ประเด็นที่น่าสนใจเกี่ยวกับสะพานคอนกรีตอัดแรงกับ รศ. เอนก ศิริพานิชกร

สะพานข้ามแยกขนาดใหญ่ สะพานข้ามแม่น้ำ เป็นสิ่งก่อสร้างที่ทุกคนเห็นได้ในชีวิตประจำวัน แต่รู้หรือไม่ว่าเบื้องหลังเส้นทางที่ช่วยให้เราเดินทางได้สะดวกขึ้นนี้ ใช้เทคโนโลยีแบบไหนในการก่อสร้าง และทำอย่างไรให้แข็งแรง ปลอดภัย

วันนี้จระเข้จะพาทุกคนไปพูดคุยกับ รศ. เอนก ศิริพานิชกร ผู้อำนวยการสำนักวิจัยและบริการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยพระจอมเกล้าธนบุรี ประธานคณะทำงานประสานงานด้านภัยพิบัติจากอาคารถล่ม สภาวิศวกร ผู้เชี่ยวชาญตัวจริง ที่จะมาให้คำตอบด้านการก่อสร้างกับเรากัน

สะพานคอนกรีตอัดแรงคืออะไร? มีกี่แบบ แบบไหนที่นิยมใช้ในประเทศไทย

“สะพานที่แบ่งชิ้นส่วนคอนกรีตอัดแรงเป็นชิ้น ๆ แล้วมาประกอบกันที่หน้างาน”

เทคโนโลยีเรื่องคอนกรีตอัดแรงได้ดําเนินการมาแล้ว แต่ว่าตัวหลักจริง ๆ ในสมัยก่อน จะเป็นสะพานที่ทําด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก เพราะมีความยาวช่วงประมาณ 10 เมตร พวกสะพานข้ามคลอง สะพานข้ามแม่น้ำ ก็จะใช้วิธีการทําการก่อสร้างในลักษณะที่เรียกว่าเป็นสะพานระบบพื้น (Slab Type Bridge) ซึ่งสะพานระบบพื้นส่วนใหญ่ก็จะเป็นการสะพานที่ทําด้วย คอนกรีตเสริมเหล็ก หมายความว่าจะมีการเสริมเหล็กเข้าไปเป็นตัวรับแรงดึงในคอนกรีต ซึ่งทำให้คอนกรีตรับแรงดึงไว้ได้ 

ภาพ: ทางด่วนยกระดับ

ในระยะหลังนี้เราจะเห็นว่าสะพานเริ่มยาวขึ้น ตัวอย่างเช่น สะพานยกระดับในสมัยที่ทำโทลล์เวย์ขึ้นมา เริ่มต้นจากดินแดงไปสิ้นสุดที่สนามบินดอนเมือง ปัจจุบันก็จะไปถึงบางปะอินแล้ว ถ้าเป็นเส้นทางเช่นนี้้ก็จะเป็นสะพานที่มีความยาวช่วงไกล ซึ่งมีระยะประมาณ 25 เมตร ก็จะเปลี่ยนมาใช้สะพานคอนกรีตอัดแรง และใช้คานสะพานที่มีความยาวช่วงไกลกว่าตัวแผ่นพื้นที่เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก

ลักษณะการทำคอนกรีตอัดแรงจะมีการใช้ตัวลวดอัดแรง คานสะพานคอนกรีตอัดแรงที่ว่านี้ก็เป็นแบบสำเร็จรูปที่ทําจากโรงงานเพราะฉะนั้นวิธีการก่อสร้าง ก็จะดึงลวดก่อนแล้วเทคอนกรีตแล้วตัด 

ภาพ: ชิ้นส่วนสะพานรูปกล่อง

ในยุคต่อมาเมื่อการจราจรเริ่มหนาแน่นโดยเฉพาะในเมือง ทำให้ความยาวช่วงสะพานจะต้องไกลขึ้น หรือแม้แต่ในช่วงข้ามทางแยกหรือแม่น้ำ ก็อาจจะมีระยะทางเป็นหลักร้อยเมตรได้ ลักษณะความยาวแบบนั้นก็จะ

“ต้องเปลี่ยนมาใช้คานสะพานแบบใหม่ที่ใช้ระบบคอนกรีตอัดแรงเหมือนกัน โดยจะทำคานสะพานคอนกรีตอัดแรงรูปกล่อง (Prestress Segmental) ที่มีช่องว่างภายใน และดึงลวดเข้าไปภายในช่องว่าง แตกต่างจากคานแบบเดิมที่ลวดอัดแรงจะอยู่ภายในคอนกรีต”

การใช้คานสะพานในลักษณะนี้มีข้อดีตรงที่ หากในอนาคตมีการจราจรหนาแน่นมากขึ้น ก็จะดึงลวดอัดแรงเข้าไปเพิ่มเติมได้ การใช้สะพานแบบนี้จะมีให้เห็นได้ 2-3 รูปแบบ ได้แก่ 

ภาพ: Launcher ในงานก่อสร้าง

กรุงเทพมหานครและปริมณฑลและทางยกระดับสำหรับรถไฟฟ้า จะใช้เป็นชิ้นส่วนสำเร็จเป็นชิ้น (Segment) ใน 1 Segment อาจมีความกว้าง 2.5-3.5 ม. ถ้าคานมีระยะ 40 เมตร ก็ต้องนำจํานวนชิ้นเอามาเรียงกัน และต้องมีอุปกรณ์ยึดชิ้นส่วนไว้ 

“โครงเหล็กเรียกว่า Launcher ใช้ประกอบชิ้นส่วน Segment”

ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการปิดการจราจรเพื่อขนย้ายชิ้นส่วน โดยใช้โครงเหล็กที่เรียกว่า Launcher แล้วใช้สลิงแขวน Segment แล้วดึงขึ้นประกอบกันตามความยาวที่ต้องการ แล้วดึงลวดอัดแรงในภายหลัง

สำหรับคานสะพานที่มีความกว้างมากกว่าปกติ เช่น ตอม่อที่มีความมากกว่า 40 เมตร และมีความยาวช่วง 200-300 เมตร ก็จะใช้คอนกรีตอัดแรงแบบหล่อกับที่ เพราะโดย Economy of Scale ตัวอย่างเช่น สะพานพระราม 3 จะใช้แบบหล่อในแนวนอน แล้วเลื่อนแบบหล่อออกไปเรื่อย ๆ จนทั้งสองฝั่งมาชนกัน ทำให้ได้ความยาวช่วงที่ต้องการ