بخشی از مقاله
چکیده
ضرورت بهره برداری ، مدیریت و نگهداری پلهای موجود در محورهای سطح کشور در طول عمر مفید آنها مطابق با شرایط اقلیمی و سطوع عملکرد مفید پلهای موجود تنظیم میگردد و صورت برداری ، بازرسی ، نگهداری و بودجه بندی مطابق با شرایط هر پل بصورت مجزا تعریف شده که با ارائه سیستمی دانش محور جهت ارزیابی وضعیت اعضاء پلها تحت تأثیر انواع عوامل مرتبط مورد بررسی قرار میگیرد. لذا تمرکز تحقیق بر روی ارائه مدلی مفهومی و رویکردی کاربردی جهت ارزیابی و رده بندی پلها بر مبنای معیارهای شاخص سلامت و به منظور اولویت بندی و بودجه بندی نگهداری پلهای بتنی میباشد.
ابتدا مطالعه نارساییها ، عوامل خرابی و زوال اعضاء پلها مورد ارزیابی قرار میگیرد و سپس با استفاده از سیستم های خبره تصمیم گیری رویکردی نوین برای ارزیابی و اولویت بندی معیارهای موثر بر وضعیت پلهای بتنی تهیه و بر این اساس امکان اتخاذ تصمیم و اولویت بندی اتخاذ بودجه و اقدامات لازم برای تعمیر و نگهداری پلها صورت میگیرد. مطالعه موردی تحقیق حاضر در خصوص ضریب اهمیت اعضاء تعدادی ازپلهای بتنی جنوب کشور انجام گردیده است که بکمک نو آوری موجود در تحقیق حاضر مبنی بر بومی سازی و رویکرد نوین به شاخص های سلامت پلها و اولویت بندی و بودجه بندی نگهداری پلهای مورد مطالعه پرداخته شده است. نتایج حاکی از کارایی بالای رویکرد مذکور در ارزیابی و رده بندی سلامت پلها در منطقه مورد مطالعه می باشد.
مقدمه
توجه به نقش قابل توجهیکه پلها در شبکه های حمل و نقل سراسر دنیا دارند، عملیات و فعالیتهای تعمیر ونگهداری و بازسازی آنها نیز با وجود محدودیت بودجه بندی میبایست الویت بندی شود نتایج یک ارزیابی محافظه کارانه یک پل منجر به اقداماتی مانند تقویت پل یا تعمیرهای غیر ضروری میشود که جز اقدامات پر هزینه برای سیستم نگهداری یک پل به حساب میآید. از سوی دیگر هر گونه تاخیر و به تعویق انداختن عملیات تعمیر و نگهداری پل میتواند باعث هزینه های سنگین در آینده شده و یا حتی میتواند باعث تخریب پل و ابنیه فنی مرتبط و به عبارتی دارایی و سرمایه موجود گردد.
دقت و صحت از تصمیم گیری های توسعه یافته توسط هر مدیر و مهندس راهسازی، پل سازی، متکی به دقت ارزیابی پل بوده که خود در نتیجه بازرسی های چشمی و شواهد حاصل میشود بسیاری از سیستم های رتبه بندی و ارزیابی پل ها دارای پایه و اساس و خمیر مایه ذهنی و تعصب های شخصی و اعمال سلیقه شخصی کارشناس مربوطه در مراحل مختلف میباشد. که وضعیت بهبود یافته کنونی باعث شده است تا حد بسیار زیادی از تاثیر عوامل محیطی و احساسی دور باشد.
اهمیت ساختار و سازه و سطح آسیب پذیری و آسیب دیدگی مصالح دو عامل بسیار مهم و اصلی در ارزیابی اعضای سازه و به عنوان عاملی برای تخمین و برارود مدت عملکرد و سن سازه ها مورد استفاده قرار میگیرد. جانمایی و تاثیر عوامل محیطی و اقلیمی و موقعیت شرایط راه بردی و استرتژیکی محور های مواصلاتی شبکه های حمل و نقلی و سوابق نگهداری به عنوان ضرایبی کلی مرتبط با سازه ها پیاده سازی میشوند.
در این روش از تحلیلهای سلسله مراتبی برای ارزیابی برداری و الویت بندی عوامل مرتبط با وضعیت پل ها و سازه ای مربوطه استفاده شده است. در دو دهه گذشته، مشکلات مربوط به پل های قدیمی به یک نگرانی عمده برای مدیران منابع و جامعه جهانی تبدیل شده است و تلاش های قابل توجه ای را برای طراحی و پیاده سازی مدیریت پل ها BMS برای بازسازی زیر ساخت های اساسی مسیر های قدیمی باعث شده است. در ایالت های متحده بیش از %70 از پل ها قبل از سال1335 ساخته شده اند .[1]و بخش اعظمی از پل های مستعمل فعلی بریتانیا در اوخر سال های 1950 تا اواسط سال های 1970 ساخته شده اند.
2 ] درایالت نیوساوت ولز، استرلیا حدود %70 از پل ها قبل از سال 1985 ساخته شده اند و در صد قابل توجه های را در اواسط 1930 اختصاص داده که اوج آن در دهه 70 میلادی میباشد با اتمام بسیار از زیر ساخت های جاده ای و افزایش عمر پل های شبکه های جاده ای ارتباطی فعلی باعث شده است که سیاست گذاری مدیران و مقامات مسول را به سمت فعالیت های تعمیر و نگهداری و بازسازی پل های موجود در شبکه قبلی سوق داده و باعث شده است که از ایجاد و طرح ریزی شبکه راهی جدید اجتناب نمایند.[ 3 ] اطمینان از تصمیم گیری برای پیدا کردن یک استراتژی بازسازی و یا تخصیص سرمایه گذاری و اعتبارات لازم به شدت به دقت لازم و بررسی وضعیت و روند تشخیص وابسته میباشد. بنابراین بسیاری از مسولین پل ها و مقامات تصمیم گیری کننده معیار ها ی استرتژیهای خاصی را برای بررسی و بازرسی و شرایط امتیاز دهی را تدوین و تهیه نموده اند.
در تحقیق حاضردر قسمت اول شناخت مختصری در خصوص انواع متداول روشهای بازرسی ، تهیه گزارشات مربوط به وضعیت پلها پرداخته که در قسمت دوم نسبت به تعریف و تدوین یک سری معیارها و شاخص هایی که برای اولین بار با رویکردی نوین مطابق اقلیم و شرایط حاکم بر شبکه حمل و نقلی کشور تدوین گردیده که در ادامه و در قسمت سوم ضمن بررسی موردی در خصوص وضعیت اهمیت اعضاء سازه ای یکی از پلهای جنوب کشور مطالعات میدانی صورت گرفته که حاکی از کارایی بالای رویکرد مذکور در ارزیابی و رده بندی سلامت پلها در منطقه مورد مطالعه می باشد که ماحصل بررسی معیارها در قسمت چهارم تحقیق با تدوین مدلی مفهومی برای ارزیابی و رده بندی پلها بر اساس شاخص سلامت آنها ارائه گردیده استکه در قسمت نتیجه گیری با رویکردی توسعه طلبانه و با توجه به اینکه نو آوری تحقیق حاضر در بومی سازی و تعریف شاخصهای تعیین سلامت پلها میباشد، میتوان برای اقلیم ها و مناطق مختلف کشور مورد بررسی قرار گیرد.
بازرسی پل در سیستم های مدیریت پلها
بازرسی پل یک فعالیت ضروری در هر سیستم مدیریت پل1 بوده که اهمیت آن بیشتر در پلهای فرسوده و قدیمی نمود پیدا می کند و یکی از راههای رتبه بندی پلها بحساب می آید و دقت ارزیابی وضعیت پلها بطور عمده بر روی کیفیت بازرسی متکی می باشد. از نظر تاریخی ارزیابی پلهای موجود بعنوان اولویت دوم در بازرسی ها در نظر گرفته می شود. بازرسیها معمولاً یک نتیجه از هشدارهای دریافتی از مشاهدات شواهدی خارج از سیستم شبکه های پل انجام میگیرد و یا به عنوان یک نتیجه با نمود و ظهور نارسایی و نقصان در یک پل باعث میشود که آن عضو یا سازه قادر به ارائه خدمات و سرویس نباشد.[4]
روشهای بازرسی در پلها عمدتاً از انجمن حمل و نقل ایالات متحده 2استنباط شده و توسط مسئولین و مقامات مربوطه بومیسازی گردیدهاند. ولی با این حال بسیاری از سازمانها و ارگانهای مرتبط با سیستم مدیریت شبکه های حمل و نقلی از استراتژی خود برای بازرسی و رتبه بندی بهره میبرند. اما اساس بازرسی المانها و اعضاء بعنوان مطمئن ترین روش برای ارزیابی شرایط در نظر گرفته میشوند.
بمنظور کاهش هزینه های ثابت و به منظور ارتقاء بهره وری ، سیستم های بازرسی نباید بصورت مکرر تغییر یافته و عوض شوند و همچنین می بایست در دوره های زمانی منظم و روتین بصورت مستمر صورت گیرد، بدیهی است کیفیت بازرسی به شدت مرتبط با دانش و تجربه باززرسان بوده و مطابقت با روش های پیشنهادی و اجرای دقیق روشها و دستورالعملهای مربوطه خواهد بود.[5]
قابلیت های سیستم مدیریت مطابق با استانداردهای بازرسی طرح ریزی و پیش بینی می باشد. این دوره های متناوبی و دورهای شامل مجموعهای از بازرسی های ثابت بر اساس جداول زمانبندی می باشند که دارای یک سری انعطاف پذیری هایی می باشند که به کاربران اجازه می دهد که در صورتی که مسائل خاص و مشکوکی از نظر ارزیابیها و بررسیهای ویژه رخ داد تغییراتی را در سطح کلی اعمال نمایند. انواع بازرسی ها را ممکن است در طول عمر یک پل مورد استفاده قرارداده و از آنها بهره گرفت که هر کدام بسته به نوع و موقعیت سازه و پل و شرایط مختلف در طول عمر یک پل مورد استفاده قرار میگیرند. ولی در مباحث زیر روشهای مهمتر و اصلیتر بازرسی ها شرح داده شده و به بحث و بررسی نحوه اجرای آن اشاره میشود.[6]
بازرسی اولیه3
بازرسی اولیه عموماً برای پلهای جدید الحداث و یا پلهای مستعمل و کارکردهای که برای اولین بار قرار است در پایگاه داده ها ثبت شده و جزء پلهای مورد مطالعه در سیستم مدیریت پلها شبکه قرار گیرند کاربرد داشته که در کل این بازرسی اولیه بعنوان گام نخست در روند بازرسی های دوره ای یک سازه بوده و پایه و اساس بازرسی های آتی و یا تغییرات احتمالی آینده یک پل می باشد.
بازرسی اولیه معمولاً از طریق دفاتر فنی و مراکز مدیریت پلها انجام گرفته و با گرد آوری یک سری اطلاعات با توجه به برنامه ها و چشم اندازهای ساخت و ساز و توسعه منطقه و اطلاعات مسیرها و محورهای موجود در شبکه راههای موجود آغاز گشته و تأئید صلاحیت و شرایط چون ساخت و حین اجرا ادامه می یابد. نواقص اولیه که در بازدیدهای اولیه ثبت و مشاهده میشوند ممکن است در زمان ساخت و اجرا رخ نداده باشد و با ایجاد تغییرات در وضعیت از محل و موقعیت مانند فرسایش ، آب شستگی و ... می بایست در طبقه بندی از سطوح پائین و دامنه های اولیه توجه ویژه گردد.
بازرسی دوره ای4
بازرسی معمولی یک روش تشخیصی با بیشترین پتانسیل است و به طور کلی بر اساس مشاهدات مستقیم تصویری از قسمتهایی از یک پل که بیشترین موقعیت و شرایط مواجهه با شرایط طبیعی و عوامل جوی را داشته و در معرض خطر میباشد را شامل میشود. و این بازرسیها متکی بر فرمهای ارزیابی تهیه شده توسط بازرسان پلها انجام می گیرند. در طول بازرسی هیچ نقص ساختاری قابل توجهی انتظار نمی رود و عملیات و اقدامات توصیه شده بدون عملیات نگهداری و پشتیبانی به نتیجه نائل نمی شود. دوره های پانزده ماهه برای برنامه بازدید توصیه میشود و نفوذ و تأثیرات شرایط جوی و آب و هوایی و شرایط عمومی محیط پلها و تخریب و زوال آنها را می توانند مورد ارزیابی قرار دهند .[6]
بازرسی تفصیلی5
آزمونهای درجای سریع و ساده غیر مخرب می بایست در ثبت جزئیات دقیق بازرسی علاوه یر مشاهدات بصری به عنوان راهی برای بازرسی تمام جزئیات که بطور به القوه ممکن است منجر به مشکلات در آینده گردند انجام گرفته و این امکان وجود دارد که به معنای اصلی و خاص دسترسی ممکن در شرایط مورد استفاده قرار بگیرند که بعنوان یکی از موارد در نظر گرفته شده و تعریف شده ضروری در نظر گرفته شوند. دوره تناوبی مورد پیشنهاد برای ارزیابی تفصیلی معمولاً 5 ساله می باشند.[6] می توان گفت در صورتی که نیاز به پیگیری و تحت نظر گرفتن پیشرفت نواقص خاصی از سازه و سیستم پل وجود داشته باشد میتوان زمانبندی بازدید ها را به دوره های یک ساله تغییر داد.
با توجه به نظر برانک و بریت در سال 2004 برنامه ریزی و بازرسی دقیق و تفصیلی ارائه شده شامل مطالعات دقیق از پرونده پلها برای بدست آوردن و کسب و تکامل نواقص شناساییها و بازرسیهای قبلی بوده که طی بازرسیهای تفصیلی بعمل آمده نقاط حساس و مورد توجه که از لحاظ موقعیت و شرایط در حالت خاصی هستند به صورت مجزا و دقیقتر مورد بررسی قرار میگیرند، ضروریست فایلهای بازرسیها در محل پلها موجود بوده و لیستی از کلیه المانها و نقاط حساس تهیه شده و مشخص شوند که تمامی نقشه ها با مشخصات کامل اعضاء مورد نظر مشخص شده باشند و به همراه آخرین فرمهای بازرسی دوره ای به همراه کتابچههای راهنما تهیه و در سایت موجود باشند.
بازرسی سازه ای6
ارزیابی سازهای معمولاً در نتیجه تشخیص کمبودها و نواقص کلی سازهها و یا عملکرد سازهها در طول بازرسیهای روتین و دوره ای و بازرسی های تفصیلی حاصل میشود.و همچنین گاهی اوقات ممکن است زمانی که ترکهای موجود در عرشهها و المانها رو به گسترش بوده و یا سازه نیازمند تقویت ساختاری و سازهای هستند لازم باشد. از نتایج مورد انتظار این بررسیها میتوان به مواردی چون بررسی خصوصیاتی از نواقص و کاستیهای سازهای، برآورد باقیمانده سازهها با استفاده از مدلهای ریاضی و همچنین ارزیابی ظرفیت باربری آنها اشاره کرد.
البته پیش بینی و در نظر گرفتن موارد مورد نیاز در خصوص تنظیمهای بازرسی و ارزیابی مقولهای ساده نبوده و طیف گستردهای از شرایط میتوان یک ارزیابی سازهای را آغاز نماید. ثبت و جمع آوری کلیه اطلاعات نیروهای استاتیکی و دینامیکی وارده به سازهها وتمامی نتایج ارزیابیهای آزمایشگاهی قطعات و اجزای سازهای میتوانند ارزشمند باشند. با این حال، آنها می بایست با در نظر گرفتن صرفه جوییهای لازم در امر تعمیر و نگهداری توجه داشته باشند، چرا که در صورت بالا رفتن هزینهها آنها مجبور به قطع ترافیک عبوری از روی پلها برای مدت نامشخص شده و منتج به خارج نمودن سیستم پل از شبکه حمل و تقل میگردند.
[6]گزارشهای نهایی از ارزیابیهای سازهای میبایست شامل شاخصها و معیارها ، فرمهای شناسایی سازهها ، نقشهها و طرحهای شماتیک از پل، فرمتها و فرمهای استاندارد و ائیننامهای وضعیت و موقعیت کلی سازه ها، خلاصهای از مهمترین نتایج و تجهیزات مورد استفاده و اوراق و اسناد کالیبراسیون و بروز رسانی عکس ها باز نمودهای شماتیک از مغزهگیریهای بعمل آمده ، شناسایی و مشخصات به همراه شرح و توضیحات لازم در خصوص مغزه ها و شناسایی مشخصات به همراه شرح و توضیحات لازم از آسفالت روسازی ، نقشهها ، تصاویر تمام اطلاعات و برداشتهای جمع آوری شده از بازرسیهای سازهای بعمل آمده میبایست با ثبت تاریخ و مشخصات با جزیات لازم به پرونده پلها اضافه گردد.[7]
بازرسی ویژه
بازرسی ویژه میتواند برای شرایط ویژه و خاصی را مانند وقوع زلزله، سیلهای غیر معمول، تردد بارهای ترافیکی سنگین و غیره شامل شده و تحت پوشش قرار دهد. این بازرسیها میبایست توسط تست وآزمایش و تجزیه و تحلیل سازهای انجام و تکمیل گردند، لذا نائل شدن به همچنین نتایجی میبایست تیم بازرسی متشکل از مهندسین طراح پل باشد. تا بتواند اطلاعات و جزئیات ساختاری و سازهای اعضاء پل را در ارزیابی پلها در نظر بگیرند.[8]
توسعه و رتبه بندی پلها با استفاده از سیستم متحد
شرایط ارزیابی پلها ، ارزیابی تفاوت وضعیتهای پلها در وضعیت طراحی، وضعیت ساخت، موقعیت جایگیری و جانمایی سازهها میباشد. میتوان برای هر یک از اجزاء پل ها یک گروه از عناصر مشابه در یک محدوده از سازه و یا در تمام دهانه پلها، قطعات و در نهایت کل پل تعریف کرد، و مورد استفاده قرار گیرد. در ضمن تعیین نتیجه کفایت نظارت و نگهداری و اثرات حمل و نقل و محیط زیست منطقه تعریف و پیش بینی نیازهای حال و آینده سازههای پلها در شبکه راههای یک منطقه را می توان از اقدامات بازرسیهای بعمل آمده تعریف کرد.[9]
