื่อนของทางเมื่อมีน้ำหนักกดทาง (Tolerances for Track Irregularity) จากค่าความคาดเคลื่อนดังกล่าวข้างต้นค่าที่ได้จะมีค่าเป็น จำนวนมากหากเทียบกับการตรวจวัดทุก ๆ 1 กิโลเมตรแล้วนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะต้องนำมาวิเคราะห์ทางสถิติเพื่อให้ได้ตัวแทนหรือ ดัชนีชี้วัดต่อ 1 กิโลเมตร ดังนั้นในลักษณะดังกล่าวค่าของ TQI สามารถเรียกได้ว่าเป็นดัชนีความไม่สม่ำเสมอของทาง (Track irregularity index, P) ซึ่ง TQI หรือ P จะเป็นผลรวมของค่าความ คาดเคลื่อนต่าง ๆ โดยที่จะมีพิกัดความคาดเคลื่อนใน ประเภทต่าง ๆ (ตารางที่ 4.1) นำมาระบุในรูปแบบเส้นโค้งการกระจายตัวแบบปกติ(Normal distribution curve) และเมื่อนำค่า TQI หรือ P ของแต่ ละองค์ประกอบมาพิจารณาร่วมกันสามารถพิจารณาได้ตามสมการ ที่ (1) โดยจะนำมาประเมินสภาพของทางเพื่อทำการพิจารณาในการ วางแผนซ่อมบำรุงดังแสดงในตารางที่ 4.2
118 ตารางที่4.2 ประเภทของสภาพทางจากการตรวจวัด TQI 4.3. ค่าดัชนหินสกปรก (FOULING INDEX, FI) ค่าดัชนีหินสกปรกนั้นเป็นค่าที่ใช้ในการพิจารณาความสกปรก ของหินโรยทางที่ถูกปนเปื้อนด้วยส่วนละเอียดต่าง ๆ เพื่อนำไป กำหนดกิจกรรมการบำรุงรักษาทางรถไฟ โดยพิจารณาจากการ ปนเปื้อนของส่วนละเอียดลอดผ่าน ตะแกรงเบอร์ 4 และ ตะแกรง เบอร์ 200 ดังแสดงใน ตารางที่ 3 ตารางที่4.3 การจำแนกความสกปรกของหินด้วยค่าดัชนีหินสกปรก
119 4.4 งานบำรุงรักษาและซ่อมแซมโครงสร้างทางรถไฟ ภาพที่ 4.3 งานบำรุงรักษาและซ่อมแซมโครงสร้างทางรถไฟ วงรอบของการตรวจประเมินทางรถไฟ วงรอบของการดำเนินการตรวจประเมินทางรถไฟ จากการ รวบรวมข้อมูลทั้งในประเทศและต่างประเทศ สามารถสรุปเป็นข้อแนะนำได้ คุณภาพของโครงสร้างทางรถไฟ โดยปกติแล้วคุณภาพของทางรถไฟจะมีค่าลดลงตามระยะเวลาที่ใช้งาน การกำหนดคุณภาพที่ยอมรับได้ ของทางรถไฟถือเป็นหัวใจสำคัญในงานบำรุงรักษาโครงสร้างทางรถไฟ การคงคุณภาพในการให้บริการที่สูงก็จะ ส่งผลกระทบต่อค่าใช้จ่ายในการซ่อมบำรุงที่สูงตามไปด้วย การตรวจวัดและประเมินคุณภาพถือเป็น กระบวนการ สำคัญที่จะส่งผลต่อการบริหารจัดการโครงสร้างพื้นฐานตลอดอายุการใช้งาน ผู้ที่รับผิดชอบ โครงสร้างพื้นฐานจะ เป็นผู้กำหนดระดับของคุณภาพที่ยอมรับได้ที่ต้องมีค่าไม่น้อยกว่าค่าที่กำหนดให้ในกฎหมายข้อกาหนดหรือ มาตรฐานที่มีการประกาศใช้ เพื่อนาค่าที่ตรวจวัดได้มาใช้ในการวางแผนในการซ่อมบำรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพได้ ต่อไป ทั้งนี้ปัจจัยที่จะส่งผลกระทบต่อคุณภาพของทางรถไฟประกอบไปด้วย ก.การใช้งาน(Use) : การสึกหรอจะเป็นผลโดยตรงจากลักษณะการใช้งานเนื่องจากพฤติกรรมทางฟิสิกส์ ระหว่างการสัมผัสกันของล้อและราง รวมไปถึงน้ำหนักที่มากระทำทั้งน้ำหนักสถิตและน้ำหนักพลวัต
120 ข. สภาพแวดล้อม (Environment) : ทางรถไฟที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสภาวะรุนแรง (Severe Condition) จะส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพของทางรถไฟ ค. ความเสียหาย (Failures) : ในที่นี้หมายถึงความเสียหายขององค์ประกอบของทางรถไฟจากการผลิต การ ติดตั้ง รวมไปถึงคุณภาพของการก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐาน 4.5 วัสดุตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง การปรับปรุงคุณภาพทางรถไฟ โดยทั่วไปสามารถกระทำได้หลักๆ 3 วิธี คือ การเปลี่ยนวัสดุคันทางใหม่ การ ปรับปรุง คุณสมบัติของดินคันทาง และการใช้วัสดุเสริมแรงหรือวัสดุ สังเคราะห์โดยมีจุดประสงค์ในการปรับปรุง คุณภาพคันทางแบ่งได้เป็นกลุ่มใหญ่คือ 1) เพื่อการแบ่งแยกชั้น 2) เพื่อการเสริมกำลัง 3) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความสามารถในการกรองและระบาย น้ำ 4) เพื่อป้องกันน้ำและความชื้นในโครงสร้าง เนื่องด้วยปัญหาของการซ่อมบำรุงทางที่มีความจำเป็นที่จะต้อง ให้มีรถ สัญจรตามที่กล่าวถึงข้างต้น การเลือกใช้ตาข่ายเสริมกำลังดิน และการใช้วัสดุสังเคราะห์ (Geocomposite) ดัง แสดงในรูปที่ 5 อัน ประกับไปด้วยตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง (Geogrid) และ แผ่นใยสังเคราะห์ (Geosynthetics) ภาพที่4.4 Geocomposite (geogrid and geosynthetics) 4.6 ตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง (GEOGRID) การใช้ตาข่ายเสริมกำลัง (Geogrid) จะช่วยกระจายแรงออกสู่ คันทางในบริเวณที่กว้างขึ้น ลดแรงที่กระทำต่อดิน คันทาง เพิ่มแรง แบกทานในชั้นดิน ลดการทรุดตัวในทางรถไฟและลดการ เสื่อมสภาพของหินโรยทาง (Ballast degradation) ซึ่งจะช่วยให้เกิดการขบกันจากเหลี่ยมและมุมของหินโรยทาง (Grain interlocking) ทำให้เกิดแรง ต้านที่สูงขึ้นอีกทั้งป้องกันการเคลื่อนตัว ทางด้านข้างอีกด้วย โดยจะวางตาข่ายเสริมแรงระหว่างชั้นพื้นทาง (Subballast) และชั้นหินโรยทาง (Ballast) เพื่อช่วยรับแรงดึง เนื่องจากแรงกระทำซ้ำๆ ของขบวนรถไฟ ตาข่ายเสริม
121 กำลังดินและหินโรยทางแต่ละชนิดมีข้อได้เปรียบ และข้อจำกัดแตกต่างกัน โดยการใช้งานจะต้องเลือกใช้วัสดุที่รับ กำลังสูงและมีการยืดตัวของวัสดุไม่มาก โดยทั่วไปมักจะกำหนดให้พิจารณากำลังรับแรงดึงที่การยืดตัวที่ 2% เป็น ค่าที่ใช้ในการ วิเคราะห์ออกแบบและกำหนดใช้งาน เนื่องจากหากใช้งานวัสดุที่มีกำลังได้ตามการวิเคราะห์แต่มี การยืดตัวสูงจะทำให้ชั้นหินโรยทาง เสียรูปมากกว่าปกติดังนั้นหากตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง แต่ละชนิด มีกำลังผ่านเกณฑ์การวิเคราะห์ที่การยืดตัวตามที่กำหนดก็สามารถนำมาใช้งานได้ตารางที่ 4.4 และ 4.5 แสดงถึง ข้อกำหนดที่ใช้ใน งานปรับปรุงทางของการรถไฟแห่งประเทศไทย ตารางที่ 4.4 ข้อกำหนดตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง ลักษณะการทำงานของตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทางจะ ทำการยึดมวลของหินโรยทางให้มีแรงยึด เหนี่ยวที่เพิ่มขึ้นดังแสดงใน รูปที่ 6 เมื่อมีน้ำหนักกระทำด้านบนจากน้ำหนักสัญจร โครงสร้าง ทางจะรับน้ำหนัก และถ่ายแรงลงสู่ชั้นดินด้านล่าง ซึ่งจะเกิดการเสีย รูปทั้งในแนวทางด้านข้างและในแนวดิ่ง วัสดุตาข่ายเสรมกำลัง ดินจะ ช่วยเสริมแรงทางด้านข้างหรืออีกนัยหนึ่งคือเพิ่มแรงทางด้านข้างใน ทิศทางตรงข้ามจากน้ำหนักกระทำใน แนวนอนเพื่อต้านทานแรง กระทำและลดการเคลื่อนตัวในแนวนอน ดังนั้นเมื่อวัสดุพื้นทางมีการเสียรูปน้อยลงจึง ทำให้โครงสร้างส่วนบนเสียรูปน้อยลงไปด้วย ทั้งในช่วงระหว่างการใช้งานและในช่วงระยะยาว
122 4.7 แผ่นใยสังเคราะห์ (GEOSYNTHETICS) แผ่นใยสังเคราะห์มีความสามารถในการซึมผ่านของน้ำได้ดีทำ หน้าที่กรองและแยกชั้นดิน ช่วยการระบายน้ำและ การป้องกันการ ชะของหน้าดิน โดยทั่วไปผลิตจากพอลิเมอร์ 100% เช่น พอลิโพรพิลีน (Polypropylene) พอลิ เอทิลีน (Polyethylene) พอลิเอสเตอร์ (Polyester) เป็นต้น โดยทั่วไปแผ่นใยสังเคราะห์มี 2 รูปแบบ ได้แก่ Woven, Non-Woven ดังรูปที่ 4.5 และ 4.6 ภาพที่4.5 พฤติกรรมของตาข่ายเสริมกำลังดินและหินโรยทาง ภาพที่ 4.6 แผ่นใยสังเคราะห์ชนิด Non-Woven และชนิด Woven
123 ภาพที่ 4.7 แสดงค่าวงรอบของการบำรุงรักษาขององค์ประกอบต่างๆบนทางรถไฟ วงรอบการตรวจสอบและซ่อมบำรุงตามคู่มือบำรุงทางของการรถไฟแห่งประเทศไทยสำหรับการรถไฟแห่ง ประเทศไทยได้มีการจัดทำคู่มือบำรุงทางตามวาระใช้สำหรับการบำรุงทางถาวรของการรถไฟแห่งประเทศไทยโดย ความถี่ในการบำรุงทาง จะขึ้นอยู่กับประเภทชั้นทางรถไฟและความเหมาะสมคู่มือฉบับนี้ได้รวบรวม สาระสำคัญที่ เกี่ยวข้องจากคู่มือบำรุงทางดังกล่าวไว้ดังนี้ ระยะเวลาวงรอบการตรวจสอบ ระยะเวลาวงรอบการตรวจสอบ จะทา ทุกปีเป็นการสำรวจงานบารำทางทุกประเภทว่าปีต่อไปจะทำอะไรบ้างที่ใดปริมาณเท่าใดตามแบบฟอร์ม การ สำรวจปริมาณงานบำรุงทางระยะเวลาวงรอบการซ่อมบำรุงรอบบำรุงทางคือระยะเวลาระหว่างการซ่อมหนัก (หรือ ซ่อมปานกลาง) ครั้งแรกจนถึงวาระการซ่อมหนัก (หรือซ่อมปานกลาง) ครั้งต่อไปซึ่งโดยปกติแล้วจะกำหนดเป็น 1- 4 ปี สุดแล้วแต่เหมาะสมเป็นแห่งๆไป
124 โดยการกำหนดรอบบำรุงทางว่าทางชั้นใดควรมีรอบบำรุงทางกี่ปีนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งต่างๆ คือ จำนวนน้ำหนักผ่านทางต่อปี - ความเร็วสูงสุดของขบวนรถ - ความมั่นคงของโครงสร้างทาง - สภาพพื้นทาง โดยทั่วไปได้กำหนดรอบบำรุงทางไว้อยู่ระหว่าง 1-6 ปี แต่สำหรับเป้าหมายของฝ่ายการช่างโยธาได้กำหนดรอบ บำรุงทางของทางแต่ละชั้น ภาพที่ 4.8 วงรอบการซ่อมบำรุงชั้นทาง สำหรับในระยะเริ่มแรกกำหนดให้ใช้วาระ 1 ปี ไปก่อนเพื่อปรับปรุงสภาพทางให้เข้าสู่ระดับมาตรฐาน เมื่อ สภาพทางตอนใดระดับมาตรฐานอย่างสมบูรณ์แล้วฝ่ายการช่างการช่างโยธาจึงอนุมัติให้ยืดวาระออกไปได้ โดยยืด ความประหยัดเป็นสิ่งสำคัญ
125 บทที่5 สรุปและข้อเสนอแนะ 5.1 สรุปการออกแบบและก่อสร้างทางทางรถไฟ ดังนี้ รูปแบบของโครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางมีมากมายหลายรูปแบบ ซึ่งขึ้นกับเทคนิคการออกแบบ การ ถ่ายแรงจากรถไฟไปยังโครงสร้างทางรถไฟ รูปแบบโครงสร้างทางสามารถแบ่งประเภทตามลักษณะการยึดราง ได้ เป็น 2 ประเภทใหญ่ คือ 1) โครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางแบบมีจุดรองรับต่อเนื่องหรือรางแบบฝัง (Embedded Rail System) และ 2) โครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางแบบมีระบบยึดเหนี่ยวราง (Fastening System) โดยมีรายละเอียดดังนี้ 5.1.1 โครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางแบบมีจุดรองรับต่อเนื่องหรือรางแบบฝัง (Embedded Rail System) เป็นโครงสร้างทางที่รางฝังอยู่ใน Elastomeric Concrete หรือ วัสดุประสานซีเมนต์(Cement) ซึ่งอยู่ใน พื้นคอนกรีต ระบบนี้มีชื่อย่อว่า Embedded Rail System (ERS) โดยใช้ระบบรองรับแบบต่อเนื่อง ดังแสดงในรูป ที่ 2 โดยโครงสร้างทางประกอบด้วยรางที่ฝังอยู่ในพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบต่อเนื่องวางอยู่บนฐาน ที่ทำให้แน่น ด้วยซีเมนต์และรองด้วยทราย ภาพที่ 5.1 ภาพตัดขวางรายละเอียดโครงสร้างทางประเภทไม่มีหินโรยทางมีจุดรับน้ำหนักต่อเนื่อง
126 ภาพที่ 5.2 ตัวย่างโครงสร้างทางรถไฟแบบไม่มีหินโรยทางแบบระบบฝังราง 5.1.2 โครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางแบบมีระบบยึดเหนี่ยวราง (Fastening System) ระบบโครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางมักจะใช้ระบบที่มีระบบยึดเหนี่ยวราง ซึ่งระบบ โครงสร้างทางนี้ จะมีหลายระบบ และมีชื่อเรียกหลากหลายตามแต่ละรูปแบบการออกแบบ รูปที่ 5.3 ภาพที่ 5.3 รูปแบบทั่วไปของพื้นทางคอนกรีตเสริมเหล็กแบบต่อเนื่อง (Continuously Reinforced Concrete Slab Track System, CRC) ที่มีระบบยึดเหนี่ยวราง (Fastening System) ในการก่อสร้างโครงสร้างทางแบบไม่มีหินโรยทางจะถูกควบคุมด้วยขอบเขตของโครงการที่กำหนด มาตรฐานอ้างอิง รวมถึงสูตรการคำนวณแรงการทำที่พิจรณาที่ใช้ในการออกแบบ ดังนี้ 5.2 ขอบเขต 5.2.1 มาตรฐานฉบับนี้ใช้สำหรับระบบขนส่งทางรางในประเทศไทย 5.2.2 มาตรฐานฉบับนี้ใช้สำหรับระบบขนส่งทางรางในเมือง ชานเมือง และระหว่างเมืองที่มีขนาดทาง 1,435 มิลลิเมตร เท่านั้น
127 5.3 มาตรฐานอ้างอิง มาตรฐานเล่มนี้เป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐานการออกแบบส่วนประกอบทางรถไฟในส่วนโครงสร้างทาง รถไฟแบบไม่มีหินโรยทาง มาตรฐานเล่มนี้กำหนดขึ้นโดยใช้เอกสารต่อไปนี้เป็นแนวทาง 5.3.1 มาตรฐานการขนส่งทางรางของกรมการขนส่งทางราง เรื่อง มาตรฐานการแบ่งประเภททางรถไฟ (Track Classification) 5.3.2 มาตรฐานการขนส่งทางรางของกรมการขนส่งทางราง เรื่อง มาตรฐานองค์ประกอบทางรถไฟ (Track Components) 5.3.3 มาตรฐานการขนส่งทางรางของกรมการขนส่งทางราง เรื่อง มาตรฐานตำแหน่งเปลี่ยนผ่าน บนทาง รถไฟ (Railway Track Transition Zone) 5.4 แรงการทำที่พิจรณาที่ใช้ในการออกแบบ (Load Condition) 5.4.1 องค์ประกอบของน้ำหนักบรรทุกที่ต้องพิจารณา ทางรถไฟต้องรับน้ำหนักบรรทุกในสามทิศทางที่เกิดขึ้นช้า ๆ และพร้อม ๆ กันตลอดเวลาที่ใช้งาน โดยแรงที่กระทำ กับทางรถไฟประกอบด้วย 5.4.2 แรงกระทำในแนวดิ่ง (Vertical Load) เกิดจากน้ำหนักบรรทุกกดลงเพลา น้ำหนักบรรทุกในแนวดิ่งจากสภาพการจราจรปกติซึ่งสามารถใช้การกระจาย น้ำหนักลงรางตามชนิดและน้ำหนักลงเพลาจริงของรถไฟ หากไม่ระบุชนิด และน้ำหนักลงเพลาของรถไฟ สามารถ ใช้การกระจายน้ำหนักลงรางตามรูปที่ 5.4 ภาพที่ 5.4 น้ำหนักบรรทุกในแนวดิ่งสำหรับรถไฟในสภาพการจราจรปกติ
128 โดยที่vkq = แรงกระทำหรือน้ำหนักบรรทุกในแนวดิ่ง หน่วยเป็น กิโลนิวตัน โดยน้ำหนักดังกล่าวสามารถใช้ตัวคูณประกอบ เพื่อปรับแก้ค่าให้มากขึ้นสำหรับการจราจร ที่มากกว่าปกติ หรือลดลงสำหรับการจราจรที่เบากว่าปกติ นอกจากนั้นการกระจายน้ำหนักดังกล่าวยังสามารถ นำไปคูณกับตัวคูณ ประกอบ เพื่อคำนวณแรงเนื่องจากแรงหนีศูนย์กลาง และแรงจากการเบรกได้ทั้งนี้ ค่าตัวคูณประกอบอาจเป็นค่า ใดค่าหนึ่งดังต่อไปนี้ 0.75 หรือ 0.83 หรือ 0.91 หรือ 1.00 หรือ 1.10 หรือ 1.21 หรือ 1.33 หรือ 1.46 ซึ่งกำหนดตามความเหมาะสมของการใช้ทางโดยผู้ออกแบบ โดยทางรถไฟที่มีการเดินรถไฟระหว่างประเทศหรือใช้ ในการขนส่งสินค้า ควรใช้ค่ามากกว่า 1 ทั้งนี้ ค่า 1.33 เป็นค่าที่แนะนำสำหรับการเดินรถไฟระหว่างประเทศหรือ ใช้ในการขนส่งสินค้า 5.4.3 แรงกระทำในแนวราบ (Horizontal Forces) 5.4.3.1 แรงหนีศูนย์ เป็นแรงที่เกิดขึ้นในกรณีที่รถไฟต้องเข้าโค้ง เมื่อเข้าโค้ง แรงหนีศูนย์(qtk) จะต้องนำมา พิจารณา แรงหนีศูนย์สามารถคำนวณได้จากสมการ (1) สำหรับโครงสร้างที่ตั้งอยู่บริเวณที่ใช้ความเร็วต่ำกว่า 120 km/hให้พิจารณาแรงหนีศูนย์จาก 1) กรณีใช้ความเร็วสูงสุด ณ ตำแหน่งที่ตั้งของโครงสร้าง ให้ใช้ค่าตัวคูณประกอบปรับลด (f) เท่ากับ 1.0
129 สำหรับโครงสร้างที่ตั้งอยู่บริเวณที่ใช้ความเร็วมากกว่าหรือเท่ากับ 120 km/h ให้แบ่งการ พิจารณาออกเป็นสอง รูปแบบคือ 1) กรณีที่ใช้ความเร็วเท่ากับ 120 km/h ให้ใช้ค่าตัวคูณประกอบปรับลด (f) เท่ากับ 1.0 2) กรณีใช้ความเร็วสูงสุด ณ ตำแหน่งที่ตั้งของโครงสร้าง โดยใช้ค่าตัวคูณประกอบปรับลด (f) ที่คำนวณได้จากสมการ (2) หมายเหตุ ความเร็วสูงสุดที่ใช้ในการคำนวณ ควรคำนึงถึงโอกาสในการยกระดับความเร็ว หากมี การปรับปรุงคุณภาพของเส้นทางในอนาคต และ Lf คือ ค่าความยาวของแรงกระทำ ที่ส่ง อิทธิพลของแรงหนีศูนย์ ไปสู่ชิ้นส่วนใด ชิ้นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่กำลังพิจารณา มีหน่วยเป็นเมตร (ซึ่งค่า Lf อาจแตกต่างกัน ไปตามชิ้นส่วน แต่ละชิ้นในโครงสร้าง โดย สามารถคำนวณโดยละเอียด ได้จากการ วิเคราะห์เส้นแรงอิทธิพล (influence line) หรือวิธีการวิเคราะห์โครงสร้างอื่นๆที่ น่าเชื่อถือ) V คือ ความเร็วที่พิจารณาในการออกแบบมี หน่วยเป็น กิโลเมตรต่อชั่วโมง กำหนดให้ F คือ เท่ากับ 1 เมื่อ V 120 กิโลเมตร ต่อชั่วโมง หรือ 2.88
130 5.4.3.2 แรงจากการเร่งและเบรก แรงจากการเร่งและเบรกจะกระทำที่ด้านบนของราง และกระทำตามแนวยาวของรางตาม ทิศทาง ของทางรถไฟ แรงนี้ให้พิจารณาเป็นแรงกระทำแบบกระจายและสม่ำเสมอตลอดแนวที่แรงกระทำ , (Lab) การ คำนวณแรงกระทำให้คำนวณตามสมการ (3) และสมการ (4) แรงจากการเร่ง = 33 x Lab, กิโลนิวตัน 1,000 กิโลนิวตัน (3) แรงจากการเบรค = 20 x Lab, กิโลนิวตัน 1,000 กิโลนิวตัน (4) โดยที่ Lab , = ความยาวของแนวแรงที่กระท า หน่วยเป็นเมตร ภายใต้น้ำหนักบรรทุก สภาวะ ต่าง ๆ รูปทรงทางเรขาคณิตของทางรถไฟ คือ ขนาดทาง ระดับ ทาง และแนวเส้นทางต้องอยู่ใน เกณฑ์ที่มาตรฐานกำหนด 5.5 ชนิดของแรงกระทำ แรงที่มากระทำแบ่งได้ 2 ลักษณะ คือ 5.5.1 แรงกระทำแบบสถิต (Static Load) น้ำหนักลงเพลาที่กระทำกับรางและถ่ายจากรางมายังพื้น ซึ่งจะต้องใช้กรณีของน้ำหนักกระทำ รูปแบบต่างๆ เช่น การเกิดแรงหนีศูนย์การกระจายน้ำหนักจากตัวรถลงรางที่ไม่สมมาตร การยกโค้ง ทั้งตาม มาตรฐานที่กำหนดและน้ำหนักของตัวรถไฟจริงที่จะนำมาใช้ 5.5.2 แรงกระทำแบบพลศาสตร์ (Dynamic Load) แรงกระทำในแนวดิ่งเนื่องจากพฤติกรรมแบบพลศาสตร์จะแปรผันไปตามความเร็วของรถ (vehicle speed) สภาพของรถ (vehicle condition) และคุณภาพของทางวิ่ง (track quality) ทั้งนี้ ค่า ดังกล่าว สามารถคำนวณได้โดยใช้ตัวประกอบในการคูณ (kd) กับแรงกระทำแบบสถิต (Static) ซึ่งโดยทั่วไปจะ ใช้ค่าตัวคูณ (kd) เท่ากับ 1.5 โดยประมาณ (โดยค่าดังกล่าวจะสอดคล้องกับในสภาวะที่เกิดความเร่งแนวดิ่งสูงสุดที่ตัวรถ (maximum vertical acceleration of car-body) เท่ากับ 5.0 เมตร/วินาที2 ) อย่างไรก็ตาม แรงกระทำแบบ พลศาสตร์สามารถคำนวณได้โดยใช้พิจารณาข้อมูลอื่นๆ ดังนี้ (1) พิจารณาจากข้อมูลเชิงสถิติของความไม่สม่ าเสมอในแนวดิ่งของทางวิ่ง (vertical track irregularity) (2) พิจารณาจากข้อมูล สเปคตรัม (power spectral density – PSD) ของการสั่นสะเทือนที่ เกิดขึ้นบนรถไฟ ซึ่งได้มาจากการทดสอบหรือการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์
131 (3) พิจารณาจากข้อมูลที่แสดงถึงพฤติกรรมปฏิสัมพันธ์กันระหว่าง รถไฟ-ทางวิ่งและโครงสร้าง (vehicle-track-structure interaction) โดยข้อมูลดังกล่าวต้องมีความสอดคล้องกับสภาวะ ที่เกิดขึ้นจริง ในระดับที่ยอมรับได้ จากการศึกษาเรื่องงานโยธากรณีศึกษางานโยธา พบว่างานโยธาหรืองานใดๆจำเป็นต้องคำนึงถึงความ ปลอดภัยเป็นอันดับแรกเสมอทั้งผู้ปฏิบัติและผู้ใช้บริการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งวิศวกรจำเป็นต้องเข้าใจในวิธีการ ปฏิบัติงานออกแบบงานให้ปลอดภัย งานโยธาเป็นงานที่ต้องทำงานเกี่ยวกับโครงสร้างมาตรฐานและความ ปลอดภัย รายงานโยธาจำเป็นต้องใช้ข้อมูลในเชิงลึกเป็นจำนวนมากดังนั้นต้องใช้ข้อมูลจากผู้ปฏิบัติงานโดยตรงจึงทำ ให้ข้อมูลของรายงานบางส่วนตกหล่นเนื่องจากจำเป็นต้องใช้หนังสือรับรองจากทางมหาวิทยาลัยในการติดต่อกับ บริษัทที่รับผิดชอบเกี่ยวกับสายงานโยธาโดยตรง ถ้าย้อนกลับไปในอดีตจะพบว่าทางรถไฟของประเทศไทยในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 สามารถ รองรับ น้ำหนักกดเพลาสูงสุดได้เพียงแค่ 10.5 ตัน ในขณะที่รถสินค้ามีน้ำหนักกดเพลาอยู่ที่ 8-10 ตัน ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการ ปรับปรุงทางรถไฟเดิมให้สามารถรับน้ำหนักกดเพลาได้สูงสุด 16 ตันทั่วประเทศ แต่อย่างไรก็ตามถ้ามีการปรับปรุง ขนานใหญ่ (Rehabilitation) ก็จะกำหนดออกแบบให้สามารถรับน้ำหนักกดเพลาได้สูงสุดถึง 20 ตัน รถไฟโดยสาร ก็สามารถทาความเร็วได้สูงถึง 130 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ทางรถไฟที่สร้างขึ้นควรตอบสนองความต้องการหรือใช้ประโยชน์อย่างคุ้มค่า ทางรถไฟที่ออกแบบมาใช้ เป็นการเฉพาะกิจ (Dedicated Track) เช่น ทางรถไฟขนส่งมวลชน ทางรถไฟความเร็วสูง ซึ่งสร้างมาเพื่อรองรับ รถประเภทเดียวโดยเฉพาะทางรถไฟเหล่านี้จะไม่นำรถสินค้าที่มีน้ำหนักมากมาวิ่ง ดังนั้นแม้การใช้เส้นทางร่วมกัน ได้จะประหยัดมีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจแต่ถ้ามองในด้านงานด้านวิศวกรรมและการดูแลรักษาแล้วการแยกทางวิ่ง ออกไปต่างหากก็จะเหมาะสมกว่าและในแต่ละยุคแต่ละสมัยการพัฒนาของระบบรางก็จะพัฒนาดีเพิ่มมากขึ้น เพราะมีทั้งเทคโนโลยีใหม่ๆเข้ามาอยู่เรื่อย ๆ อีกทั้งต้องให้ทันยุคทันสมัยให้เข้ากับปัจจุบันที่เป็นยุคเทคโนโลยีที่ ก้าวหน้าขึ้นไปมากทุกสิ่งทุกอย่างก็ต้องปรับปรุงและเปลี่ยนแปลงตามไปด้วย เพื่อให้เกิดความปลอดภัยและความ ทันสมัยมากขึ้น ดังนั้น การออกแบบโครงสร้างทางรถไฟจึงจำเป็นต้องนำปัจจัยที่มีผลกระทบในด้านการออกแบบ โครงสร้างมาพิจารณาให้สอดคล้องกับหลักการบริหารจัดการก่อสร้างอย่างเป็นลำดับขั้นตอนในด้านของงาน ออกแบบก่อสร้างและรวมถึงหัวใจสำคัญในการดูแลสภาพของโครงสร้างหรืองานซ่อมบำรุงรักษาด้วย เพื่อให้งาน ก่อสร้างเกิดประโยชน์สูงสุด ตรงตามข้อกำหนด เพื่อพัฒนาประสิทธิ์ภาพของโครงสร้างงานระบบขนส่งทางรางใน ประเทศไทยให้มีความมั่นคง ปลอดภัย มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน และเพื่อพัฒนาศักย์ภาพด้านการออกแบบ ก่อสร้าง ทักษะการซ่อมบำรุงในงานระบบรางไทยให้ก้าวไกลตามยุธศาสตร์การพัฒนาการขนส่งทางราง
บรรณานุกรม [1] การรถไฟแห่งประเทศไทย. ประวัติรถไฟไทย. กรุงเทพ ฯ: การรถไฟแห่งประเทศไทย, มปป. การ รถไฟแห่งประเทศไทย. “พ.ร.บ. จัดวางทางรถไฟแลทางหลวง พ.ศ. 2464” [2] การรถไฟแห่งประเทศไทย รฟท., มาตรฐานงานก่อสร้าง การรถไฟแห่งประเทศไทย รฟท. 2559 [3] ฝ่ายการช่างโยธา, “คู่มือบํารุงทาง”, การรถไฟแห่งประเทศไทย, 2016 [4] อรรถพล เก่าประเสริฐ, เอกสารประกอบการบรรยาย วิศวกรรมโครงสร้างทางรถไฟ (Railway Track Engineering), ว. (วสท.), Editor. 2559 [5] การรถไฟแห่งประเทศไทย: รายการมาตรฐานสําหรับงานก่อสร้างพื้นทางรถไฟ พ.ศ. 2558 [6] การรถไฟ แห่งประเทศไทย พ.ศ. 2494.” (ระบบออนไลน์) แหล่งที่มา: www.kodmhai.com 20 มีนาคม 2565 [7] การรถไฟแห่งประเทศไทย: คู่มือบํารุงทาง พ.ศ. 2559 [8] มาตรฐานกรมโยธาธิการและผังเมือง (มยผ.) 1914-52 มาตรฐานการระบายน้ำสําหรับงานถมดิน [9] การรถไฟแห่งประเทศไทย: คู่มือปฏิบัติการบํารุงทางตามวาระ. พ.ศ. 2558 [10] สิทธิศักดิ์ พันธุ์สุระ. (2563). วิศวกรรมเทคนิคงานราง 1. นครราชสีมา: สิทธิศักดิ์ พันธุ์สุระ [11] รถไฟฟ้ารางเดี่ยว คืออะไร แหล่งที่มา: https://www.home.co.th/hometips/topic-21935
ภาคผนวก
ภาคผนวก ก.
ตารางที่ ก-2 ชนิดของเหล็กรางรถไฟ ตารางที่ ก-1 ส่วนผสมทางเคมีและสมบัติทางกล
ภาพที่ ก-1 มาตรฐาน UIC หน้าตัดรางมาตรฐานสากล ภาพที่ ก-2 มาตรฐาน GB หน้าตัดรางมาตรฐานจีน
ภาคผนวก ข.
กราฟที่ ข-1 ภาพแสดง The Single Sip Swich กราฟที่ ข-2 ภาพแสดง The sngle stp swic-h ขยวนรถไฟสามารกจำมไปในทางอื่นได้ในทางตรง