سیستم های كامپیوتری مدیریت پل

پیش زمینه آژانس شاهراه “hihung Agency” مسئولیت اداره شبكه راههای اصلی انگلستان را به عهده دارد این امر به معنای نگاه داری و بهبود بخشیدن به شبكه موجود است كه پل ها بخش مهمی از آن را تشكیل می دهند

سیستم های كامپیوتری مدیریت پل

بخش اول: طرح كلی

مقدمه

جی ای كرمن، مهندس اصلی (عالی رتبه) شاهراه، آژانس شاهراه ها

پیش زمینه آژانس شاهراه “hihung Agency” مسئولیت اداره شبكه راههای اصلی انگلستان را به عهده دارد. این امر به معنای نگاه داری و بهبود بخشیدن به شبكه موجود است كه پل ها بخش مهمی از آن را تشكیل می دهند. پل ها نه فقط به دلیل وجود كاربردی خود بلكه به دلیل منابع اساسی مورد نیاز برای نگاهداری آنها اهمیت دارند.

از سال 1988، سرمایه صرف شده برای برنامه نگهداری پل های راه های اصلی كشور حتی به مرز 1000 میلیون پوند هم رسیده است. بخش اعظم هزینه به نیاز مبنی بر نگهداری پل ها در حد استاندارد و به خصوص در مورد وسائط نقلیه سنگین اروپایی بین المللی مربوط است. هدف اصلی، حصول اطمینان از این امر است كه از اول ژانویه 1999 تمام سازه هایی كه راه های اصلی بر آنها سوارند می توانند به طور ایمن توسط كامیون ها مورد استفاده قرار گیرند.

در سال های اخیر، پل های راه های اصلی برای هیئت مدیره این آژانس از جایگاه خاصی برخوردار بوده اند، زیرا ناسیونال آدیت آفیس «دفتر اصلی ممیزی»، كمیته حسابهای مردمی پارلمان و كمیته حمل و نقل یكی پس از دیگری در این زمینه سرمایه گذاری كرده اند. این امر سبب شده است آژانس بیش از حد معمول به سازه ها توجه كند.

واضح است كه برنامه 15 سالة احیاء (بازسازی) پل های جاده‌ای نشانگر یك تلاش اساسی از سوی آژانس است كه با هدف بهبود بخشیدن به پل‌ها می‌باشد به گونه‌ای كه این پل ها تحت شرایط ترافیكی سنگین امروزه بتوانند عملكرد صحیحی داشته باشند. مقامات محلی و سایر صاحبان پل نیز در مورد پل های خود دست به اقدامات مشابهی زده اند.

این اقدامات بسیار آموزنده بوده اند. یك پیام واضح حاصل از این اقدامات نیاز مبرم به یك سیستم جامع برای مدیریت پل هاست. بسیاری از پل ها بدون هیچ اشكالی در ارزیابی ها رد می شوند پس دانستن این كه آیا لازم است كاری برای اطمینان یافتن از ایمنی عمومی انجام شود یا فقط مسائل مربوط به هزینه كل عمر پل ضروری هستند، مهم است. این همان جایی است كه داوری واضح مهندسی مورد نیاز است.

فواید حاصل از صرف هرگونه پول برای فعالیت های مدیریتی چندان روشن نیست. فوائد هر نوع اقدام اصلاحی یا پیشگیری كننده بسیار پیچیده است. اگر به طور آشكار خطر تخریب یا افتادن پل وجود داشته باشد، انجام بعضی اقدامات ضروری است، اما اگر اقدامات مربوط به كاهش دادن هزینه های آینده باشند، سود آنها فقط در درازمدت معلوم می شود.

«های ویز ایجنسی» (Highwaysw Agency) شروع به بازنگری در پایگاه اطلاعاتی قدیمی كرده است و اقدامات جدیدی را آغاز نموده است. این كارها از طریق چندین پروژه با شركت متخصصان داخلی و خارجی صورت می گیرند. تیم ها در حال بررسی اصول اساسی فرآیندهای مدیریت پل صفی هستند. هدف آنها رسیدن به نظام قانونمندی است كه جواب سؤالات آنها را بدهد.

اقدامات آژانس نه تنها بر فعالیت های نمایندگان و پیمانكاران نگهداری خود آن، بلكه روی سایر مقامات مسؤول پل ها در انگلستان و جاهای دیگر كه بخواهند از این روش‌ها استفاده كنند، ‌تأثیر خواهد گذاشت. بنابراین، باید بر این نكته تأكید كرد كه هرگونه نتیجه گیری در بارة این موضوعات باید بر اساس موافقت و هماهنگی عده زیادی انجام شود. امید است این كتاب نقش مؤثری در بحث در باره این موضوعات مهم داشته باشد.

مسائل جهانی (مربوط به كل دنیا)

مؤلف این اثر، به عنوان عضوی از «كیمته اجرائی انجمن راه های جهان» (PIARC) (Executive Committee of the World Road Association)،‌كاملاً آگاه است كه نگهداری پل ها در حال حاضر موضوعی بسیار مهم برای بسیاری از كشورهای دنیاست. در دهه های اخیر، رشد تقاضا برای حمل و نقل جاده ای به گسترش سریع شبكه راه ها، تقریباً در تمام كشورها انجامیده است. در طول مدت زمانی نسبتاً كوتاه، تعداد زیادی پل احداث شده است. بسیاری از این سازه ها د ر طول مدت چند سال پس از ساخت، دچار مشكلات و نقص های فراوانی شده اند. در بسیاری كشورها، از دهه 60 به بعد، نیاز به نگهداری پل ها تا حد غیرقابل كنترلی افزایش یافته است.

هنگامی كه مقامات مسؤول آگاه شدند، نقص های بسیاری در این سازه ها كشف شده بودند. در شبكه راه های انگلستان، در طی برنامة احیاء و بازسازی فعلی، معلوم شد كه 20 درصد سازه ها زیر حد استاندارد قرار دارند. چنین انتظار می رود كه %30 از پل های موجود در ایالات متحده آمریكا نیز دارای نقص باشند. سال گذشته لوری هانیز (Lowrie Haynes)، مدیر اجرای آژانس، و نویسنده این اثر نشان دادند كه سازه های بالا رفته «بزرگراه هان شین» در نزدیكی اساكا در ژاپن فقط سی سال پس از ساخت در حال تخریب گسترده هستند. این شرایط نشانگر مسائل اقتصادی و لجستیكی برای مقامات مربوطه هستند.

ولی باید راه حل هایی یافت. ما باید دست به دست هم دهیم و قابلیت و توانایی فنی لازم برای حل این مشكلات را، چه مشكلات معمولی منتهی به خرابی پل باشند، چه مسائل جدید تأثیرگذار روی بتن مثل واكنش آلكالی – سیلیكا یا تامازیت (Thaumasite)، به دست آوریم. این حرفه باید روش ها و مواد ابداعی جدید مثل استفاده از پلاستیك های تقویت شده فیبری (رشته ای)، و سایر فن آوری ها را بررسی كند. «های ویز ایجنسی» به شدت ابداع و نوآری در هر بعد از فعالیت ها را تشویق می نماید. این آژانس سالانه چیزی حدود 5 میلیون پوند برای R&D در حوزه سازه ها هزینه می كند.

اهداف

با این وجود، در دنیایی كه امروز در آن زندگی می كنیم، فقط در پی راه حل های مهندسی بودن، كافی نیست: (صرفاً جستجوی راه حل های مهندسی كافی نیست) جامعه انتظار دارد ما به عنوان مهندسان و مدیران هر اقدامی كه انجام می دهیم سایر مسائل را هم مد نظر قرار دهیم. اولین و مهمترین مسائل البته «ایمنی» است. سازه ها باید در یك وضعیت ایمن نگاه داشته شوند، و هرگاه خطر جدی وجود داشته باشد، باید بلافاصله اقدامات امنیتی صحیح صورت گیرند.

مسئله بعدی، نیازهای مشتری و دیدگاه كاربران است. مشتریان توقع دارند اختلال در ترافیك به حداقل میزان ممكن برسد تا آنجایی كه به سازه ها مربوط است، این امر یك شمشیر دو لبه است – اگر مشكلی پیش آید، ترافیك مختل می‌شود و اگر تلاش كنید با انجام تعمیرات از بروز هرگونه خرابی و مشكل جلوگیری كنید، باعث اختلال می شود.

علت وجود راه ها، خدمات رسانی به كاربران است. پس باز نگاهداشتن راه ها برای استفاده كاربران یك هدف اولیه است. اقدامات نگهداری باید به گونه ای طراحی شوند كه هر نوع اختلال در ترافیك حاصل از آن به حداقل برسد. بروز اختلال در جریان ترافیك نه تنها برای استفاده كنندگان از راه مشكل ایجاد می كند، بلكه در سرعت های پایین هم، آلودگی حاصل از بخارهای (گازهای) اگزوز به بدترین حالت خود می رسد. بنابراین، به حداقل رساندن آثار زیانبار روی محیط زیست هم از دیگر مسائلی است كه باید هنگام طراحی فعالیت ها به آن توجه كنیم.

مردم و پرداخت كنندگان مالیات از ما توقع دارند هنگام صرف هرگونه هزینه از ارزش پول اطمینان حاصل كنیم. هنگام تعیین ارزش پول، باید فراتر از بازده (سود) فوری یا كوتاه مدت بنگریم. عملكرد سازه ها در تمام طول عمرشان با توجه هزینه های نگهداری آنها در آینده باید مد نظر قرار گیرند.

-بقا و دوام سازه ها را هم نباید فراموش كرد حجم زیاد اقدامات احیاء و مرمت در حال حاضر نشان می دهد كه ما در گذشته چندان موفق نبوده ایم. ما باید سعی كنیم از پیش برای همه چیز برنامه ریزی كنیم و در مواقع مناسب را از نیازهای سرمایه گذاری ولجستیك در آینده آگاه سازیم. اقدامات پیشگیری كننده باید طوری طراحی شوند كه مفید و مؤثر باشند و منابع كمیاب را به هدر ندهند. مواد و روش های پردوام تر نیز به این ترتیب مسئله مهمی هستند. در عین حال نباید نیاز به قابلیت سریع جایگزینی قطعات را نادیده بگیریم.

مهندسان و دیگران باید در تمام اقدامات و طرح های خود تمام این اهداف را مد نظر قرار دهند و نتایج حاصله باید نمایانگر یك توازن رضایتبخش میان آنها باشد.

چالش جدید

كاملاً قابل درك است كه از لحاظ فنی، تعیین میزان برآورده شدن این اهداف هسته ای در هر اقدام مهندسی، كار دشواری است. دشواری این امر ناشی از آن است كه برآوردهای درازمدت نه تنها چندان قابل اطمینان نیستند بلكه تحت تأثیر مسائل دیگری هم هستند مثل این كه هزینه های صرف شده در حال حاضر را تا چه حد می توان با هزینه های ناشی از تأخیرهای ترافیكی در آینده مقایسه كرد.

با این وجود این مسئله چالشی است كه مهندسی پل در حال حاضر با آن مواجه است مهندسان باید نه تنها از نتایج اقدامات خود در كوتاه مدت آگاه باشند بلكه باید تأثیر این فعالیت ها روی نسل های آینده را هم بدانند. آنها باید تا آنجا كه ممكن است تمام گزینه های موجود و ریسك های مربوط به هر یك را بررسی كنند و بهترین اقدامات را پیشنهاد نمایند.

آینده

همكاری و شراكت، كلید داشتن آینده بهتر است. این آژانس در كنار ابداع و نوآوری به شركت و همكاری هم پرداخته است تا از استفاده بهینه راه ها و پل های مهمی در آینده اطمینان حاصل كند.

در نتیجه پژوهش های در حال انجام در سراسر دنیا، امروزه امكان یافتن روش های عاقلانه تر برای درنظر گرفتن ریسك ها و گزینه ها در مهندسی پل وجود دارد. عامل و آینده انجام این كار، مسائلی است كه مقامات مسؤول بزرگراه همه جا با آن روبه رو هستند. مهم ترین این مسائل چگونگی تقسیم سرمایة اندك موجود در میان این همه اقدامات واجب و ضروری است.

بسیار امیدواركننده است كه كار ارائه شده در این كتاب حاصل همكاری وسیع متخصصان بین المللی است. ما صادقانه امیدواریم كه چنین همكاری های بین المللی و گسترش و تداوم یابد.

در آخر، باید گفت كه پروژه های گنجانده شده در این كتاب صرفاً تمرین های دانشگاهی (آكادمیك) نیستند، بلكه روش ها و معیارهای تولید هستند كه برای مهندسان بسیار مفید می باشند و بر استراتژی و اقتصاد مدیریت شبكه های راه ها تأثیر واقعی خواهند داشت. اقدامات جدید برای ارزیابی كل طول عمر در حال حاضر روی سازه ها در میدلند لینكر و قسمت های MCI در لندن – كه دو نمونه از بزرگترین پروژه های نگهداری پل در شبكه راه های انگلستان هستند – در حال انجام هستند. چنین روش های كاربردی مبتكرانه ای باید تداوم یابند.

نگاهداری سازه های «های ویز ایجنسی»

دیوید بیكر، های ویز ایجنسی، انگلستان

مقدمه

«آژانس بزرگراه ها» در اول آوریل 1994 به عنوان «نماینده اجرایی وزارت (دپارتمان) حمل و نقل انگلستان» تاسیس شد. مسئولیت این آژانس ارائه یك شبكه راه ها و جاده های ایمن، موثر و قابل قبول برای محیط زیست در انگلستان است. «آژانس بزرگ راهها» قصد دارد با مدیریت و نگهداری مؤثر، از شبكه 9500 مایلی حاضر حداكثر استفاده را بكند. این شبكه شامل حدوداً 9500 پل و 5100 سازه دیگر از قبیل دیوارهای حائل، نهرهای سرپوشیده، علائم راهنمایی رانندگی است. 80 درصد از پل ها عمدتاً از بتن ساخته شده اند، 15 درصد سازه های فولادی هستند و 5 درصد طاق های سنگ كاری شده هستند. در این میان سازه های مختلفی از «لیبون بریج» (هفت پل) به وسعت 988 متر گرفته تا نهرهای سرپوشیده كوچك با وسعت كمتر از یك متر دیده می شود. بیشتر پل ها در سی سال اخیر ساخته شده اند ولی بعضی از آنها دارای قدمتی 100 ساله هستند.

برنامة احیا و بازسازی پل ها

در نوامبر 1987، دپارتمان حمل و نقل یك برنامه 15 ساله را برای احیاء پل های موجود در راه ها و جاده ها و سایر سازه ها آغاز نمود (برنامه پل ها). این برنامه در واكنش به رشد سریع حجم ترافیك، افزایش وزن مجاز وسائل نقلیه، مسائل مربوط به دوام پل های بتنی و سایر سازه ها كه بر اثر پاشیدن نمك برای باز شدن یخ ها ایجاد شده بود، طراحی شد.

«آژانس بزرگ راهها» برنامه پل ها را به موازات برنامه های احداث و نگهداری راه ها و جاده ها اجرا كرده است. «نمایندگی های نگهداری»، كه از شركت های مهندسان مشاور و مقامات محلی تشكیل شده اند، برنامه پل ها را به نمایندگی از این آژانس به اجرا درمی آورند. اهداف اصلی آنها برای نگهداری راه ها و جاده ها به این ترتیب است:

خفظ سرمایه گذاری های انجام شده در گذشته در سیستم راه ها با صرف هزینه بهینة برای طول راه ها و ایجاد كمترین اختلال در جریان ترافیك: و حصول اطمینان از این امر كه راه ها ایمن و قابل اعتماد هستند و كیفیت راندن در آنها حد استانداردی را برآورده می كند. (طرح تجاری های ویز ایجنسی،
96-1995)

به طور خاص هدف این آژانس در رابطه با نگهداری پل چنین است:

حفظ ثبات ساختاری و ایمنی از طریق نگهداری و در صورت لزوم ارتقاء و رساندن پل ها و سایر سازه ها به یك استاندارد قابل قبول با صرف كمترین هزینه در طول عمر سازه (89-1988)

«آژانس بزرگ راهها» استانداردها و كتابچه های راهنمایی را وضع و صادر می كند كه تمام مهندسان موظفند در هنگام طراحی، مقاوم سازی، ارتقاء بخشیدن و نگهداری پل ها و سایر سازه ها از آن پیروی می كنند. این استانداردها موارد ضروری ذكر شده در برنامه پل ها را پوشش می دهند (دربر می گیرند) و آژانس بزرگ راهها برای تعریف ارزیابی ماهیت، كیفیت و كمیت كار انجام شده روی سازه ها از این استانداردها استفاده می كند. وقتی دانش و اطلاعات آژانس در باره رفتار پل ها و سازه ها افزایش می یابد، این استاندارد هم به روز می شوند. این آژانس هزینه یا برای انجام شدن بازرسی های دوره یا جهت حصول اطمینان از نگهداری پل ها طبق استانداردها و شناسایی اقدامات ضروری برای بهبود، پیشرفت و نگهداری سازه‌ها اختصاص داده است.

علاوه بر پل های آژانس بزرگراه ها، حدوداً 000/100 پل در شبكه راه ها محلی وجود دارد. اكثر این پل ها به مقامات محلی تعلق دارند اگرچه حدود 10 درصد از آنها استفاده می كنند و احساس می كنند برای رفع نیازهایشان كافی است. علی رغم استفاده گسترده از Pontis در ایالات متحده آمریكا، هنوز حوزه هایی وجود دارند كه به كار و بهبودهای بیشتری نیاز دارند. این مسائل، موضوع طرح های پروژه های فعلی هستند.

توسعه و تحقیق استراتژیك

«اداره فدرال بزرگ راهها» در حال حاضر فعالیت پژوهشی خود را به سه حوزه وسیع تقسیم كرده است. اولی، مدیریت پل است یعنی بهبود بخشیدن به بازرسی ها، ارزیابی های غیرتخریبی و سیستم های مدیریت پل. دومی، مواد ساختمانی (مصالح) با كیفیت بالا هستند. در حال حاضر پژوهش‌هایی در باره فولاد با كیفیت بالا، بتن با كیفیت بالا، پولی مرهای فیبری و آلومینیوم در حال انجام است. سومین حوزه، كه كاربردهای مهندسی نام دارد، دسته بندی فعالیت های پژوهشی است كه در حوزه‌ای كه قبلاً ذكر شد جای نمی گیرد. این فعالیت‌ها عبارتند از روش های و فن آوری‌ها بهبود یافته، طراحی، مسائل مربوط به زلزله، فرسایش، مسائل هیدرولیك و ژئوتكنولوژی.

هدف گروه اول فعالیت ها بهبود بخشیدن به وضعیت پل های كشور از طریق استفاده مؤثر از فن آوری جدید است. بعضی پروژه های خاص در دست اجرا عبارتند از:

-وارد كردن (لحاظ كردن) بازرسی سطح عناصر و ارزیابی وضعیت پل و فاكتور تحمل بار و مقاومت در كتابچه راهنمای AASHOT

-روش های پژوهش و ارزیابی برای استفاده از اطلاعات مربوط به بازرسی به عنوان پایه و اساس ارزیابی نیازهای ملی، ارزیابی عملكرد پل ها و روش های تخصیص بودجه

-فن آوری هایی برای ارزیابی كلی پل ها با پژوهش های سریع و بهینه

-فن آوری هایی برای ارزیابی و اكتشاف سریع ترك های ایجاد شده در پل

-روش های بهبود یافته از طریق پژوهش برای نمره دادن سریع و كمی به ظرفیت تحمل پل ها

-روش های بهبود یافته از طریق پژوهش برای ارزیابی فونداسیون های ناشناخته

-احداث و اداره یك مركز برای به كار بردن فن آوری های غیرتخریبی در بزرگ راهها

-تعیین احتمال مطالعات شناسایی برای بازرسی بصری در پل های واقع در بزرگراه ها

-روش های جدید در سیستم های پشتیبان اتخاذ تصمیبم در مدیریت پل ها از جمله روش‌های بهینه سازی، طراحی پایگاه داده، مدل سازی دیتا و مدل های فضائی دیتا

-ایجاد روش های بهینه برای هزینة چرخه عمر

-برگزاری یك كنفرانس بین المللی در باره مدیریت پل

هدف اصلی در حوزه دوم پژوهش، ارتقاء بخشیدن و ایجاد مواد مستحكم تر و بادوام تر در ساخت و نوسازی پل هاست تا مدت خدمات رسانی پل ها (عمر مفید آنها) افزایش یابد. بعضی از پروژه های در دست اجرا یا آنهایی كه در آینده راه اندازی می شوند عبارتند از:

-راه اندازی و ارائه كمك فنی در پروژه های تست و آزمایش مواد  ساختمانی با كیفیت بالا در چندین ایالت

-به انجام رساندن مطالعات در مقیاس وسیع در باره ویژگی های استیل با كیفیت بالا

-به روز كردن و بهبود بخشیدن به ویژگی های مورد نیاز مواد ساختمانی

-ایجاد یك راهنمای طراحی و ورك شاپ (كارگاه) برای مواد ساخته شده از رشته های پلی مری (FRP)

-ایجاد یك پایگاه داده در باره پروژه های FRP از جمله ویژگیهای ماده

-ارائه مشاوره فنی در باره مواد ساختمانی مورد استفاده در پل ها

-هدف سومین حوزه (كاربردهای مهندسی) نوآوری در طراحی و ساخت پل و ایجاد صلاحیت فنی در حوزه های هسته ای فنی است. بعضی پروژه های مربوطه عبارتند از:

-ایجاد نرم افزار Virtis و Opis، با همكاری AASHTO، برای اندازه گیری تحمل بار پل ها و طراحی پل های جدید.

-برگزاری همایش بین المللی در باره زلزله

-انجام یك پروژه در مورد اقدامات لازم برای لاردبی

نتیجه گیری

«اداره فدرال بزرگ راهها» یك برنامه عملی مدیریت پل طراحی كرده است كه هدف از آن اجرای یك برنامه چندین بیلیون دلاری به منظور حصول اطمینان از ایمنی پل ها و بهبود بخشیدن به شرایط و وضعیت چندین هزار پل موجود در بزرگ راههای آمریكاست. كلید انجام و موفقیت این برنامه شراكت و همكاری با «دپارتمان های ایالتی حمل و نقل» برای به كارگیری روش های ثابت و هماهنگ و در عین حال قابل انعطاف است. این روش ها طی بیش از 25 سال شكل گرفته اند و دائم تلاش هایی در جهت بهبود بخشیدن به آنها صورت می‌گیرد. روش های جدیدی برای مدیریت پل طراحی و اجراء شده اند، فلسفه های جدید جایگزین تفكر قدیمی شده اند، فن آوری های جدید توسعه یافته اند و هر روز در این زمینه شاهد نوآوری های جدیدی هستیم. به نظر می رسد تنها فاكتور ثابت موجود «تغییر» است. تجربه FHWA در زمینه مدیریت پل در سطح ملی در محیطی دائماً در حال تغییر (ص 23) نشان داده است كه تغییر اغلب در جهت بهتر شدن وضعیت است، به خصوص اگر تمام عوامل دست اندركار در جهت رسیدن به یك هدف مشترك كاملاً روشن و دقیق عمل كنند و در چارچوب شراكت و احترام متقابل فعالیت كنند.

برچسب ها : سیستم های كامپیوتری مدیریت پل , سیستم های كامپیوتری , مدیریت پل , سیستم های كامپیوتری مدیریت پل , پروژه , پژوهش , مقاله , جزوه , تحقیق , دانلود پروژه , دانلود پژوهش , دانلود مقاله , دانلود جزوه , دانلود تحقیق