چکیده: مدیریت پل به عنوان یک موضوع جدید در چند سال گذشته در کشور ما مطرح گردیده است. البته لازم بذکر است که این بحث بصورت بسیار پراکنده در قدیم نیز مطرح بوده ولی چندان توجهی به آن نشده است. در این پایان نامه سعی بر این است که ابتدا اهمیت موضوع در ذهن همگان روشن گردد و سپس سیستم های اولویت بندی مدیریت و نگهداری پلها مورد بررسی قرار گرفته است. فصل اول شامل یک سری از تعاریف مدیریت و نگهداری پلها می باشد و همچنین برخی مفاهیم اساسی و مهم مرتبط با دانش مدیریت پل می باشد. فصل دومکارهای انجام شده در برخی از کشورهای جهان مانند آمریکا و...... بطور کامل مورد بررسی قرار گرفته شیوه ها و نرم افزارهای مورد استفاده در این کشورها مطرح گردیده است. در کشور ما ایران به تازگی فعالیتهایی در زمینه مدیریت و نگهداری پلها توسط وزارت راه و ترابری در مورد پلهای راه آهن و پلهای برون شهری و معاونت فنی و عمرانی شهرداری تهران در شهر تهران انجام پذیرفته است ولی در میان به شیوه های اولویت بندی چندان توجهی نشده است.در فصل سوم وضعیت 10 پل در شهر تهران بدلیل نبود یک سیستم مدیریت و نگهداری مناسب و شیوه اولولیت بندی با جهت رفع نواقص بوجود آمده، مورد بررسی قرار گرفته است. لازم بذکر است این نمونه ها جهت ورودی نرم افزار می باشد. در این پایان نامه سعی بر این است که یک شیوه برای اولویت بندی انتخاب گردد تا بتوان پلها را برساس آنها اولویت بندی نمود. برای همین منظور یک پرسش نامه با توجه به نظر اساتید تهیه و در آن عوامل اولویت بندی مشخص گردیده است که در پیوست آورده شده است. در فصل چهارم روش شبکه های عصبی به عنوان مدل اولویت بندی انتخاب گردیده، تعاریف و مفاهیم آن آورده شده است. در فصل پنجم متدلوژی تحقیق بیان گردیده است. برنامه نوشته شده با نرم افزار در فصل ششم توضیح داده شده و نتایج اولویت بندی برای نمونه های موجود آورده شده است. فصل Matlab هفتم فصل نتیجه گیری پیشنهادات می باشد.
فهرست محتوا
چکیده 15مقدمه 16فصل اول : کلیاتفصل 1: کلیات 18-1-1 هدف 18-2-1 پیشینه تحقیق 1822 (BMS ) -1-2-1 تعریف مدیریت پل26 (BMS ) -2-2-1 مدولهای مدیریت پل-1-2-2-1 شناخت وضعیت موجود 26-2-2-2-1 بازرسی 26-3-2-2-1 تعیین ظرفیت باربری و اولویت بندی 26-3-1 روش کار و تحقیق 27-1-3-1 اولویت بندی و تخصیص بودجه 27-2-3-1 مدلهای پیش بینی 27-3-3-1 مدلهای هزینه 28-4-3-1 مدلهای زنجیری مارکوف 28-5-3-1 اندیس شرایط پل 28فصل دوم : نمونه ای از مشکلات بوجود آمده در پلهای تهران به دلیل نبود سیستم مدیریت و نگهداریفصل 2: نمونه ای از مشکلات بوجود آمده در پلهای تهران به دلیل نبود سیستم مدیریت و نگهداری 30-1-2 وضعیت کشور در حال حاضر بلحاظ تعریف سیستم مدیریت و نگهداری 30پلهای راه آهن، پلهای جاده ای و پلهای شهری-2-2 وضعیت موجود نمونه ای از پلهای شهر تهران که به دلیل نبود سیستم مدیریت 31و نگهداری دچار آسیب شده اند.-1-2-2 مطالعات میدانی وگزارش وضعیت موجود (پل گیشا) 31-2-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (پارک وی) 45-3-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (رسالت – حقانی) 53-4-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (رسالت- رود خانه کن) 58-5-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (حکیم – اشرفی اصفهانی) 64-6-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (رسالت- یادگار امام) 71-7-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (مدرس - صدر) 77-8-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (مدرس - حقانی) 82-9-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (مدرس - مطهری) 88-10-2-2 مطالعات میدانی و گزارش وضعیت موجود (مدرس - بهشتی) 93فهرست مطالب
فصل سوم : مروری بر منابع
فصل 3: مروری بر منابع 99
-1-3 شیوه کالترانز 99
-1-1-3 اهداف شیوه کالترانز 99
-2-1-3 ویژگی های الگوریتم های خطر 100
-3-1-3 الگوریتم تجزیه و تحلیل خطر 101
-4-1-3 الگوریتم خطر دراز مدت 102
-2-3 شیوه عمل 103
-1-2-3 اهداف شیوه عمل 103
-2-2-3 سیستم درجه بندی لرزه خیزی 104
107 (IDOT) -3-3 شیوه بخش حمل و نقل ایلینویز
107 IDOT -1-3-3 اهداف شیوه
-2-3-3 شیوه دو مرحله ای 107
-1-2-3-3 مرحله جداسازی 108
-1-2-3-3 مرحله ارزیابی جزء به جزء 112
113 (WSDOT) -4-3 شیوه بخش حمل و نقل ایالت واشنگتن
113 WSDOT -1-4-3 اهداف شیوه
-2-4-3 معیارهای اولویت بندی 113
-5-3 شیوه های دیگر 116
-6-3 محدودیت های شیوه های موجود 120
-1-6-3 ترکیب نادرست درجه بندی مرتبط با میزان آسیب پذیری و اهمیت پل 120
-2-6-3 کمبود مطالعه نوع سازه و مصالح 129
-3-6-3 کمبود روش هایی برای از پیش بردن اطلاعات ناقص 130
فصل چهارم : مبنای شبکه های عصبی
فصل 4: مبنای شبکه های عصبی 132
-1-4 مبنای شبکه های عصبی 132
-2-4 اعصاب مصنوعی 134
-3-4 شبکه های عصبی مصنوعی 136
-1-3-4 علائم برداری و ماتریسی 139
-4-4 شبکه های عصبی در یک نگاه 141
-5-4 شبکه های عصبی شرکت پذیر 141
-6-4 یادگیری و فراخوانی 143
-7-4 خصوصیات شبکه های عصبی مصنوعی 144
8
فصل پنجم : توسعه متدلوژی اولویت بندی پلها
فصل 5: توسعه متدلوژی اولویت بندی پلها 148
-1-5 تعیین عوامل موثر بر اولویت بندی (تکمیل پرسش نامه توسط خبرگان) 150
-2-5 داده های ورودی 151
-3-5 داده های هدف 151
-4-5 انتخاب شبکه عصبی 152
152 MATLAB -5-5 شبکه عصبی آموزش دیده در نرم افزار
153 MATLAB -6-5 شبکه عصبی در محیط
فصل ششم : مراحل اجرا و نتایج
155 MATLAB فصل 6: مراحل اجرا و نتایج در نرم افزار
-1- تهیه ماتریس ورودی و ماتریس هدف 155 6
-2-6 شبکه عصبی مورد استفاده در این رساله 160
163 MATLAB -3-6 شبکه عصبی در محیط
164 MATLAB -4-6 مراحل اجرای ماتریس ورودی و ماتریس هدف درنرم افزار
168 MATLAB -5-6 نتایج اولویت بندی 11 پل شهری تهران در نرم افزار
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات
فصل هفتم : نتیجه گیری و پیشنهادات 171
-1-7 نتیجه گیری 171
-2-7 پیشنهادات 172
پیوست ها 174
پیوست الف: پرسش نامه 174
منابع و مراجع 177
الف: فهرست منابع فارسی 177
ب: فهرست منابع انگلیسی 177
ج: سایت اطلاع رسانی 179
چکیده انگلیسی 180
9
فصل دوم:
1: بخش های کلان و کهین فاکتور خطر 103 - جدول 3
104 ( ATC-6- از 2 ) (SPC) 2: گروه اجرای لرزه خیزی - جدول 3
105 ( ATC-6- 3: گروه بندی اهمیت (از 1 - جدول 3
4: فاکتورهای موثر بر درجه بندی میزان آسیب پذیری برای آسیب پذیرترین اجزاء پل 107 - جدول 3
107 (ATC-6- 5: درجه بندی اهمیت (از 2 - جدول 3
114 ( 6- گروه های سازه ای پل ها (از بابای و هاکینز، 1993 - جدول 3
7- مشخصه های استفاده شده در اولویت بندی 114 - جدول 3
116 ( فاکتور طول عمرهای باقی مانده متفاوت برای یک پل (از بابای و هاکینز، 1993 K -8- جدول 3
9: درجه بندی 45 پل به روش کالترانز 124 - جدول 3
125 10 محاسبه عدد درجه بندی کالترانز برای دو پل نمونه جهت مثال های 2 و 3 - جدول 3
فصل ششم:
تهیه شده که شامل 26 پرشسنامه پر شده جهت استفاده در مدل 159 Input Data 1: جدول - جدول 6
2: اطلاعات مربوط به 11 پل تهران براساس پرسشنامه تهیه شده در پیوست الف 167 - جدول 6
برای 11 نمونه پل شهری تهران 168 MATLAB 3: نتایج بدست آمده در نرم افزار - جدول 6
فصل پنجم:
1: الگوریتم اولویت بندی پلها با توجه به روش شبکه عصبی 149 - نمودار 5
فصل ششم:
1: الگوریتم خروجی شبکه عصبی دو لایه 162 - نمودار 6
فهرست جداول
عنوان شماره صفحه
فهرست نمودار ها
10
فصل اول:
21 Poud du Grard 1- پل - تصویر 1
2- خلاصه اصول 25 - تصویر 1
فصل دوم:
1: نمایی از پل گیشا 31 - تصویر شماره 2
2: تجمع مواد زائد در اطراف کوله ها 32 - تصویر شماره 2
3: وجود شوره زدگی های پراکنده در کوله پل 32 - تصویر شماره 2
4: نمای نزدیکی از آسیب دیدگی در دستگاههای تکیه گاهی 33 - تصویر شماره 2
5: زنگ زدگی اتصالات در داخل محوطه بسته کوله ها که بسیار شدید می باشد. 33 - تصویر شماره 2
6: لهیدگی اتصالات در کوله ها 34 - تصویر شماره 2
7: وضعیت نامناسب دستگاههای تکیه گاهی 34 - تصویر شماره 2
8 : وضعیت نامناسب پیچها و صفحات زیرین آنها 35 - تصویر شماره 2
9: وضعیت نامناسب پیچها 36 - تصویر شماره 2
10 : تعویض پیچهای بریده شده 36 - تصویر شماره 2
11 : تعویض پیچهای بریده شده 37 - تصویر شماره 2
12 : از بین رفتن پوشش محافظ تیرچه های عرضی 38 - تصویر شماره 2
13 : از بین رفتن پوشش محافظ بال تحتانی تیرهای سر ستون 38 - تصویر شماره 2
14 : وضعیت درزگیرهای طولی قبل از تعویض 39 - تصویر شماره 2
15 : وضعیت درزگیرهای عرضی قبل از تعویض 40 - تصویر شماره 2
16 : وضعیت درزگیرهای طولی بعد از تعویض 40 - تصویر شماره 2
17 : وضعیت نامناسب روکش قبل از تعویض 41 - تصویر شماره 2
18 : وضعیت مناسب روکش بعد از تعویض 42 - تصویر شماره 2
19 : وضعیت نامناسب تابلوی های زیر پل 42 - تصویر شماره 2
20 : تابلوی حداکثر ارتفاع مجاز عبوری از زیر پل 43 - تصویر شماره 2
21 : رها بودن نرده های محافظ در ورودی رمپ 43 - تصویر شماره 2
22 : وضعیت نامناسب رنگ آمیزی نرده ها 43 - تصویر شماره 2
23 : وضعیت ترافیک سنگین روی عرشه در ساعات متفاوت روز 44 - تصویر شماره 2
24 : نمای کلی پل 45 - تصویر شماره 2
25 : شورهزدگیها در محل کابلها و در زیر عرشه 45 - تصویر شماره 2
26 : شورهزدگیهای زیر عرشه 46 - تصویر شماره 2
27 : شورهزدگیهای زیر عرشه 46 - تصویر شماره 2
28 : وضعیت نئوپرنهای زیر عرشه 47 - تصویر شماره 2
فهرست تصاویر
عنوان شماره صفحه
11
29 : کلید برشی 47 - تصویر شماره 2
30 : شورهزدگیهای روی کوله 48 - تصویر شماره 2
31 : ترک مشاهده شده در پایه میانی 48 - تصویر شماره 2
32 : خرابی جزیی پوشش الاستومری درزها 49 - تصویر شماره 2
33 : لولههای زهکش سطح عرشه 49 - تصویر شماره 2
34 :پر شدن لولههای زهکش سطح عرشه 49 - تصویر شماره 2
35 :نمایی از لوله های زهکش 50 - تصویر شماره 2
36 :نمایی از آسیب دیدگیهای روسازی پل 50 - تصویر شماره 2
37 :وضعیت رنگ آمیزی نرده ها 51 - تصویر شماره 2
38 :وضعیت پیچها نگهدارنده نرده ها 51 - تصویر شماره 2
39 : سیستم روشنایی روی عرشه 52 - تصویر شماره 2
40 : سیستم روشنایی زیر عرشه 52 - تصویر شماره 2
41 : شوره زدگی های وسیع اطراف عرشه 53 - تصویرشماره 2
42 :اضمحلال بتن عرشه و نمایان شدن آرماتورها 53 - تصویرشماره 2
43 : اعوجاج مشاهده شده در بعضی نئوپرن ها 54 - تصویر شماره 2
44 : نمایی از کوله های شرقی 54 - تصویرشماره 2
45 : وضعیت درزهای انبساط 55 - تصویرشماره 2
46 : وضعیت عرشه در محل خروج لوله های زهکش 55 - تصویرشماره 2
47 : وضعیت عرشه در محل خروج لوله های زهکش 56 - تصویرشماره 2
48 : نمایی از روکش سواره رو 56 - تصویرشماره 2
49 : نمایی از روکش پیاده رو و وضعیت نرده ها 57 - تصویرشماره 2
50 : نحوه اتصال لوله آب به عرشه پل 57 - تصویرشماره 2
51 : نمای کلی پل 58 - تصویر شماره 2
52 : شوره زدگیهای وسیع عرشه به علت فقدان سیستم زهکش 58 - تصویر شماره 2
53 : شوره زدگیهای وسیع عرشه به علت فقدان سیستم زهکش 59 - تصویر شماره 2
54 : شوره زدگیهای وسیع شاهتیرها به علت فقدان سیستم زهکش 59 - تصویر شماره 2
55 : نمایان شدن آرماتورها به دلیل از بین رفتن پوشش بتن 60 - تصویر شماره 2
56 : وجود سوراخ در سر ستونها برای عبور لوله های تاسیساتی 61 - تصویر شماره 2
57 : نمایی از درزگیرهای پل که کاملاً پر شده است. 61 - تصویر شماره 2
58 : محل دریچه های سیستم زهکش 62 - تصویر شماره 2
59 : نمایی از روکش سواره رو 62 - تصویر شماره 2
60 : خارج شدن نرده ها از محل اصلی به علت برخورد ماشین 63 - تصویر شماره 2
61 : محل عبور لوله های زهکش از داخل دیافراگمهای عرضی 63 - تصویر شماره 2
62 : نمای کلی پل حکیم - اشرفی اصفهانی 64 - تصویر شماره 2
63 : شورهزدگیهای عرشه در کنار لولههای جمعآوری آبهای سطحی 64 - تصویر شماره 2
64 : شوره زدگیهای عرشه در کنار لوله های جمعوری آبهای سطحی 65 - تصویر شماره 2
65 : از بین رفتن بتن دال عرشه 65 - تصویر شماره 2
12
66 : نمایی از شورهزدگیهای کوله غربی 66 - تصویر شماره 2
67 : نمایی از شوره زدگیهای کوله شرقی 66 - تصویر شماره 2
68 : نمایی از پایههای میانی 67 - تصویر شماره 2
69 : نمایی از نئوپرن های پل 67 - تصویر شماره 2
70 :درزگیرهای لاستیکی در محل درزهای انبساط 68 - تصویر شماره 2
71 : نمایی از لولههای جمع آوری آب در سطح عرشه 68 - تصویر شماره 2
72 : نواقص مشاهده شده در سیستم زهکش 69 - تصویر شماره 2
73 : نمایی از تیرهای برق جهت روشنایی روی عرشه 69 - تصویر شماره 2
74 : نمایی از پروژکتورها که روشنایی زیر پل را تامین می نمایند. 70 - تصویر شماره 2
75 : نمایی از پل یادگار- حکیم 71 - تصویر شماره 2
76 : شوره زدگی های دال 71 - تصویر شماره 2
77 : شوره زدگی های دال 72 - تصویر شماره 2
78 : شوره زدگی های شاهتیرها 72 - تصویر شماره 2
79 : نمای تکیه گاههای پل 73 - تصویر شماره 2
80 : نمای شوره زدگی های کوله 73 - تصویر شماره 2
81 : وضعیت ترک در دیوار حائل جنوبی در کوله شرقی 74 - تصویر شماره 2
82 : بیرون زدگی آرماتورها در دیوار کوله غربی 74 - تصویر شماره 2
83 : نمایی از درزگیر ها 75 - تصویر شماره 2
84 : سیستم زهکش پل 75 - تصویر شماره 2
85 : نمایی از روکش سطح پل 76 - تصویر شماره 2
86 : نمای کلی پل 77 - تصویرشماره 2
87 : شورهزدگیهای عرشه در درز میان تابلیهها 77 - تصویرشماره 2
88 : شورهزدگیهای اطراف عرشه و شاهتیرها 78 - تصویرشماره 2
89 : شورهزدگیهای در دیافراگمهای عرضی 78 - تصویرشماره 2
90 : نمایی از شورهزدگیهای شدید کولهها 79 - تصویرشماره 2
91 : نمایی از الاستومرها که براثر از بین رفتن آسفالت نمایان شده است. 79 - تصویرشماره 2
92 : نمایی از جوی میانی عرشه جهت آبیاری فضای سبز وسط بزرگراه 80 - تصویرشماره 2
93 : نامناسب بودن روکش سوارهرو 80 - تصویرشماره 2
94 : وضعیت نرده ها و پیاده رو ها 81 - تصویرشماره 2
95 : استفاده از پروژکتورها جهت روشنایی زیر پل 81 - تصویرشماره 2
96 : نمای کلی پل 82 - تصویر شماره 2
97 : ترک خوردگی های سطح زیرین عرشه 82 - تصویرشماره 2
های روی کوله 83 Base Plate 98 : وضعیت زنگ زدگی تیرها و - تصویرشماره 2
99 : وضعیت نا مناسب کوله 83 - تصویرشماره 2
100 : اتصال پایه کناری به فونداسیون 84 - تصویرشماره 2
101 : درز انقطاع کوله و عرشه غربی 84 - تصویرشماره 2
102 : درز انقطاع کوله و عرشه شرقی 85 - تصویرشماره 2
13
103 : آبروی کناری عرشه 85 - تصویرشماره 2
104 : وضعیت رو کش سواره رو 86 - تصویرشماره 2
105 : وضعیت رو کش سواره رو 86 - تصویرشماره 2
106 : وصله های موجود در روکش سواره رو 87 - تصویرشماره 2
107 : نمایی از جان پناه بتنی و پوشش سطح پیاده رو 87 - تصویرشماره 2
108 : نمایی از پل مدرس – مطهری 88 - تصویر شماره 2
109 : شوره زدگی و فرسودگی شدید سطح زیرین پیاده رو 88 - تصویر شماره 2
110 : شوره زدگی شدید سر ستون 89 - تصویر شماره 2
111 : اضمحلال بتن در ناحیه فوقانی کوله 89 - تصویر شماره 2
112 : دریچه جمعآوری آب های سطحی که نیاز به بازگشایی دارد 90 - تصویر شماره 2
113 : نمایی از روکش سواره رو 90 - تصویر شماره 2
114 : آسیبهای پیاده روی جنوبی 91 - تصویر شماره 2
115 : آسیبهای پیاده روی جنوبی 91 - تصویر شماره 2
116 : فرسودگی شدید لوله انتقال فاضلاب 92 - تصویر شماره 2
117 : نمای کلی از پل 93 - تصویر شماره 2
118 : فرسودگی بتن در سطح زیرین عرشه 93 - تصویر شماره 2
119 : اضمحلال بتن در محل درز انقطاع طولی 94 - تصویر شماره 2
120 : نمایی از سطح زیرین عرشه 95 - تصویر شماره 2
121 : نمایی از جویهای سطحی پل 95 - تصویر شماره 2
122 : آسیب روکش آسفالتی بر روی درز انقطاع کوله 96 - تصویر شماره 2
123 : نرده ها و پیادهروهای شمالی 96 - تصویر شماره 2
124 : اضمحلال بتن زیر جدولهای کناری 97 - تصویر شماره 2
125 : وضعیت سیستم روشنایی 97 - تصویر شماره 2
فصل سوم:
3 برای میزان آسیب پذیری و لرزه پذیری 121 × 1- مقیاس ماتریس 3 - تصویر 3
2: ارائه معیارهای درجه بندی 122 - تصویر 3
3: عدد گذاری جعبه 122 - تصویر 3
4: ترکیب معیارها با وزن های برابر 122 - تصویر 3
5: ترکیب معیارها با وزن های نابرابر 122 - تصویر 3
6: ارائه معیارهای درجه بندی 128 - تصویر 3
8: ترکیب معیارها با وزن های همسان (برابر) 128 - تصویر 3
7: عدد گذاری جعبه 128 - تصویر 3
9: منحنی های شکنندگی برای انواع گوناگون پل 129 - تصویر 3
14
فصل چهارم:
1- طرح قسمتهای مختلف یک عصب بیولوژیکی 133 - تصویر 4
2: طرح شماتیک یک عصب مصنوعی 134 - تصویر 4
3: توابع انتقال برای عصب 136 - تصویر 4
4: نمونه ای از ساختار یک شبکه عصبی 137 - تصویر 4
5: شبکه عصبی دو لایه ساده 138 - تصویر 4
6: قسمت تحتانی شبکه عصبی که از بالای لایه پنهان برش داده شده است 139 - تصویر 4
7: شمای یک شبکه شرکت پذیر 142 - تصویر 4
فصل پنجم:
1: تعیین عوامل موثر در اولویت بندی پلها توسط پرسشنامه 149 - تصویر 5
152 Matlab 2: یک شبکه عصبی در نرم افزار - تصویر 5
فصل ششم:
1: تصویر یک تابع انتقال سیگموئید 160 - تصویر 6
2: تصویر یک تابع انتقال خطی 160 - تصویر 6
3: شکل شبکه عصبی به صورت شماتیک 161 - تصویر 6
4: شکل لایه 1و 2 صورت شماتیک 161 - تصویر 6
5: شکل تابع انتقال سیگموئید و انتقال خطی به صورت شماتیک 161 - تصویر 6
6: وارد کردن داده های ورودی 165 - تصویر 6
7: چک و امتحان کردن داده های ورودی 165 - تصویر 6
8: تعریف سایز شبکه در نزم افزار 166 - تصویر 6
شبکه در نزم افزار 166 Ttrain :9- تصویر 6
10 : ارزیابی شبکه در نزم افزار 167 - تصویر 6
11 : ذخیره سازی شبکه در نزم افزار 167 - تصویر 6
12 : نتیجه برای پل مدرس- بهشتی در نزم افزار 168 - تصویر 6
15