بخش اول: طرح كلي

مقدمه

جي اي كرمن، مهندس اصلي (عالي رتبه) شاهراه، آژانس شاهراه ها

پيش زمينه آژانس شاهراه “hihung Agency” مسئوليت اداره شبكه راههاي اصلي انگلستان را به عهده دارد. اين امر به معناي نگاه داري و بهبود بخشيدن به شبكه موجود است كه پل ها بخش مهمي از آن را تشكيل مي دهند. پل ها نه فقط به دليل وجود كاربردي خود بلكه به دليل منابع اساسي مورد نياز براي نگاهداري آنها اهميت دارند.

از سال 1988، سرمايه صرف شده براي برنامه نگهداري پل هاي راه هاي اصلي كشور حتي به مرز 1000 ميليون پوند هم رسيده است. بخش اعظم هزينه به نياز مبني بر نگهداري پل ها در حد استاندارد و به خصوص در مورد وسائط نقليه سنگين اروپايي بين المللي مربوط است. هدف اصلي، حصول اطمينان از اين امر است كه از اول ژانويه 1999 تمام سازه هايي كه راه هاي اصلي بر آنها سوارند مي توانند به طور ايمن توسط كاميون ها مورد استفاده قرار گيرند.

در سال هاي اخير، پل هاي راه هاي اصلي براي هيئت مديره اين آژانس از جايگاه خاصي برخوردار بوده اند، زيرا ناسيونال آديت آفيس «دفتر اصلي مميزي»، كميته حسابهاي مردمي پارلمان و كميته حمل و نقل يكي پس از ديگري در اين زمينه سرمايه گذاري كرده اند. اين امر سبب شده است آژانس بيش از حد معمول به سازه ها توجه كند.

واضح است كه برنامه 15 سالة احياء (بازسازي) پل هاي جاده‌اي نشانگر يك تلاش اساسي از سوي آژانس است كه با هدف بهبود بخشيدن به پل‌ها مي‌باشد به گونه‌اي كه اين پل ها تحت شرايط ترافيكي سنگين امروزه بتوانند عملكرد صحيحي داشته باشند. مقامات محلي و ساير صاحبان پل نيز در مورد پل هاي خود دست به اقدامات مشابهي زده اند.

اين اقدامات بسيار آموزنده بوده اند. يك پيام واضح حاصل از اين اقدامات نياز مبرم به يك سيستم جامع براي مديريت پل هاست. بسياري از پل ها بدون هيچ اشكالي در ارزيابي ها رد مي شوند پس دانستن اين كه آيا لازم است كاري براي اطمينان يافتن از ايمني عمومي انجام شود يا فقط مسائل مربوط به هزينه كل عمر پل ضروري هستند، مهم است. اين همان جايي است كه داوري واضح مهندسي مورد نياز است.

فوايد حاصل از صرف هرگونه پول براي فعاليت هاي مديريتي چندان روشن نيست. فوائد هر نوع اقدام اصلاحي يا پيشگيري كننده بسيار پيچيده است. اگر به طور آشكار خطر تخريب يا افتادن پل وجود داشته باشد، انجام بعضي اقدامات ضروري است، اما اگر اقدامات مربوط به كاهش دادن هزينه هاي آينده باشند، سود آنها فقط در درازمدت معلوم مي شود.

«هاي ويز ايجنسي» (Highwaysw Agency) شروع به بازنگري در پايگاه اطلاعاتي قديمي كرده است و اقدامات جديدي را آغاز نموده است. اين كارها از طريق چندين پروژه با شركت متخصصان داخلي و خارجي صورت مي گيرند. تيم ها در حال بررسي اصول اساسي فرآيندهاي مديريت پل صفي هستند. هدف آنها رسيدن به نظام قانونمندي است كه جواب سؤالات آنها را بدهد.

اقدامات آژانس نه تنها بر فعاليت هاي نمايندگان و پيمانكاران نگهداري خود آن، بلكه روي ساير مقامات مسؤول پل ها در انگلستان و جاهاي ديگر كه بخواهند از اين روش‌ها استفاده كنند، ‌تأثير خواهد گذاشت. بنابراين، بايد بر اين نكته تأكيد كرد كه هرگونه نتيجه گيري در بارة اين موضوعات بايد بر اساس موافقت و هماهنگي عده زيادي انجام شود. اميد است اين كتاب نقش مؤثري در بحث در باره اين موضوعات مهم داشته باشد.

 

مسائل جهاني (مربوط به كل دنيا)

مؤلف اين اثر، به عنوان عضوي از «كيمته اجرائي انجمن راه هاي جهان» (PIARC)(Executive Committee of the World Road Association)،‌كاملاً آگاه است كه نگهداري پل ها در حال حاضر موضوعي بسيار مهم براي بسياري از كشورهاي دنياست. در دهه هاي اخير، رشد تقاضا براي حمل و نقل جاده اي به گسترش سريع شبكه راه ها، تقريباً در تمام كشورها انجاميده است. در طول مدت زماني نسبتاً كوتاه، تعداد زيادي پل احداث شده است. بسياري از اين سازه ها د ر طول مدت چند سال پس از ساخت، دچار مشكلات و نقص هاي فراواني شده اند. در بسياري كشورها، از دهه 60 به بعد، نياز به نگهداري پل ها تا حد غيرقابل كنترلي افزايش يافته است.

هنگامي كه مقامات مسؤول آگاه شدند، نقص هاي بسياري در اين سازه ها كشف شده بودند. در شبكه راه هاي انگلستان، در طي برنامة احياء و بازسازي فعلي، معلوم شد كه 20 درصد سازه ها زير حد استاندارد قرار دارند. چنين انتظار مي رود كه %30 از پل هاي موجود در ايالات متحده آمريكا نيز داراي نقص باشند. سال گذشته لوري هانيز (Lowrie Haynes)، مدير اجراي آژانس، و نويسنده اين اثر نشان دادند كه سازه هاي بالا رفته «بزرگراه هان شين» در نزديكي اساكا در ژاپن فقط سي سال پس از ساخت در حال تخريب گسترده هستند. اين شرايط نشانگر مسائل اقتصادي و لجستيكي براي مقامات مربوطه هستند.

ولي بايد راه حل هايي يافت. ما بايد دست به دست هم دهيم و قابليت و توانايي فني لازم براي حل اين مشكلات را، چه مشكلات معمولي منتهي به خرابي پل باشند، چه مسائل جديد تأثيرگذار روي بتن مثل واكنش آلكالي – سيليكا يا تامازيت (Thaumasite)، به دست آوريم. اين حرفه بايد روش ها و مواد ابداعي جديد مثل استفاده از پلاستيك هاي تقويت شده فيبري (رشته اي)، و ساير فن آوري ها را بررسي كند. «هاي ويز ايجنسي» به شدت ابداع و نوآري در هر بعد از فعاليت ها را تشويق مي نمايد. اين آژانس سالانه چيزي حدود 5 ميليون پوند براي R&D در حوزه سازه ها هزينه مي كند.

 

اهداف

با اين وجود، در دنيايي كه امروز در آن زندگي مي كنيم، فقط در پي راه حل هاي مهندسي بودن، كافي نيست: (صرفاً جستجوي راه حل هاي مهندسي كافي نيست) جامعه انتظار دارد ما به عنوان مهندسان و مديران هر اقدامي كه انجام مي دهيم ساير مسائل را هم مد نظر قرار دهيم. اولين و مهمترين مسائل البته «ايمني» است. سازه ها بايد در يك وضعيت ايمن نگاه داشته شوند، و هرگاه خطر جدي وجود داشته باشد، بايد بلافاصله اقدامات امنيتي صحيح صورت گيرند.

مسئله بعدي، نيازهاي مشتري و ديدگاه كاربران است. مشتريان توقع دارند اختلال در ترافيك به حداقل ميزان ممكن برسد تا آنجايي كه به سازه ها مربوط است، اين امر يك شمشير دو لبه است – اگر مشكلي پيش آيد، ترافيك مختل مي‌شود و اگر تلاش كنيد با انجام تعميرات از بروز هرگونه خرابي و مشكل جلوگيري كنيد، باعث اختلال مي شود.

علت وجود راه ها، خدمات رساني به كاربران است. پس باز نگاهداشتن راه ها براي استفاده كاربران يك هدف اوليه است. اقدامات نگهداري بايد به گونه اي طراحي شوند كه هر نوع اختلال در ترافيك حاصل از آن به حداقل برسد. بروز اختلال در جريان ترافيك نه تنها براي استفاده كنندگان از راه مشكل ايجاد مي كند، بلكه در سرعت هاي پايين هم، آلودگي حاصل از بخارهاي (گازهاي) اگزوز به بدترين حالت خود مي رسد. بنابراين، به حداقل رساندن آثار زيانبار روي محيط زيست هم از ديگر مسائلي است كه بايد هنگام طراحي فعاليت ها به آن توجه كنيم.

مردم و پرداخت كنندگان ماليات از ما توقع دارند هنگام صرف هرگونه هزينه از ارزش پول اطمينان حاصل كنيم. هنگام تعيين ارزش پول، بايد فراتر از بازده (سود) فوري يا كوتاه مدت بنگريم. عملكرد سازه ها در تمام طول عمرشان با توجه هزينه هاي نگهداري آنها در آينده بايد مد نظر قرار گيرند.

-بقا و دوام سازه ها را هم نبايد فراموش كرد حجم زياد اقدامات احياء و مرمت در حال حاضر نشان مي دهد كه ما در گذشته چندان موفق نبوده ايم. ما بايد سعي كنيم از پيش براي همه چيز برنامه ريزي كنيم و در مواقع مناسب را از نيازهاي سرمايه گذاري ولجستيك در آينده آگاه سازيم. اقدامات پيشگيري كننده بايد طوري طراحي شوند كه مفيد و مؤثر باشند و منابع كمياب را به هدر ندهند. مواد و روش هاي پردوام تر نيز به اين ترتيب مسئله مهمي هستند. در عين حال نبايد نياز به قابليت سريع جايگزيني قطعات را ناديده بگيريم.

مهندسان و ديگران بايد در تمام اقدامات و طرح هاي خود تمام اين اهداف را مد نظر قرار دهند و نتايج حاصله بايد نمايانگر يك توازن رضايتبخش ميان آنها باشد.

 

چالش جديد

كاملاً قابل درك است كه از لحاظ فني، تعيين ميزان برآورده شدن اين اهداف هسته اي در هر اقدام مهندسي، كار دشواري است. دشواري اين امر ناشي از آن است كه برآوردهاي درازمدت نه تنها چندان قابل اطمينان نيستند بلكه تحت تأثير مسائل ديگري هم هستند مثل اين كه هزينه هاي صرف شده در حال حاضر را تا چه حد مي توان با هزينه هاي ناشي از تأخيرهاي ترافيكي در آينده مقايسه كرد.

با اين وجود اين مسئله چالشي است كه مهندسي پل در حال حاضر با آن مواجه است مهندسان بايد نه تنها از نتايج اقدامات خود در كوتاه مدت آگاه باشند بلكه بايد تأثير اين فعاليت ها روي نسل هاي آينده را هم بدانند. آنها بايد تا آنجا كه ممكن است تمام گزينه هاي موجود و ريسك هاي مربوط به هر يك را بررسي كنند و بهترين اقدامات را پيشنهاد نمايند.

 

آينده

همكاري و شراكت، كليد داشتن آينده بهتر است. اين آژانس در كنار ابداع و نوآوري به شركت و همكاري هم پرداخته است تا از استفاده بهينه راه ها و پل هاي مهمي در آينده اطمينان حاصل كند.

در نتيجه پژوهش هاي در حال انجام در سراسر دنيا، امروزه امكان يافتن روش هاي عاقلانه تر براي درنظر گرفتن ريسك ها و گزينه ها در مهندسي پل وجود دارد. عامل و آينده انجام اين كار، مسائلي است كه مقامات مسؤول بزرگراه همه جا با آن روبه رو هستند. مهم ترين اين مسائل چگونگي تقسيم سرماية اندك موجود در ميان اين همه اقدامات واجب و ضروري است.

بسيار اميدواركننده است كه كار ارائه شده در اين كتاب حاصل همكاري وسيع متخصصان بين المللي است. ما صادقانه اميدواريم كه چنين همكاري هاي بين المللي و گسترش و تداوم يابد.

در آخر، بايد گفت كه پروژه هاي گنجانده شده در اين كتاب صرفاً تمرين هاي دانشگاهي (آكادميك) نيستند، بلكه روش ها و معيارهاي توليد هستند كه براي مهندسان بسيار مفيد مي باشند و بر استراتژي و اقتصاد مديريت شبكه هاي راه ها تأثير واقعي خواهند داشت. اقدامات جديد براي ارزيابي كل طول عمر در حال حاضر روي سازه ها در ميدلند لينكر و قسمت هاي MCI در لندن – كه دو نمونه از بزرگترين پروژه هاي نگهداري پل در شبكه راه هاي انگلستان هستند – در حال انجام هستند. چنين روش هاي كاربردي مبتكرانه اي بايد تداوم يابند.

 

نگاهداري سازه هاي «هاي ويز ايجنسي»

ديويد بيكر، هاي ويز ايجنسي، انگلستان

مقدمه

«آژانس بزرگراه ها» در اول آوريل 1994 به عنوان «نماينده اجرايي وزارت (دپارتمان) حمل و نقل انگلستان» تاسيس شد. مسئوليت اين آژانس ارائه يك شبكه راه ها و جاده هاي ايمن، موثر و قابل قبول براي محيط زيست در انگلستان است. «آژانس بزرگ راهها» قصد دارد با مديريت و نگهداري مؤثر، از شبكه 9500 مايلي حاضر حداكثر استفاده را بكند. اين شبكه شامل حدوداً 9500 پل و 5100 سازه ديگر از قبيل ديوارهاي حائل، نهرهاي سرپوشيده، علائم راهنمايي رانندگي است. 80 درصد از پل ها عمدتاً از بتن ساخته شده اند، 15 درصد سازه هاي فولادي هستند و 5 درصد طاق هاي سنگ كاري شده هستند. در اين ميان سازه هاي مختلفي از «ليبون بريج» (هفت پل) به وسعت 988 متر گرفته تا نهرهاي سرپوشيده كوچك با وسعت كمتر از يك متر ديده مي شود. بيشتر پل ها در سي سال اخير ساخته شده اند ولي بعضي از آنها داراي قدمتي 100 ساله هستند.

 

برنامة احيا و بازسازي پل ها

در نوامبر 1987، دپارتمان حمل و نقل يك برنامه 15 ساله را براي احياء پل هاي موجود در راه ها و جاده ها و ساير سازه ها آغاز نمود (برنامه پل ها). اين برنامه در واكنش به رشد سريع حجم ترافيك، افزايش وزن مجاز وسائل نقليه، مسائل مربوط به دوام پل هاي بتني و ساير سازه ها كه بر اثر پاشيدن نمك براي باز شدن يخ ها ايجاد شده بود، طراحي شد.

«آژانس بزرگ راهها» برنامه پل ها را به موازات برنامه هاي احداث و نگهداري راه ها و جاده ها اجرا كرده است. «نمايندگي هاي نگهداري»، كه از شركت هاي مهندسان مشاور و مقامات محلي تشكيل شده اند، برنامه پل ها را به نمايندگي از اين آژانس به اجرا درمي آورند. اهداف اصلي آنها براي نگهداري راه ها و جاده ها به اين ترتيب است:

خفظ سرمايه گذاري هاي انجام شده در گذشته در سيستم راه ها با صرف هزينه بهينة براي طول راه ها و ايجاد كمترين اختلال در جريان ترافيك: و حصول اطمينان از اين امر كه راه ها ايمن و قابل اعتماد هستند و كيفيت راندن در آنها حد استانداردي را برآورده مي كند. (طرح تجاري هاي ويز ايجنسي،
96-1995)

 

به طور خاص هدف اين آژانس در رابطه با نگهداري پل چنين است:

حفظ ثبات ساختاري و ايمني از طريق نگهداري و در صورت لزوم ارتقاء و رساندن پل ها و ساير سازه ها به يك استاندارد قابل قبول با صرف كمترين هزينه در طول عمر سازه (89-1988)

«آژانس بزرگ راهها» استانداردها و كتابچه هاي راهنمايي را وضع و صادر مي كند كه تمام مهندسان موظفند در هنگام طراحي، مقاوم سازي، ارتقاء بخشيدن و نگهداري پل ها و ساير سازه ها از آن پيروي مي كنند. اين استانداردها موارد ضروري ذكر شده در برنامه پل ها را پوشش مي دهند (دربر مي گيرند) و آژانس بزرگ راهها براي تعريف ارزيابي ماهيت، كيفيت و كميت كار انجام شده روي سازه ها از اين استانداردها استفاده مي كند. وقتي دانش و اطلاعات آژانس در باره رفتار پل ها و سازه ها افزايش مي يابد، اين استاندارد هم به روز مي شوند. اين آژانس هزينه يا براي انجام شدن بازرسي هاي دوره يا جهت حصول اطمينان از نگهداري پل ها طبق استانداردها و شناسايي اقدامات ضروري براي بهبود، پيشرفت و نگهداري سازه‌ها اختصاص داده است.

علاوه بر پل هاي آژانس بزرگراه ها، حدوداً 000/100 پل در شبكه راه ها محلي وجود دارد. اكثر اين پل ها به مقامات محلي تعلق دارند اگرچه حدود 10 درصد از آنها استفاده مي كنند و احساس مي كنند براي رفع نيازهايشان كافي است. علي رغم استفاده گسترده از Pontis در ايالات متحده آمريكا، هنوز حوزه هايي وجود دارند كه به كار و بهبودهاي بيشتري نياز دارند. اين مسائل، موضوع طرح هاي پروژه هاي فعلي هستند.

 

توسعه و تحقيق استراتژيك

«اداره فدرال بزرگ راهها» در حال حاضر فعاليت پژوهشي خود را به سه حوزه وسيع تقسيم كرده است. اولي، مديريت پل است يعني بهبود بخشيدن به بازرسي ها، ارزيابي هاي غيرتخريبي و سيستم هاي مديريت پل. دومي، مواد ساختماني (مصالح) با كيفيت بالا هستند. در حال حاضر پژوهش‌هايي در باره فولاد با كيفيت بالا، بتن با كيفيت بالا، پولي مرهاي فيبري و آلومينيوم در حال انجام است. سومين حوزه، كه كاربردهاي مهندسي نام دارد، دسته بندي فعاليت هاي پژوهشي است كه در حوزه‌اي كه قبلاً ذكر شد جاي نمي گيرد. اين فعاليت‌ها عبارتند از روش هاي و فن آوري‌ها بهبود يافته، طراحي، مسائل مربوط به زلزله، فرسايش، مسائل هيدروليك و ژئوتكنولوژي.

هدف گروه اول فعاليت ها بهبود بخشيدن به وضعيت پل هاي كشور از طريق استفاده مؤثر از فن آوري جديد است. بعضي پروژه هاي خاص در دست اجرا عبارتند از:

-وارد كردن (لحاظ كردن) بازرسي سطح عناصر و ارزيابي وضعيت پل و فاكتور تحمل بار و مقاومت در كتابچه راهنماي AASHOT

-روش هاي پژوهش و ارزيابي براي استفاده از اطلاعات مربوط به بازرسي به عنوان پايه و اساس ارزيابي نيازهاي ملي، ارزيابي عملكرد پل ها و روش هاي تخصيص بودجه

-فن آوري هايي براي ارزيابي كلي پل ها با پژوهش هاي سريع و بهينه

-فن آوري هايي براي ارزيابي و اكتشاف سريع ترك هاي ايجاد شده در پل

-روش هاي بهبود يافته از طريق پژوهش براي نمره دادن سريع و كمي به ظرفيت تحمل پل ها

-روش هاي بهبود يافته از طريق پژوهش براي ارزيابي فونداسيون هاي ناشناخته

-احداث و اداره يك مركز براي به كار بردن فن آوري هاي غيرتخريبي در بزرگ راهها

-تعيين احتمال مطالعات شناسايي براي بازرسي بصري در پل هاي واقع در بزرگراه ها

-روش هاي جديد در سيستم هاي پشتيبان اتخاذ تصميبم در مديريت پل ها از جمله روش‌هاي بهينه سازي، طراحي پايگاه داده، مدل سازي ديتا و مدل هاي فضائي ديتا

-ايجاد روش هاي بهينه براي هزينة چرخه عمر

-برگزاري يك كنفرانس بين المللي در باره مديريت پل

 

هدف اصلي در حوزه دوم پژوهش، ارتقاء بخشيدن و ايجاد مواد مستحكم تر و بادوام تر در ساخت و نوسازي پل هاست تا مدت خدمات رساني پل ها (عمر مفيد آنها) افزايش يابد. بعضي از پروژه هاي در دست اجرا يا آنهايي كه در آينده راه اندازي مي شوند عبارتند از:

-راه اندازي و ارائه كمك فني در پروژه هاي تست و آزمايش مواد ساختماني با كيفيت بالا در چندين ايالت

-به انجام رساندن مطالعات در مقياس وسيع در باره ويژگي هاي استيل با كيفيت بالا

-به روز كردن و بهبود بخشيدن به ويژگي هاي مورد نياز مواد ساختماني

-ايجاد يك راهنماي طراحي و ورك شاپ (كارگاه) براي مواد ساخته شده از رشته هاي پلي مري (FRP)

-ايجاد يك پايگاه داده در باره پروژه هاي FRP از جمله ويژگيهاي ماده

-ارائه مشاوره فني در باره مواد ساختماني مورد استفاده در پل ها

-هدف سومين حوزه (كاربردهاي مهندسي) نوآوري در طراحي و ساخت پل و ايجاد صلاحيت فني در حوزه هاي هسته اي فني است. بعضي پروژه هاي مربوطه عبارتند از:

-ايجاد نرم افزار Virtis و Opis، با همكاري AASHTO، براي اندازه گيري تحمل بار پل ها و طراحي پل هاي جديد.

-برگزاري همايش بين المللي در باره زلزله

-انجام يك پروژه در مورد اقدامات لازم براي لاردبي

 

نتيجه گيري

«اداره فدرال بزرگ راهها» يك برنامه عملي مديريت پل طراحي كرده است كه هدف از آن اجراي يك برنامه چندين بيليون دلاري به منظور حصول اطمينان از ايمني پل ها و بهبود بخشيدن به شرايط و وضعيت چندين هزار پل موجود در بزرگ راههاي آمريكاست. كليد انجام و موفقيت اين برنامه شراكت و همكاري با «دپارتمان هاي ايالتي حمل و نقل» براي به كارگيري روش هاي ثابت و هماهنگ و در عين حال قابل انعطاف است. اين روش ها طي بيش از 25 سال شكل گرفته اند و دائم تلاش هايي در جهت بهبود بخشيدن به آنها صورت مي‌گيرد. روش هاي جديدي براي مديريت پل طراحي و اجراء شده اند، فلسفه هاي جديد جايگزين تفكر قديمي شده اند، فن آوري هاي جديد توسعه يافته اند و هر روز در اين زمينه شاهد نوآوري هاي جديدي هستيم. به نظر مي رسد تنها فاكتور ثابت موجود «تغيير» است. تجربه FHWA در زمينه مديريت پل در سطح ملي در محيطي دائماً در حال تغيير (ص 23) نشان داده است كه تغيير اغلب در جهت بهتر شدن وضعيت است، به خصوص اگر تمام عوامل دست اندركار در جهت رسيدن به يك هدف مشترك كاملاً روشن و دقيق عمل كنند و در چارچوب شراكت و احترام متقابل فعاليت كنند.

 

The Scottish Office bridge management procedures

روش هاي «اسكاتيشن افيس» براي مديريت پل

مقدمه

وجود يك سيستم با كيفيت و داراي مديريت خوب براي ادارة پل ها نقش اساسي در رفاه و آسايش كشور اسكاتلند دارد. پل ها حلقه هاي اساسي زنجير در اين شبكه هستند و اين دارايي هاي ارزشمند كشور بايد با استفاده از اقدامات مناسب نگهداري و حمايت شوند تا مطمئن شويم در تمام طول عمر مفيد خود، عملكرد رضايت بخشي دارند. «هيئت مديره راه هاي ملي» (National Koade Ditrectorate)(NRD) مسؤوليت نگهداري از اين شبكه و سازه هاي آن را به عهده دارد.

تا 20 سال قبل، نگهداري از پل ها نسبت به احداث پل از اهميت بسيار كمتري برخوردار بود. اين كار به شيوه اي تصادفي و بدون برنامه انجام مي شد و آن هم فقط وقتي كه يك اشكال جدي آشكار مي شد. اين اقدامات ديرهنگام كه پس از وقوع اشكال رخ مي داد، نشان داد كه عمليات بهسازي اغلب گران تر از اقدامات به موقع تمام مي شوند و در عين حال اگر اقدامات زودتر انجام مي شدند، در روند ترافيك اختلال ايجاد نمي شد. با اين وجود، اهميت نگهداري در سال هاي اخير، عمدتاً به دليل نگراني در باره دوام پل ها و تأثير عبور وسائط نقليه از روي آنها، آشكارتر شده است. اين مسئله به خصوص هنگام عبور وسائط سنگين از روي پل هايي كه طبق استاندارد هاي فني ساخته نشده اند، اهميت مي يابد. در نتيجه، توجه بيشتري به طراحي روشي براي نگهداري از پل ها با تأكيد بر نگهداري دائمي و جلوگيري كننده معطوف شده است.

نگهداري از پل عبارت است از بازرسي گاه به گاه، ارزيابي شرايط و وضعيت پل، بهسازي، شامل استحكام بخشيدن، نگهداري برنامه ريزي شده، تعمير صدمات تصادفي و تعويض (جايگزين كردن) قطعات. عمليات نگهداري به صورت اقدامات براي طولاني تر كردن عمر مفيد يك پل با حداقل هزينه و با كمترين دخالت در عملكرد اجرايي آن تعريف شده است.

اهداف اصلي استراتژي به كار رفته توسط «هيئت مديره راه هاي ملي» براي نگهداري پل ها عبارتند از:

-حفظ استحكام مواد به كار رفته در سازه هاي پل و حصول اطمينان از ايمني عموم مردم

-حداكثر استفاده از بودجه موجود با حصول اطمينان از ارزش پول (از بين رفتن ارزش پول)

-ايجاد حداقل اختلال ممكن در رفت و آمد استفاده كنندگان از پل

نگهداري پل فعاليتي است پيچيده و بايد با برنامه ريزي صحيح و اولويت بندي در استفاده از بودجه، از منابع مالي و مديريتي موجود به شكل بهينه بهره برداري كرد تا بتوان بدون اتلاف سرمايه به اهداف بازار رسيد.

اين موضوع سؤالات زيادي را در ذهن ايجاد مي كند مثل اين كه: چه چيزهاي بايد تعمير شود، بهترين زمان براي انجام اقدامات كدام است، چه مقدار بودجه در سال هاي آينده بايد به اين مسئله اختصاص داده شود؟ لازمه پرداختن به اين موضوع درنظرگرفتن چندين فاكتور فني، عملياتي و اقتصادي مختلف است تا بتوان تصميمات مناسبي اتخاذ كرد.

اين مقاله روش ها و ابزارهايي را كه در حال حاضر در اسكاتلند براي مديريت سازه هاي بزرگراه ها به كار مي رود، توضيح مي دهد.

 

مديريت سازه

مديريت برنامه

«وزير امور خارجه» اسكاتلند حدود 1860 پل را با وسعت بيش از 3 متر را كه در شبكه راه هاي كشور واقع شده اند به عهده دارد. اين پل ها عمدتاً از بتن ساخته شده اند، اگرچه 9 درصد از آنها از سنگ و آجر هستند. بيش از 70 درصد از اين پل ها از 1960 به بعد احداث شده اند. به علاوه، حدود 370 سازه ديگر از قبيل ديوارهاي نگاهدارنده (Retaining Walls)، نهرهاي سرپوشيده و سازه هاي حامل علائم راهنمايي وجود دارند. بخش «امور پل ها»در «هيئت مديره راه هاي ملي» مسؤوليت مديريت كلي برنامه نگهداري سازه ها را به عهده دارد. ترتيبات جديدي بر عقد قرارداد هم در آوريل سال 1996 براي مديريت و نگهداري راه ها اتخاذ شد. اين قراردادها خدمات و استانداردهاي لازم براي عمليات اجرايي و مديريتي را مشخص مي كند.

شبكه راه هاي اسكاتلند بر اساس روش مديريتي «هيئت مديره» به 8 واحد تقسيم شده است. اين واحدها از 3 «واحد اصلي» كه به بزرگراه ها و راه هاي دوبانده بين شهري اختصاص دارند و 5 «واحد كلي» كه به بزرگراه هاي يك بانده مربوط هستند، تشكيل شده اند. براي هر واحد، يك «سازمان مديريتي» يعني يك شركت عامل، طبق يك قرارداد مشغول به كار مي شود كه وظيفه آن انجام عمليات بازرسي و نگهداري سازه هاي راه هاست.

«يك گروه مميزي عملكرد» (بازرسي عملكرد) نيز تشكيل شده است تا اطمينان حاصل شود خدمات به شكل درستي ارائه مي شوند و بهترين ارزش ممكن براي پول حفظ مي شود.

علي رغم افزايش يافتن هزينه صرف شده براي نگهداري پل، تقاضا هميشه از عرضه بيشتر است. بنابراين، اختصاص منابع مالي موجود به يك شكل منطقي بسيار مهم است. در سالهاي اخير، روش هاي ذهني كم كم كمرنگ شده اند و روش هاي سيستماتيك بر مبناي برقراري ارتباط ميان اولويت ها و بودجه موجود ايجاد شده اند. در سال 1996 سيستمي براي سازه ها معرفي شد كه بعداً به شرح آن خواهيم پرداخت.

«هيئت مديره راه هاي ملي»، مثل ساير سازمان هاي نظارت بر راه ها در انگلستان، در سال 1988 يك برنامه اساسي براي احياء پل ها را آغاز كرد تا پل هاي كشور را بر اساس استانداردهاي فني سنجيده و درصورت لزوم، در جاهاي داراي نقص، عمليات بهسازي انجام دهد. بودجه سالانه اختصاص يافته براي بازرسي، نگهداري، ارزيابي، و نوسازي سازه هاي موجود در بزرگراه ها در اسكاتلند حدود 13 ميليون دلار است.

 

سيستم هاي كامپيوتري مديريت پل

يك سيستم خوب مديريت و نگهداري، به اطلاعات خوب در بارة شكل پل، مواد به كار رفته در آن، هزينه ها و اجراي عمليات نياز دارد تا بتوان درست تصميم گرفت. يك پايگاه داده كامپيوتري براي پل هاي موجود در بزرگراه توسط هيئت مديره ساخته شده است تا اطلاعات و برنامه هاي موجود در بارة مديريت سازه ها در آن ثبت شود. اين پايگاه داده كه TRBDB ناميده مي شود، در حال حاضر اين مدول ها را همراه با ورودي، جستجو تسهيلات گزارش ارائه مي‌دهند.

-فهرست كامل تمام سازه ها

-برنامة دوره اي «بازرسي هاي اصلي»

-اطلاعات موجود در بارة برنامه هاي بازرسي سازه ها

-اولويت بندي عمليات نگهداري

-مخارج صرف شده و ثبت كارهاي انجام شده

-حركات غيرطبيعي (عادي) وسائط نقليه

-وضعيت ديواره هاي پل ها

-تأييد فني سازه ها

 

طراحي، توسعه، پشتيباني و آموزش كاربران به گونه اي صورت گرفته است كه از استفاده صحيح هيئت مديره و ساير سازمان ها از سيستم اطمينان حاصل شود.

اين سيستم پايه و اساس ارزيابي نحوه عملكرد سازه ها از جمله قسمت هاي فرعي مثل بست ها، لولاها، سيستم هاي ضد آب در تمام طول عمر آنها است. هر «سازمان مديريتي» مي تواند از طريق يك شبكه كامپيوتري متصل به كامپيوتر ميزبان (Host Computer) در «دفتر مركزي اسكاتلند» در ادينبرگ (Edinberg)، به TRBDB دسترسي پيدا كند.

 

اسناد دپارتمان

شرايط تعيين شده از سوي «هيئت مديره» براي نگهداري و بازرسي پل ها در «كتابچه راهنماي طراحي راه ها و پل ها» و «كتابچه راهنماي اسناد قراردادها براي عمليات پل سازي» ذكر شده است. به علاوه يك «كتاب راهنما» براي افرادي كه مسؤوليت نگهداري و بازرسي سازه ها را بر عهده دارند نيز به چاپ رسيده است كه توضيح مي دهد گزارش هاي «بازرسي هاي اصلي» (PI)(Principal Inspection) (ص 27) چگونه بايد تهيه شوند تا بتوان از نتيجه آنها در تخصيص بودجه استفاده كرد.

 

روش هاي مديريتي Management Procedurer

بازرسي

بازرسي هاي دوره اي بخش مهمي از فرآيند نگهداري پل هستند. اين بازرسي ها علاوه بر تضمين سلامت عموم مردم، وضعيت فني سازه ها را هم به ثبت مي رسانند و نقائص را شناسايي مي كند. شرايط كلي وضع شده از سوي «هيئت مديره» براي بازرسي و ارائه گزارش در «استاندارد BD63» و «يادداشت راهنماي BA63» ذكر شده اند. چهار حوزه براي بازرسي وجود دارد. بازرسي سطحي (كنترل مختصر سطحي براي شناسايي نقائص آشكاري كه ممكن است به حادثه يا هزينه هاي بالاي نگهداري منجر شوند)؛ بازرسي كلي (كه در فواصلي كه بيشتر از 2 سال طول نمي كشد انجام مي شود)؛ بازرسي اصلي (كه فواصل كمتر از 6 سال انجام مي شود) و بازرسي ويژه (در صورت لزوم).

شرايط ويژه براي گزارش بازرسي اصلي در «كتابچه راهنما: سازه هاي راه هاي كشور: بازرسي هاي ويژه براي شناخت اولويت ها» آمده است.

شناسايي سازه هاي اصلي دچار نقص بايد بر اساس يك سيستم جامع موقعيت يابي صورت بگيرد. روش هايي كه بايد مورد استفاده قرار گيرند در يك سند به چاپ رسيده با عنوان «سيستم موقعيت يابي» ذكر شده است.

 

اولويت بندي اقدامات نگهداري

يكي از مسائلي كه در پروسه مديريت پل اهميت حياتي دارد، تعيين و تشخيص اولويت اقدامات نگهداري است. بر اساس اين اولويت بندي منابع تخصيص مي يابند و برنامه ها طراحي مي شوند. TRBDB تمام سازه هاي موجود در شبكه راه ها را كه واجد شرايط (شايسته) PI هستند ثبت مي كند و سالي را كه بازرسي آنها در يك برنامه 6 ساله بايد انجام شود مشخص مي كند. هزينه‌هاي نگهداري اساساً بر طبق گزارشات PI سال گذشته تخصيص مي يابند. اگرچه سيستم ‍PI براي اولويت بندي اقدامات نگهداري فقط در مورد كارهاي عادي با درجات ضرورت مختلف كاربرد دارند، سيستم آنقدر انعطاف پذير هست كه بتواند در هنگام بروز حوادث غيرمترقبه، تغييرات ايجاد شده در بودجه و تغيير در اولويت‌بندي را پاسخگو باشد به عنوان مثال به تعويق انداختن عمليات نگهداري به گونه اي كه همراه با ساير عمليات اجرايي در راه ها انجام شود تا حداقل اختلال ممكن در ترافيك رخ دهد.

گزارش هاي PI با يك فرمت استاندارد تهيه مي شوند و در آنها عكس هاي رنگي هم چاپ مي شود تا نقائص جدي كاملاً آشكار شوند به علاوه، اقدامات لازم بايد اولويت بندي شوند تا بتوان براي آينده و تخصيص بودجه برنامه ريزي كرد.

اين گزارش ها، در پائيز هر سال در «بخش پل‌هاي» NRD با استفاده از ‏TRBDB تحليل مي شوند تا برنامه نگهداري براي سال‌ آينده تهيه شود. اين تجزيه و تحليل به طور اتوماتيك اولويت بندي ها را مجدداً بررسي مي كند تا اقداماتي كه سال گذشته هيچ بودجه اي به آنها اختصاص نيافته، شناسايي شوند.

عناصر اصلي دچار نقص يك سازه بر اساس يك مقياس از 1 تا 4 نمره گذاري مي شوند. (1 نشانه نقص جزئي و 4 نشانه نقص جدي است). نمرة 4 براي نقص هايي در نظر گرفته شود كه يا براي ايمني خطر جدي ايجاد كنند يا هزينه تعمير آنها روز به روز افزايش پيدا كند. اين قبيل كارها در برنامه مربوط به سال بعد در اولويت هاي نخست قرار مي گيرند. برعكس، نقائص داراي نمرة 1 و 2، به همين زودي مورد رسيدگي واقع نمي شوند و در حال «بازرسي كلي» به آنها رسيدگي مي شود تا در پايان برنامة 6 ساله رفع شوند.

يك گزارش PI بايد به يك پيشنهاد و راهنمايي در باره چگونگي اقدامات ختم شود. قبل از ارائه هرگونه پيشنهاد، نتايج PI و بازرسي هاي تكميلي بايد در نظر گرفته شوند. TRBDB 8 اقدام زير را پيشنهاد مي دهد كه مهندس PI بايد يكي از آنها را انتخاب كند:

1-هيچ نوع علامات نگهداري مورد نياز نيست: هيچ سازة دچار نقص با نمره بيش از 2 وجود ندارد.

2-اقدامات نگهداري بايد در اولين فرصت ممكن انجام شود؛ سازه هاي اصلي داراي نقص با نمره بيش از 2 هستند.

3-در سال مالي آينده «بازرسي ويژه» لازم است تا ماهيت و ميزان كارهاي مورد نياز تعيين شود.

4-در انتظار نوسازي برنامه ريزي شده بماند و اقدامات نگهداري را همزمان با اجرا شدن اين برنامه انجام دهد.

5-وقتي يك برنامه احداث جاده جديد در ميان باشد، اقدامات نگهداري را تا پس از باز شدن جاده جديد به تعويق بيندازد تا حداقل اختلال ممكن در ترافيك راه ها ايجاد شود.

6-اقدامات نگهداري را عقب بيندازد تا همزمان با ساير عمليات مورد نياز روي جاده انجام شوند.

7-در صورتي كه تخريب بخشي از برنامه هاي مربوط به راه باشد، مي توان سازه داراي نقص را به حال خود واگذاشت تا زمان تخريب راه فرا برسد (در اين حالت بايد تا هنگام تخريب راه، سازه مورد نظر را مورد بازرسي دائم قرار داد).

8-در صورتي كه تعمير يك قطعه يا سازه اقتصادي و مقرون به صرفه نباشد، قطعه يا سازه ديگري را جايگزين آن كند.

 

گزارش هاي PI بايد بسته به نوع اقدام انتخاب شده شامل برآورد هزينه و هزينه مورد نياز براي به انجام رساندن اقدامات نگهداري يا برآورد هزينه لازم براي «بازرسي ويژه» باشند. اين برآوردها در سال آينده به عنوان پيشنهاد مزايده (bid) براي تأمين بودجه به كار مي روند. اين برآورد بايد موارد زير را در بر داشته باشد:

-آماده سازي شماي كلي (برنامه اصلي)

-نظارت بر سايت عمليات

-مقدمات كار

-فهرست قسمت هاي دچار نقص و هزينه لازم براي تعمير يا تعويض آنها

-هزينه هاي لازم براي پيشامدهاي غيرمترقبه

-مديريت ترافيك

-هزينه لازم براي پرداخت دستمزد كاركنان

-خدماتي مثل آزمايش و تست

هنگام انتخاب گزينة تعمير (انجام تعميرات) بايد هزينه هاي مربوط به كل طول عمر مثل هزينه نگهداري سازه در آينده و هزينه هاي ناشي از بلند شدن ترافيك را در نظر گرفت.

اطلاعاتي در باره هزينه عمليات و چرخه عمر سازه هم هنگام اتخاذ تصميم لازم است. متأسفانه، اطلاعاتي كسي دربارة چگونگي عملكرد سازه هاي تعمير شده در درازمدت وجود دارد و پيشگويي (پيش بيني) طول عمر آنها با اطمينان دشوار است (نمي توان با اطمينان طول عمر آنها را مشخص كرد).

تا همين اواخر، اسناد مربوط به پل ها از اين لحاظ كامل نبودند و اطلاعات موجود در باره سازه هاي تعمير شده براي كاربران قابل استفاده نبود. در نتيجه، تخصيص هزينة سازه در كل طول عمر آن دشوار بود. با اين وجود، TRBDB در حال حاضر در حال جمع آوري اطلاعاتي در اين زمينه است تا بتوان با استفاده از آن هزينه هاي نگهداري را بهتر پيش بيني كرده و به درك بهتري از كارآيي مواد و روش‌هاي مختلف به كار رفته در تعمير رسيد.

 

نتيجه گيري:

ما اطمينان داريم كه سيستم كامپيوتري كه در اسكاتلند براي مديريت سازه هاي موجود در شبكه راه ها به وجود آمده است باعث خواهد شد تصميمات در زمينه نگهداري بر يك اساس و پاية منطقي اتخاذ شوند و به اين ترتيب اقدامات نوسازي مقرون به صرفه ترين شكل ممكن صورت مي گيرند.

 

تشكر و قدرداني

اين مقاله با اجازه جي، اينس، «مدير هيئت مديره راه هاي ملي اسكاتلند» ارائه شده است.

 

مايك يانگ، مهندس راه و پل، انجمن سوفولك، انگلستان

مقدمه

پل ها در انگلستان توسط تعدادي از مالكان پل از جمله «دپارتمان (سازمان) حمل و نقل» «راه آهن»، انجمن خطوط راه آهن انگلستان، انجمن (هيئت) راه هاي آبي انگلستان و مقامات محلي كشور اداره مي شوند. «گروه پل هاي CSS» ارتباط و همكاري ميان اين عوامل را برقرار مي سازد. 203 مقام محلي وجود دارد كه مسؤوليت نگاهداري از پل ها بر عهده آنهاست (جدول 1)

از آنجا كه هيچ آمار دقيقي «در باره» تعداد دقيق پل ها در انگلستان موجود نيست، سازمان محيط زيست، حمل و نقل و مناطق در سال 1997 چنين برآورد كرد كه در مجموع 44000 پل در انگلستان وجود دارد كه براي آماده شدن براي تاريخ اول ژانويه 1999، هنگامي كه كاميون هاي 40 تني اجازه رفت و آمد در راه هاي انگلستان را پيدا مي كنند نياز به بازرسي دارند. اگر به طور تقريبي، ارزش هر پل 100000 پوند محاسبه شود، پل هاي تحت بازرسي در كل يك دارايي 4/4 بيليون پوندي كشور هستند. هر پل در محيط متفاوتي احداث شده است (صنعتي يا روستايي) و اگر براي هر زيرساخت متكي بر هر پل ارزش تقريبي 1 ميليون پوند در نظر بگيريم، مي توان گفت هر پل بر 50-40 بيليون پوند زيرساخت تأثير مي گذارد. اين مقادير چندان دقيق نيستند ولي به هر حال نبايد تأثير پل ها بر كشور را ناديده گرفت.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مقامات محلي بيشتر پل هاي انگلستان را اداره مي كنند و بنابراين در انتهاي «تجاري» سياست گذاري قرار دارند. نمي توان اهميت يك پل را فقط با توجه به نوع راهي كه روي آن احداث شده (راه اصلي، A، B، C و ْ) تعيين كرد؛ هر پلي در منطقه خاصي كاربرد دارد.

سرمايه لازم براي مديريت پل در انگلستان از منابع «دولت مركزي» تأمين مي شود و نحوة تخصيص اين بودجه در چهار سال گذشته در جدول 2 نشان داده شده است.

در اين مقاله سعي داريم مسائل اساسي را كه مقامات محلي هنگام مديريت پل هاي تحت تملك خود كه وظيفه قانوني آنهاست با آن روبه رو هستند، نشان دهيم.

از 100 ميليون پوند تخصيص يافته در سال 99-1998، 64 ميليون پوند به مستحكم سازي و نگهداري سازه ها اختصاص يافت. مقامات محلي در پيشنهادهاي مزايده در سال 99-1998، 200 ميليون پوند اقدام مستحكم سازي پيدا كردند و از آنجا كه سرعت انجام بازرسي ها براي آماده شدن براي اول ژانويه 1999 افزايش مي يابد، نياز به اقدامات موقتي، استحكام بخشيدن به سازه ها، حد مجاز بار و. بازسازي هم افزايش يافت.

 

 

وظيفه قانوني

طبق بند 41 از قانون بزرگراه ها، مقامات مسؤول بزرگ راهها موظفند از بزرگ راهها نگهداري كنند. مباحثات زيادي برسد اين كه بزرگراه چيست و حد استاندارد نگهداري آن كدام است صورت گرفته است و بند 58 از قانون بزرگراه ها مصوب سال 1980 نگهداري را به اين صورت تعريف مي كند:

«نگهداري به گونه اي كه در تمام شرايط اطمينان حاصل شود بزرگراه ها خطري براي ترافيك ايجاد نمي كنند.»

لرد Atkinson، در تعريف حد استاندارد نگهداري لازم، در پروندة شارپ نس (Sharpness)، نيوداكس (New Docks) و شركت برينگهام در برابر دادستان كل، چنين گفت:

در بحث اين پرونده از بسياري مقامات خواسته شد بيان كنند كه وظيفه مقامات محلي راه هاست كه بزرگراه هاي عمومي خود را در وضعيت مناسب براي عبور ترافيك عادي نگاه دارند. وقتي ترافيك معمولي افزايش مي يابد يا تغيير مي كند. ماهيت و چگونگي نگهداري و تعمير بزرگراه هم بايد تغيير كند تا با تغيير انجام شده در ترافيك مطابقت يابد. هيچ كس نمي تواند اين اصل را نفي كند.

نكته اصلي اين است كه هر منطقه ويژگي هاي خاص خود را دارد و بايد با توجه به ويژگي هاي آن مورد نگهداري قرار بگيرد. اين مسئله براي بسياري مقامات محلي مشكل ساز است زيرا هر پل از لحاظ محيط اطراف، زيرساخت متكي به آن و نوع كاربرد منحصر به فرد است و بنابراين به اندازه راه هاي اصلي بايد مورد توجه قانون قرار گيرد. متأسفانه، بيشتر پل هاي كشور ما در راه هاي B، C و U كشور واقع شده اند.

 

مسائل فني موجود در باره نگاهداري پل

قبلاً گفتيم كه مقامات محلي از لحاظ قانوني موظفند از پل ها نگهداري كنند. حال بايد ديد مقامات مسئولي هنگام انجام وظائف خود با چه مسائلي روبه رو هستند؟ يك فهرست كوتاه از اين مشكلات:

-اداره (مديريت) عمليات ارزيابي و به اجرا درآوردن محدوديت هاي رفع شده براي حد مجاز بار – اداره شبكه

-اداره و اولويت بندي بازسازي و استحكام بخشيدن به سازه ها

-مديريت نگهداري – دوره اي، پيشگيرنده و تعمير

-اداره اسناد، استفاده عموم از راه ها، بارهاي غيرعادي، ديوارهاي نگهدارنده و زيرزمين ها

 

اين فهرست به هيچ وجه جامع نيست ولي نشانگر مهم ترين مسائلي است كه معيار سنجش مديران پل مي باشد.

 

مديريت ارزيابي ها و اجراي قوانين مربوط به حد مجاز بار