時間：2023-04-08 11:31:13
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論文摘要： 本文在界定配合施工概念與內容，說明標準化管理的內涵與意義，以及配合施工常見問題的基礎上，從管理制度、人員配備、現場管理、過程控制四個方面闡述標準化管理在配合施工管理中發揮的重要作用。
引言
配合施工是勘察設計工作的重要組成部分和技術服務的關鍵環節，能夠讓設計人員及時了解現場情況，適時彌補設計缺陷，優化施工圖設計，對提高勘察設計及服務質量，促進工程建設質量的全面提升有重大意義。配合施工管理不到位，不能夠及時發現并解決施工過程中存在的設計問題，將會延誤施工進度甚至帶來嚴重的施工事故，從而影響企業的經濟利益和品牌聲譽，甚至給企業帶來巨大損失。由于配合施工涉及相關方多、工作內容復雜等特點，如何探索運用標準化管理來切實提升配合施工管理水平，提高配合施工效率，確保工程進度與質量安全，成為擺在勘察設計企業面前的重要課題。
1 配合施工概念與內容
配合施工是指勘察設計單位在施工圖交付后至竣工驗收合格期間，通過現場工作配合施工單位及時研究解決勘察設計問題等。
配合施工的工作內容一般包括日常工作和設計變更。其中，日常工作主要為督促施工方貫徹落實業主對工程項目技術方案、規范等的鑒定或審查意見等；開展施工現場的日常巡查，根據發現問題，及時解決施工過程中存在的設計問題；完成配合施工日志填寫工作，詳細記錄當日主要工作內容，包括巡檢情況、發現問題、解決問題的建議意見以及問題解決情況等；定期向建設指揮部和上一級單位匯報配合施工工作情況等。設計變更工作主要為根據項目實施需要，以會審紀要為依據，按照變更設計類型和規定流程及時完成變更設計并交付施工方。
2 標準化管理的內涵與意義
2.1標準化管理的內涵。標準化，即為企業將各項生產經營活動以規章制度、規范、規則等方式加以固化，并依標準付諸實際。標準化管理是以標準為基礎開展各項管理工作，以預防為主線，注重全過程控制，強調持續改進，其核心是建立系統的標準，并確保各項標準得到貫徹執行。
2.2標準化管理的意義。有效的標準化管理，能夠避免人為因素帶來的影響，提高配合施工的效率與質量。大力推行標準化管理，不僅是貫徹落實建設項目“質量、安全、工期、投資效益、環境保護和技術創新”六位一體的要求，是建設項目落實科學發展觀的重要內容，也是勘察設計企業把項目建設成安全工程、精品工程的客觀需要。
3 配合施工常見問題
由于配合施工工作內容較為復雜，現實管理中常常暴露出一些問題，一般表現為：
3.1規章制度不健全。未建立完善的與配合施工相關的規章制度，以明確規定勘察設計企業內部各專業以及企業與施工方、監理方、業主等有關方在配合施工中的工作關系、職責范圍、工作界面、工作流程、工作程序與溝通機制等，不利于明確管理職責、規范工作，難以高效組織相關專業人員開展各項配合施工工作，及時了解現場施工進展情況，有效解決施工過程中的各項問題。
3.2人員配備不到位。由于勘察設計企業生產任務繁重、人力資源較為緊張以及對配合施工重視不夠等原因，使得企業往往難以保證配合施工人員的數量與質量，存在派出人員不齊全，專業配備不夠，派出人員經驗有限，缺乏獨立工作的能力，現場人員不穩定，經常更換或無法常駐現場等各類問題。人員配備不到位，影響了配合施工各項工作的順利開展，導致現場問題不能得到及時有效的解決。
3.3監督管理不完善。配合施工屬現場作業，具有一定的特殊性，對現場人員的監管較難?？辈煸O計企業如果未加強對配合施工人員的監督管理，并強化對相關工作人員的職業道德教育，配合施工人員有可能發生違紀違規問題，不但影響正常的工程建設，而且嚴重損壞企業聲譽，甚至引發法律糾紛。 轉貼于
4 基于標準化管理的配合施工管理
經過多年的實踐，中鐵二院在近年的配合施工項目中，通過大力推廣管理制度、人員配備、現場管理、過程控制的全方位標準化管理工作，有效解決了配合施工中存在的常見問題，基于標準化管理的配合施工管理工作成效顯著。
4.1管理制度標準化。根據相關標準化管理文件和規章制度，通過制定設計交底、配合施工管理實施辦法、變更設計實施細則、配合人員責任和工作守則等系列規章制度，重點針對施工圖設計、現場配合施工及變更設計的實際情況，完善配合施工管理制度和勘察設計工作流程及責任制。逐漸形成了系統全面、責權分明、程序具體、考核明確的配合施工相關管理體系，從制度上確保配合施工工作的規范和有效。
4.2人員配備標準化。成立標準化管理領導小組，項目部經理任組長，副經理、總工任副組長，項目部各部門負責人、副總工、專業設計負責人為組員，積極推動標準化管理。配合施工主要管理及技術人員盡可能為具有配合施工工作經驗、熟悉項目情況或參加過項目勘察設計的工程技術人員，項目推進全過程的人員配備盡可能執行“誰勘察、誰設計、誰配合施工”原則。
4.3現場管理標準化。配合施工技術人員在進駐現場前由項目部組織學習標準化管理相關文件，促使其按標準化管理的要求嚴格要求自己。為達到較好的學習效果，采取了系列具體措施：將配合施工管理辦法下發至全體職工；配合施工標準化管理實施細則按專業分別成冊，人手一冊；各種標準化管理圖表、崗位職責等管理辦法則制作成標牌掛放于辦公室顯著位置；通過各種方式方便職工隨時隨地學習、溫故知新。
在強化學習的基礎上，加強配合施工的現場標準化管理。按規定，配合施工人員均要求隨身攜帶一帽（安全帽）、一牌（胸牌）、一本（配合施工日志本）、一手冊（標準化管理實施細則）等四要件。對現場發現的問題，一般事項予以現場快速準確處理，復雜事項要求第一時間向上級主管部門匯報并予以盡快處理，并建立健全各項配合施工臺帳。如需變更設計，本著“先批準、后變更，先設計、后施工”的原則，快出圖、出高質量圖。同時，對建設單位審核下發的本專業施工圖進行及時梳理及核查，對圖紙內的差錯漏洞第一時間予以更正通知。
4.4過程控制標準化。標準化管理領導小組采取定期檢查與日常檢查相結合、內業檢查與外業檢查相結合、全面檢查與專項檢查相結合的方法，重點抓好檢查標準化管理的落實情況，實行責任到人。在檢查過程中，發現未認真貫徹執行標準化管理要求的員工，立即停止其工作，要求其認真學習相關文件，在充分理解文件精神和要求后再開展工作；對于標準化管理貫徹較差且屢教不改的人員，責令退出配合施工工作；對于執行情況好的予以表彰、獎勵；同時，將標準化管理的執行情況納入員工年度業績考核。
5 結論
近年來，隨著我國工程建設的快速發展，設計配合施工工作在工程項目中的地位越來越突出。勘察設計企業只有充分認識到配合施工的重要性，在實際生產中以標準化管理實現配合施工的規范化、程序化和科學化，才能提高配合施工管理水平，高標準、高質量、高效率地完成勘察設計任務，同時大大降低了運營成本，打造企業良好品牌，從而在激烈的競爭中占有一席之地。
參考文獻：
[1] 劉亞非.淺析鐵路建設項目設計配合施工[J].長沙鐵道學院學報，2010（3）：222-224.
[2] 溫江.鐵路建設標準化管理問題探討[J].商業文化，2011（7）：362-363.
[3] 戈守云，李尚斌.淺談高速公路建設中的標準化管理[J].交通 科技，2011（7）：46-48.
【關鍵詞】鐵路涵洞；基礎尺寸；鋼筋混凝土；基礎處理措施；剛性角
引言
涵洞基礎一般可分為有基和無基兩種。有基又可分為整體式和非整體式兩種。基礎形式應按涵洞的類型、涵頂填方高度、孔徑大小、基地地質條件及地基處理方法等進行選擇。
一、常用的各類涵洞的基礎使用條件
（一）鋼筋混凝土圓形涵洞、矩形涵洞及其他封閉式涵洞
根據基底土壤種類、地下水的狀態及地基土壤的凍脹性等情況，采用有機（整體式）或無基（僅有砂墊層或夯實層）。
1.涵洞受兩旁路堤土柱壓重。使地基承載能力有所提高，當基底土壤的容許承載力等于及大于150kPa時，不論土層能否滿足設計壓應力的要求，一般可采用整體式基礎，惟應注意要設置上拱度，以減免使用中的塌腰病害。若涵洞建在太差的地基上，沉陷量較大時，即土壤容許承載力小于150kPa時并小于設計基底壓應力時，則引另采取措施處理地基。
2.如基底土壤是巖石；礫石土、卵石土；礫砂、粗砂、中砂及細砂，墊層或夯實層的厚度不小于40cm，且土質均勻，下沉量不大者，涵洞可采用無基基礎。但涵洞出入口仍設實體基礎并考慮防滲作用，以減免凍脹病害。
非嚴寒地區，土質均勻，下沉量不大的粘性土（如硬塑狀態，半硬塑狀態的粘性土）和位于地下水位以上的中密粉砂土，亦可考慮采用無基涵洞。
采用無基基礎時，尚應符合下列條件：
（1）為了防止由于過大的涵節沉落所產生的漏水病害，涵頂至軌底填方高度一般不宜超過5.0m（巖石地基可不受此限）。
（2）最大流量時涵前積水深度不大于2.5m（無壓及半有壓涵洞）。
（3）非經常流水的溝渠（不受滲水影響軟化的地基可不受此限）。
（4）非沼澤地區。
（5）溝床縱坡≤30‰；個別困難地段≤50‰。
為了適應泄床與端翼墻基礎間的不均勻沉陷，泄床與端翼墻基礎須分離（泄床厚度一般≥50cm）。
（二）鋼筋混凝土蓋板箱涵
根據孔徑大小及基地土壤種類，基礎設計有整體式和非整體式。整體式基礎分為剛性聯合基礎和鋼筋混凝土聯合基礎，非整體基礎又稱分離式基礎。
1.剛性聯合基礎。
剛性聯合基礎適用于單孔1.0～6.0m及雙孔1.0～6.0m涵洞基底土壤容許承載力等于及大于150kPa的任何土層上。剛性聯合基礎厚度系自兩側邊墻底面內緣按剛性角向下擴大至壓力分布線相交于基底而定，以使整個基底均勻受力（拱形涵洞整體式基礎同此）。由于較大孔徑的剛性聯合基礎太厚，圬工量過大，僅在不宜采用分離式或鋼筋混凝土聯合基礎時采用。
2.鋼筋混凝土聯合基礎。
鋼筋混凝土蓋板涵孔徑3.0～6.0m單孔高、底邊墻涵洞設計有鋼筋混凝土聯合基礎，適用于地質較差、容許承載力較低、土壤壓縮模量（E0）等于或大于4000kPa的地基，板頂填方高度大于3.0m時須進行個別設計解決。如以后涵身不會接長時，翼墻部分基礎可用于出入口翼墻鋼筋混凝土聯合基礎的配筋設計；遇將來涵洞有可能接長時，則宜采用洞身鋼筋混凝土聯合基礎的配筋設計。
3.分離式基礎。
蓋板涵孔徑2.0～6.0m單、雙孔高、低邊墻涵洞設計有分離式基礎，適用于土質較好的地基，若土壤容許承載力小于基地應力但等于及大于300kPa，且土壤壓縮性較小的地基（粘性土為半干硬以上，砂類土為中砂以上，以及碎石類土和巖石）亦可應用。分離式基礎設計時考慮了流水板的支撐作用，按洞內側基底應力不大于洞外側（填土側）基地應力的原則設計。如為兼立交的涵洞，每段涵洞（兩沉降縫之間）基礎之間設截面為1.0×1.0m的漿砌片石支撐兩道。
當基底土壤容許承載力小于基地應力但不小于150kPa時，均可采用剛性聯合基礎或鋼筋混凝土聯合基礎。如基底容許承載力小于150kPa并小于設計基底壓應力時，則應采取措施處理地基。
4.翼墻基礎。
剛性聯合基礎的蓋板箱形涵洞出入口翼墻的基礎一般亦為整體式基礎。剛性混凝土聯合基礎的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻的前墻基礎采用混凝土灌注并與鋼筋混凝土板連為一體，板底以下用強砌片石加厚至1.25m或凍結深度以下0.25m處。分離式基礎的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻基礎與泄床分離，但前墻范圍內的泄床與翼墻基礎等厚。
涵洞出入口翼墻所受外力較小，當基底土壤容許承載力等于及大于130kPa時，孔徑3.0m及以上的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻為剛性聯合基礎或鋼筋混凝土聯合基礎時，也可改為分離式基礎（不包括提高節出入口），以節省圬工。
（三）混凝土高失拱形涵洞
孔徑1.0～2.5m者，采用整體式基礎；孔徑3.0～6.0m者，基礎有整體式基礎和非整體式基礎兩種。
1.整體式基礎。
整體式基礎適用于除工程地質特殊土壤如濕陷性黃土、裂隙粘土等以外的各類土壤地基上。當填地（石）高等于及大于10m時，要求地基容許承載力大于200kPa，當填地（石）高小于10m時，要求地基容許承載力不小于150kPa，如地基承載力不能滿足上述要求時應采取其他措施。
2.非整體式基礎。
非整體基礎適用于碎石類土、砂類土、粘性土（σ0≥350kPa）地基上，要求地基容許承載力[σ]>300kPa，并需滿足土壤擠出穩定性（穩定系數K
3.翼墻基礎。
抬高式入口：孔徑1.0～5.0m的翼墻基礎為整體式；孔徑5.5～6.0m的翼墻基礎與泄床分離。
不抬高式入口：孔徑1.0～3.0m的翼墻基礎為整體式；孔徑3.5～6.0m的翼墻基礎與泄床分離。
出口：不論入口為抬高還是不抬高式，孔徑1.0～2.5m的出入口翼墻基礎均為整體式，孔徑3.0～6.0m的出口翼墻基礎與泄床分離。
二、基礎埋置深度及厚度
涵洞基礎除設置在不凍脹地基土上者外，出入口和自兩端洞口向內各2m范圍內的涵身基底埋深：對于凍脹、強凍脹土應在凍結線以下0.25m；對于弱凍脹土，應不小于凍結深度的80%，涵洞中間部分可按各類涵洞標準圖上規定者辦理，亦可地區經驗確定。嚴寒地區，當涵洞中間部分的埋深與洞口埋深相差較大時，其連接處應設置過渡段。凍結較深的地區，也可采取將基底至凍結線以下0.25m處的地基土換填以粗顆粒土（包括隨時類土、礫砂、粗砂、中砂，但其中粉粘粒含量應≤15%，或粒徑小于0.1mm的顆粒應≤25%）的措施。
涵洞基礎厚度除應滿足凍結深度的要求外，還應符合剛性角的有關規定。
（1）鋼筋混凝土圓形涵洞及矩形涵洞，基礎厚度與剛性角無關，但為防止洞身沉陷過多或為出入口免受沖刷，基礎應保持一定的厚度，因此涵洞基礎一般均不應小于標準圖中的最小厚度。
（2）鋼筋混凝土蓋板箱形涵洞、拱形涵洞，不設鋼筋的圬工基礎厚度應按剛性角確定。對混凝土整體式基礎或非整體式基礎的剛性角采用45°；有關標準圖對是石器圬工整體式基礎的剛性角采用40°，非整體式基礎的剛性角采用38°。
參考文獻：
【 關鍵詞 】 鐵路；通信信號；信號傳輸；安全問題
1 引言
由于列車在以往的傳統鐵路信號系統中的運行速度較低，所以通信信號系統并不能與信息系統相互連接，二者是相互獨立的。而基于現在飛速發展的鐵路信號系統中，大部分電子化信號系統的信息，包括列車調度、監督、控制等，這些信息都需要借助鐵路信號系統來實現遠距離的快速傳送，二者如果相互獨立則不能滿足現代鐵路信號系統這一需求，這就促使了CBTC系統的形成。
所謂的CBTC系統，就是將鐵路運輸組織必需的通信和信號兩大系統逐漸的融合在一起，使二者相互滲透結合，最終形成一個涵蓋了通信、控制、指揮和處理信息等多個方面的智能自動化系統，事實上也就是將鐵路信號利用通信的方式傳送出去。因而也就真正意義上實現了鐵路的通信信號一體化，而這種新型的傳輸信號的方式，將比傳統的利用軌道電路傳送信號的方式具有很多優勢，大致包括幾點。
1.1 信號傳輸的可靠性高
在傳統的軌道電路中，信號的傳輸是單向的，也就是發送者只負責發送信號，根本無法確定遠處的接收者是不是真正的收到了信息，而且鐵軌是軌道電路信號系統唯一的傳輸媒介，極其容易受到外界的影響而影響信號的傳輸，造成信號傳輸十分沒有可靠性，也就滿足不了控制高速列車的需求。而在新型的CBTC系統中，雙方的信號是互通的，可以做到雙向通信，還能通過非常多的保證技術來提高信號傳輸的可靠性，這就能夠保證工作人員可以實時并且安全地通過通信網絡實現鐵路信號的傳輸。
1.2 鐵路信息信號傳輸效率相對較高
在目前鐵路信號傳輸系統中，主要依靠數字化的通信方式來完成鐵路信息和數據信號的大量傳輸，還能夠在過程中做到移動自動閉塞信號傳輸，隨著列車的運行，這種移動的自動閉塞也會自然移動，還能自動變化其分期的長度，因此我國的鐵路運輸在運行中既能做到安全高效的傳輸列車信息信號，同時也可以保證列車在行駛過程中的安全問題，在提高鐵路信號傳輸效率的同時，還能保證列車運行的效率。
1.3 信息信號傳輸量大
在以往傳統的軌道電路系統中，信號的傳輸是在鐵軌上進行的，這樣就造成了鐵路信號傳輸的數據量比較小，且速度偏慢。而隨著社會各方面的發展，列車呈現越來越高的速度和密度，列控信號也就隨之增加，這就要求大量的信號傳輸能在短時間內安全快速的完成，而通信網絡恰好就滿足了列車控制對信號傳輸嚴格的需求，此外通信網絡還能提供包括媒體信息在內的許多其他信息，還能完成列車與地面的雙向通信。
2 強化鐵路信號傳輸系統的安全
對通信信號傳輸系統關于安全方面的整體情況的充分了解，能夠為我們熟悉掌握強化鐵路信號傳輸系統的安全性的方法打下良好的基礎。
2.1 鐵路信號傳輸系統信號安全構建分析
數字化的鐵路信號傳輸系統實現了信號安全技術與通信技術的深層次的結合，達到了通信信號一體化的巨大成就，為鐵路的發展起到十分重要的作用。我們可以通過各種方式在信號傳輸的過程中提高其信息傳輸效率、信號傳輸的可靠程度和傳輸過程中所能承受的容量，即使在信號的傳輸過程中，偶爾會發生故障，但是在最后的輸出端所輸出的數據一定是安全并具有準確性的。在發生故障時，可以運用不同的解決方式，可以通過信號信息傳輸故障――容錯系統構建和信號信息傳輸故障――安全分析這兩種方式來解決橫式進行。
2.1.1信號信息傳輸故障――容錯系統構建
我國以前的鐵路信號系統的安全保障只要是依靠安全型繼電器來保障的，這是我國傳統的鐵路信號系統最基本的安全要求措施，安全型繼電器的主要工作原理為，當安全型繼電器的線圈沒有磁性時，節點就主要考慮在斷開狀態下的概率，這種處理的方式主要運用在一些不是邏輯對稱故障方面。因此，為了能夠在鐵路信號安全信息傳輸系統中建立通信系統，就必須以大量的電腦作為最核心的控制系統來運用。我們可以通過對鐵路信號安全信息傳輸系統中來設計其容錯系統來保障安全，也就是我們常說的通過利用冗余技術的方法，來解決鐵路信號信息傳輸過程中的安全要求。這是因為容錯技術能夠在很大程度上提高計算機的安全、可操作性，能夠在發現計算機系統內部出現故障的時候，就能在第一時間將其故障解決掉，從而能夠在很大程度上確保系統的正常運行。但是在對容錯的鐵路信號安全信息傳輸系統設計過程中，不能只是依靠硬件的容錯或者是軟件的容錯，這些都是不能滿足的，這是由于真正的容錯系統不僅僅是硬件的系統和軟件的系統，還要求各個應用軟件的各個層次的容錯，并且不同層次的容錯的功能是各不相同的。因此，構建信號信息傳輸故障――容錯系統，能在很大程度上保證應用進程的持續安全運行下去，并且還能在很大程度上確保其不受到硬件故障的影響。
2.1.2信號信息傳輸故障――安全分析
在鐵路正常運輸過程中，如果發生法信號故障――安全情況，這時候不要出現過度的緊張，可以將該情況看做是正常運輸過程中出現的一個非常普遍的故障現象即安全的系統，在解決過程中不要受到傳統思維的影響，將故障沒有構成危險的想法一定要摒棄，在鐵路信號傳輸系統的構建過程中，要考慮不同的可靠性與安全性的技術的應用，只有這樣才能在最大程度上降低在整個系統中故障發生的概率。
2.2 新型鐵路信號系統的安全設計研究
2.2.1傳輸方式的選擇
在我國鐵路信號傳輸系統中主要分為兩種信號傳輸系統：一是采用有線傳輸的方式的封閉式信號系統；另一種是采用無線傳輸的方式的開放式信號系統。不同的傳輸方式對改變傳統鐵路信號的傳輸模式起著不同的作用，因此，必須認真選擇這兩種模式，從而使鐵路信號傳輸系統變得更加安全、可靠，并且這兩種傳輸方式都有各自的優缺點。無線傳輸線路主要是利用無線中繼來進行傳輸，這種傳輸方式能夠具有非常大的傳輸容量，這對滿足較長距離的傳輸起著非常重要的作用。另外，該傳輸方式的建設速度是非?？斓?，并且維護起來非常方便、簡單，具有非常高的經濟價值，但是該傳輸方式的缺點是非常容易受到外間的干擾，主要是非常容易受到氣候、環境的干擾，這就致使其在使用過程中具有非常低的穩定性和安全保密性。
就目前而言盡管無線傳輸的發展是非?？焖俚?，但是其跟有線的傳輸方式來比較，就顯得非常狹小，尤其是在傳輸領域內，有線傳輸占據著主導地位。這是因為有線傳輸的特點就是在較長的傳輸距離中還具有非常高的穩定性、安全性和可靠性，并且還能夠具有非常大的傳輸容量，其缺點也是非常明顯的，就是其在建設初級階段的投入非常是非常龐大的，并且要求要有很長的建設時間。對于以通信系統為主的鐵路信號安全信息的傳輸有線通道介質的選擇來說，還是比較傾向于傳統的電纜傳輸系統，但是電纜傳輸系統非常容易受到氣候、環境的干擾的影響而出現傳輸不穩定的現象，這也正是鐵路心寒傳輸過程中要求非常高的部分。隨著近幾年我國社會經濟的快速發展，光纖傳輸系統得到了快速發展，它具有帶寬大、中繼距離長、傳輸損耗低、抗電磁干擾能力、傳輸質量好等各種優點，所以，在建立單方向的鐵路信號傳輸系統通道時，只需要一根光纖就能夠建立起來。
2.2.2開放系統通信的威脅與安全性設計原則
鑒于傳輸系統是想對開放的，那么遭受外部信息入侵的可能性就會很大，有一些網絡病毒或者黑客就會趁虛而入。從系統內部來說，有時會因為環境的因素、元器件的失效或者硬件設計錯誤等某些原因而引起故障。就網絡本身來說，由于網關的作用，在未經許可的情況下，上層傳輸的不可靠信息的網絡是不能與本網進行通信的，這樣就能維持網絡能夠獨立運行，從而確保了網絡本身的安全性。對于鐵路信號信息的傳輸，網絡系統必須能夠滿足其對安全性的極高的要求，我們把在一定的時間、環境條件和使用條件下，保持傳輸系統不會陷入危險狀態的性能，稱為傳輸系統安全性，排出人為失誤的因素，造成傳輸系統失敗的唯一原因就系統故障，那么為了提高鐵路信號傳輸的安全性，我們有必要想盡一切辦法降低在系統故障時傳輸系統陷入危險的可能性。
3 結束語
鐵路的安全、穩定、快速運輸在很大程度上受到鐵路信號傳輸系統的影響，因此，在我國不斷發展高速鐵路的時候，必須要求鐵路信號傳輸系統具有很高的穩定性和安全性，建立全國鐵路網絡覆蓋，確保鐵路能夠高速、穩定、安全的運行。
參考文獻
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[2] 邵漢久.基于通信系統的鐵路信號信息傳輸的安全性研究[期刊論文].自動化與儀器儀表，2010，（02）.
關鍵詞：烏魯木齊北站 專用線 整合規劃
中圖分類號：TU984文獻標識碼： A
1.引言
烏魯木齊北站（簡稱烏北站）作為烏魯木齊樞紐內重要的貨運站，自治區所屬的各大倉庫都坐落于烏北站片區，共有26家企事業單位的42條專用線與車站銜接。其中，大部分專用線資源閑置、效率低下、各自為政、貨源分散、裝卸方式落后，無法滿足日益增長的鐵路運輸需求。同時，現有鐵路專用線給城市景觀、交通和環境等造成較大的影響。烏北站專用線的整合勢在必行，這對提高鐵路運輸效率，適應城市更新和園區物流發展將起到重要作用。
2.概況
2.1樞紐現狀情況
烏魯木齊鐵路樞紐，東起蘭新鐵路的芨芨槽子站，西至蘭新鐵路的三坪站，目前樞紐內只有一條鐵路干線（蘭新線）從東向西貫穿其中，另外從烏魯木齊西站東端咽喉引出三條支線：北疆支線（蘆草溝支線）、六道灣支線、小黃山支線，形成了一條干線、三條支線的樞紐框架。樞紐東西長約49公里，南北寬35公里。樞紐內現有車站13處，其中客運站1處（烏魯木齊）、編組站1處（烏西）、貨運站2處（烏北、烏東），中間站9處。
2.2樞紐規劃情況
根據規劃，蘭新第二雙線、烏魯木齊至準東（將軍廟）、哈密至將軍廟鐵路引入樞紐。樞紐內設一主一輔兩處客運站，改建既有烏魯木齊站為輔助客運站，在既有蘭新線二宮車站站址規劃建設新客站為主要客運站。按照“集中化、規?；I化”的原則，整合樞紐貨運系統布局。拆遷既有烏魯木齊站、二宮車站貨場，將貨場作業遷至烏北車站；在三坪車站規劃建設集裝箱中心站；烏北車站為樞紐內主要貨運站、設貨運（物流）中心，烏東車站為樞紐貨運站。
2.3烏北站既有設備概況
烏北站是新疆境內主要的鐵路貨物運輸集散站，是局內的二等貨運站。日均裝卸車數310輛左右，貨源吸引范圍以烏魯木齊地區為主，遍及南北疆各大廠礦企業，在促進邊疆物資流通、經濟發展上發揮著重要的作用。本站位于北疆支線上，站房位于線路左（北）側，東端銜接有小黃山支線?，F有到發線5條（含正線1條）、調車線4條,到發線有效長650米?，F有貨場1處，共銜接26家單位的42條專用線。
2.4烏北站既有專用線使用情況
烏北站共有專用線42條，建設歷史悠久，大多是計劃經濟年代產物，目前在鐵路貨運中仍占有一定的地位。
目前專用線裝卸線有效長最長600多米，最短的僅有50m，均不能滿足整列裝卸的要求。裝卸線有效長共計12.8km。各專用線企業擁有大量的倉庫、貨場和裝卸設備等資源，總占地約5500多畝，專用線密度僅為0.0023km/畝。
2.5烏北站鐵路專用線存在的問題分析
烏北站銜接的42條專用線，在區域貨運中占有重要的地位，長期承擔著烏北站近80%的裝卸車作業量，但受專用線現有場地、設備、人力機械、管理運作等條件限制，目前基本無法滿足日益增長的鐵路運輸需求。2012年，鐵路專用線發送貨物總量697.07萬噸，到達總量273.65萬噸，發送總量423.42。除北站鐵路貨場外，運營專用線平均年貨運量26.8萬噸/線，貨運量相對較低。鐵路專用線存在小、散、亂等問題，主要體現為：運輸效率低下，貨物裝載質量難以控制，超范圍辦理貨運業務，專用線產權歸屬混亂，作業相互干擾，對城市路網及道路交通影響較大，鐵路專用線沿線影響安全行車因素較多，布局分散，占地面積大，物流倉儲設施落后。
2.6專用線整合的意義
2.6.1提高鐵路運輸效率
整合既有專用線，充分發揮鐵路裝卸設備能力，提高專用線運輸效率，緩解目前車站能力緊張、點線能力不配套的現狀。專用線整合后，按照集中裝卸、集中配車的運輸組織原則，完善直通列車開行組織方案。
2.6.2有利于發展現代化物流
將貨物運輸與倉儲物流相結合，鼓勵大型物流企業參與。規劃整合位置選址應靠近倉儲物流集中區，縮短與貨運需求產生地之間的距離，降低貨運成本。
2.6.3有利于快速集散
整合選址應該遠離城市中心，靠近快速過境及對外通道，減少貨運車輛對城市的干擾。
2.6.4有利于社會經濟發展和城市規劃
烏北站片區鐵路專用線整合規劃，要有利于區域社會經濟有序開發建設；有利于城市規劃統一考慮、統籌安排，對城市的經濟發展和規劃建設起到積極的作用。同時烏魯木齊經濟技術開發區（頭屯河）建設用地彌足珍貴，專用線的整合對節約集約用地意義也非常重大。
3.整合方案研究
根據開發區產業發展及相關規劃，結合烏魯木齊鐵路樞紐和北站貨場改造方案，主要研究了以下整合方案。
3.1方案一（依托烏北站貨運中心整合方案）
3.1.1方案概況
烏北車站北側規劃新建貨運（物流）中心，該貨運（物流）中心是對烏樞紐內貨運系統進行的整合、梳理，包括了既有烏魯木齊站貨場、既有二宮多元化專用貨場以及三坪、烏西等車站既有貨場拆除還建部分。貨運（物流）中心按照5束10條貨物裝卸線總規模規劃布置，貨物裝卸線均按照貫通式、滿足整列到發要求設計，貨物線有效長滿足880m、有效裝卸貨物長度滿足780m布置，占地共706畝，鋪軌14.9km，鐵路投資估算約5.7億元，遠景年運輸能力可達到2000萬噸規模。
本方案依托北站貨運中心對專用線進行整合，僅保留有軍事要求、特殊需要以及滿足整列運輸條件的鐵路專用線，考慮共整合20家企業的，共計28條專用線，基本實現北站公路以南的專用線全部整合。烏貨運中心建成后不僅可以滿足原貨場的運輸需求，還滿足了北站片區專用線所運輸的所有貨物品類及運量需求，屆時各專用線的運量將大幅縮減。所以本方案考慮北站片區專用線企業依托北站貨運中心的建設，在政府相關政策的支持下，進行產業調整，關閉現有運輸能力小，效率低的鐵路專用線及倉儲設施。在擬建烏北貨運中心以北建設大型、現代化的物流倉儲基地，增強企業競爭力，共同推動區域內物流倉儲產業的發展。
3.1.2優缺點分析
優點：滿足區域內的城市發展規劃；與烏魯木齊鐵路樞紐改造總體規劃相吻合。新建物流中心裝卸區與烏北站橫列式布置，可充分利用既有北站的到發線、調車線等相關設施，提高鐵路運輸組織效率；鐵路裝卸區、物流、倉儲用地較為集中，土地利用最大化；鐵路裝卸區與物流、倉儲區都位于北站公路的北側，減少了短途倒運和對北站公路正常運輸的影響。
缺點：本方案專用線整合涉及鐵路、政府、專用線企業三方面的利益，實施操作過程具有一定的難度。
3.2方案二（關停年運量較小的鐵路專用線方案）
3.2.1方案概況
本方案根據現場調查，除有軍事要求和特殊要求的專用線外，將年運量較?。ㄐ∮?0萬噸）、線路條件較差、裝卸設置落后、對環境污染較大的企業專用線進行關停，擬關停企業專用線7家。
3.2.2優缺點分析
優點：關閉個別運量較小的企業專用線，實施難度相對較小，便與操作；實施時間短，短期見效快。
缺點：本方案專用線整合涉及政府、專用線企業等方面的利益，實施操作過程具有一定的難度；整合專用線后，沒有根本解決鐵路運輸問題，區域內仍有大部分專用線運行，任然造成土地分割嚴重，沒有起到土地利用最大化、集約化的要求。
3.3方案三（企業合作共同改建既有專用線半列方案）
3.3.1方案概況
本方案在北站公路南側（原專用線所在區域）500m范圍內，根據各企業專用線到發貨物的品類、運量，結合既有專用線線路條件，整合建設綜合裝卸區。
本方案改造既有北站西咽喉區后，與有烏西烏北聯絡線并行，平交北站公路后，引入北站公路南側既有友好利通物流有限公司專用線，整合改造原裝卸線，按照7條貫通式貨物裝卸線規模規劃布置。由于受坡度及用地限制，裝卸線按半列到發要求設計，貨物線有效長滿足450m、有效裝卸貨物長度滿足400m布置。鐵路占地共460畝。
本方案整合企業標準和方案一向同，僅保留有軍事要求、特殊需要以及滿足整列運輸條件的鐵路專用線，考慮共整合19家企業的，共計24條專用線。
3.3.2優缺點分析
優點：規劃區域在既有企業用地范圍內，沒有占用農田，新增用地較少，符合區域規劃，占用土地均為規劃倉儲物流用地；整合后優化了鐵路專用線的運輸組織模式，提高了運輸生產效率；裝卸區、物流、倉儲用地較為集中，土地利用最大化；鐵路裝卸區和企業倉庫均位于北站公路的南側，減少了短途倒運和對北站公路運輸的影響。
缺點：線路技術標準較低，與方案一向比運營距離較長，線路坡度較大；本方案的整合涉及的專用線企業較多，占用相關企業的用地，組織協調工作較為困難。
3.4方案四（企業合作共同改建既有專用線整列方案）
3.4.1方案概況
本方案在北站公路南側（原專用線所在區域）900m附近，根據各企業專用線到發貨物的品類、運量，結合的既有專用線線路條件，整合建設綜合裝卸區。
本方案為滿足鐵路運輸組織需求，提高運輸效率，裝卸區設置滿足整列條件，并且裝卸區兩端均與烏北站到發線連接。整合改造原裝卸線，按照4條貫通式貨物裝卸線規模規劃布置。貨物線有效長滿足850m、有效裝卸貨物長度滿足800m布置。鐵路占地共530畝。
3.4.2優缺點分析
優點：規劃區域在既有企業用地范圍內，沒有占用農田，新增用地較少，符合區域規劃，占用土地均為規劃倉儲物流用地；整合后優化了鐵路專用線的運輸組織模式，滿足于整列裝卸要求，并且兩端與烏北站接軌，運輸組織便利，減少了調車作業次數，提高了運輸生產效率；裝卸區、物流、倉儲用地較為集中，土地利用最大化；鐵路裝卸區和企業倉庫均位于北站公路的南側，減少了短途倒運和對北站公路運輸的影響。
缺點：線路技術標準較低，運營距離最長，線路坡度較大；由于兩端與車站相接，占地面積較大，并且對區域內土地切割較嚴重；本方案的整合涉及的專用線企業較多，占用相關企業的用地，組織協調工作較為困難。
4.研究結論
通過綜合研究分析，方案一（依托烏北站貨運中心整合方案）不僅滿足城市總體規劃和烏魯木齊鐵路樞紐總體規劃要求，而且充分利用了既有車站資源，提高鐵路運輸組織效率。鐵路裝卸區、物流、倉儲用地較為集中，土地利用最大化。物流中心占地僅706畝，區域內鐵路密度提高了10倍，達到0.02km/畝，運輸能力提高了2倍。方案實施后規劃鐵路裝卸區與物流、倉儲區都位于北站公路的北側，減少了短途倒運和對北站公路正常運輸的影響。并且原鐵路專用線區域內約5500多畝土地可做整合開發，提高了土地利用價值。所以本次研究推薦依托烏北站貨運中心整合方案。
參考文獻：
[1]匡旭娟、榮朝和.基于精益管理的鐵路專用線整合分析―以烏北站專用線整合為例.2007年鐵路運輸系統分析與物流技術應用學術研討會論文集.2007
關鍵詞:淺埋，軟弱圍巖，監控量測，超前地質預報，施工技術
中圖分類號： TU74 文獻標識碼： A
隨著我國高速鐵路發展規模日益擴大，地質條件日趨復雜，標準化的要求不斷提高，鐵路隧道施工技術要求也就越來越高。且地質情況較差，主要不良地質表現為順層偏壓、覆蓋層薄、土質松散、邊坡失穩，圍巖體結構承載力差，若處理不當易發生塌方、冒頂、邊仰坡塌滑風險事件。因此本論文探討淺埋、大斷面鐵路隧道的施工方法，以期能夠為類似工程提供參考和借鑒。
1.淺埋隧道判定
深埋隧道圍巖松動壓力值是以施工坍方高度(等效荷載高度值)為根據，為了能形成此高度值，隧道上覆巖體就應有一定的厚度，否則坍方會擴展到地面。為此，深、淺埋隧道分界深度至少應大于坍方的平均高度且有一定余量。根據鐵路隧道的做法，這個深度通常為2～2.5倍的坍方平均高度值，即：
Hq＝(2～2.5)hq＝(2～2.5)×0.45×2S-1×ω (1-1)
式中：Hq――深淺埋隧道分界的深度，m；
S――隧道圍巖級別，如Ⅴ級圍巖s＝5；
ω―跨度影響系數，ω＝1＋i（Bt－5）；Bt―坑道寬度，以m計；i―以Bt＝5.0m的垂直均布壓力為準，Bt增減1m時的荷載增減率。當Bt＜5m時，取i=0.2；Bt＞5m時，取i＝0.1。
根據式1-1，分別取i＝0.1、Bt＝14.86m、s＝5,計算Ⅴ級圍巖深淺埋隧道分界Hq為35.75m，本隧道進出洞段共102.23m，拱頂覆蓋層最大為26m，為淺埋隧道。
總之，本隧道可以稱為淺埋隧道。
2.隧道施工現場監控量測技術
2.1隧道監控量測流程
為了實現信息化施工，以保證施工安全及施工質量， 施工期間需對其進行監控量測，監測控制根據隧道的規模、地形地質條件、周圍環境條件、支護類型和參數、施工方式等制定。通過量測收集必要的變形、受力數據，繪制各種時態關系圖，進行數據處理或回歸分析，對施工支護的質量和施工安全做出綜合判斷，并及時反饋于施工中，調整支護措施，使施工安全進入信息化控制中。信息化施工流程如下圖2.1。
圖2.1 信息化施工流程
2.2 量測數據反饋方法
隧道作為地下工程，水文和工程地質情況等未知因素比較多，及圍巖性質的復雜性，導致設計支護參數不能適應掌子面圍巖情況。通過施工現場的監控量測，將收集到的圍巖和支護變形信息進行數據反饋，判斷圍巖和支護結構的穩定性，很好的成為變更設計的依據。施工現場量測數據的反饋一般通過量測數據與這些準則的比較而反饋于設計施工。常用的三個判斷標準如下。
(1)根據位移(或凈空變化)量值或預計最終位移值來判斷
在隧道開挖過程中，若發現量測到的位移總量超過某一臨界值或者根據已測位移預計最終位移將超過某一臨界值時，則意味著圍巖不穩定，支護系統須采取補強措施，并改變施工程序或設計參數，必要時應立即停止開挖，進行施工處理。我國在參照國外有關資料并對我國一些工程的實測數據進行統計分析的基礎上，GB50086-2001《錨桿噴射混凝土技術規范》提出了隧洞周邊允許相對收斂值的參考數據見表2.1。
表2.1隧洞周邊允許位移相對值
注：1、周邊位移相對值系指兩測點間實測位移累計值與兩測點間距離之比，兩測點間位移值也稱收斂值。
2、脆性圍巖取表中較小值，塑性圍巖取表中較大值。
3、本表適用于高跨比0.8～1.2的下列地下工程：Ⅲ級圍巖跨度不大于20m；Ⅳ級圍巖跨度不大于15m；Ⅴ級圍巖跨度不大于10m。
(2)根據位移速率來判斷
位移速率也可以作為判斷圍巖穩定性的標志，新奧法施工的一條原則是二次襯砌要在圍巖變形基本穩定的情況下施作，以保證支護系統具有足夠的安全度和耐久性。圍巖變形基本穩定時間主要是根據位移速率來確定的。隧道二次襯砌的施作應在滿足下列要求時進行：①各測試項目的位移速率明顯收斂，圍巖基本穩定；②已產生的各項位移預計總位移量的80%～90%；③周邊位移速率小于0.1～0.2mm/d，或拱頂下沉速率小于0.07～0.15mm/d。
二次襯砌施工時間的選擇對于淺埋大斷面隧道，圍巖喪失穩定時的臨界位移速率很小，盡快地施作二次襯砌對隧道的穩定是有利的。
(3)時間――位移曲線
對于隧道開挖后在洞內測得的位移曲線，如果始終保持,則圍巖穩定。
如果位移曲線出現情況，即變形速度不再繼續下降，說明圍巖進入“二次蠕變”狀態，必須發出警告，及時加強支護系統。
如位移出現的形狀，表示圍巖已經進入危險狀態，必須立即停止施工，進行圍巖加固。
圖5.2 某斷面拱頂下沉位移曲線
3.超前地質預報
3.1 超前地質預報的主要內容
表3.1 超前地質預報主要項目、內容
3.2超前地質預報方法和手段
為了搞好超前地質預測預報和快速查明隧道巖情況，采用科學的方法和手段；主要用地質分析法、地質物探法和超前水平鉆孔法。三種方法有機結合，綜合應用，相互印證，從不同方面發現異常、揭示異常情況，組成地質超前預報完整的技術體系，達到判釋準確。
3.2.1地質分析方法
地質分析法有地質調查和隧道開挖面地質素描兩種方法。
地質調查：對地貌、地質進行調查與地質推理相結合的方法有針對性的補充地質資料。補充地質資料的主要內容包括：不同巖性、地層在隧道地表的出露及接觸關系，巖層產狀及變化情況；構造在隧道地表的出露、分布、性質、變化規律及產狀變化；地表巖溶發育情況和分布規律。
地質調查方法：地質預報組人員根據建立的標準地層剖面，結合沉積規律，確定各巖層層序、厚度、位置。對地質構造進行跟蹤調查后，展開有針對性的地質調會，詳盡地核對細化勘察設計資料，為地質預報做好基礎工作。
隧道開挖面地質素描：地質預報人員對隧道開挖面的地質狀況作如實的調查和編錄，采集必要的數據，具體包括：開挖面地層、巖性、節理發育程度、受構造影響程度、圍巖穩定狀態等進行編錄。地質素描方法和預報成果見表3-2。
表3.2地質素描方法和預報成果
3.2.2 物探法
（1） TSP203超前地質預報系統
圖3.1 TSP203超前地質預報系統原理圖
TSP203超前地質預報系統：TSP203超前地質預報系統利用地震波反射原理，方便快速地預報開挖面前方100～200m范圍內的巖溶、斷層破碎帶、暗河、軟弱地層等不良地質情況。
圖3.2 TSP203工作布置圖
工作方法：TSP203地質超前地質預報系統測線布置在開挖面附近的邊墻上，它由兩個接收器和24個炮孔組成。兩個接收孔對稱分布在兩邊墻，接收器孔與第一個炮孔間距15～20m，孔深2.0m，孔徑42～45mm，孔口距隧道開挖底面約1.0m，與炮孔等高。當用環氧樹脂固定接收器套管時，為了使孔內的水能夠流出，接收器孔向上傾斜5°～10°；當用水泥砂漿固定接收器套管時，為了利于水漿的凝固，接收器孔向下傾斜5°～10°。
24個炮孔等間距分布在兩側邊墻，炮孔間距1.5m，深1.5～2.0m，孔徑42～45mm，炮孔向下傾斜15°～20°，根據圍巖軟硬和完整破碎程度以及距接收器位置的遠近，每個炮孔裝藥20～50g，炸藥最好為高爆速炸藥，雷管采用零延期電雷管。
圖6.2 接收器及炮孔平面布置圖
當正式爆破采集數據時，洞內一切施工必須停止，以確保采集到的數據準確。
深度偏移圖 速度分析圖
2D顯示圖
圖3.3某斷面TSP203預報結果圖像
（2）地質雷達預報
地質雷達預報是用電磁波反射原理進行探測，通過測定與巖溶含水性有關的介電常數的變化來探測充水的地質體，含水的斷層、巖性界面和溶洞等。
圖3.4 地質雷達探測示意圖
采用地質雷達進行短距離（10～40m ）的精細巖性結構變化情況的預報。作為TSP203超前地質預報的補充，在高水壓地段對TSP203預報的異常點，比如確定異常體的規模、性質、危害有困難時采用地質雷達作為補充。同時地質雷達用于隧道底部、邊墻、隧頂外或其它出水部位可能隱伏巖洞穴的探測，效果較好。地質雷達預報方法和預報成果表見表3.1。
表3.1地質雷達預報方法和預報成果表
（3）超前水平鉆探
采用超前水平鉆探法，對開挖面前方15～30m范圍的含水構造、水量及水壓進行預測，在長期長距和其它長期短距預報的基礎上，用超前水平鉆探法進一步對特別差的地質段取得可靠的資料。
鉆探孔時，根據鉆進速度的變化，鉆孔中出水的清濁及顏色，對開挖面前方
含水構造進行判斷（在開挖鉆孔作業時，可將部分眼孔加深8～10m，作為輔助超前探測，輔助超前探孔數量在施工中可根據實際地質情況酌情增減）。超前地質探孔布置見圖3.5。
圖3.5 超前地質探孔布置圖
4.小結
隧道為大跨度隧道，淺埋顯著，圍巖自穩能力差，隧道暗挖施工極易引起塌頂。針對上述不利條件，采取以科學技術為指導，理論分析結合試驗測試技術，科學合理的確定施工方案，取得了一系列成功的施工經驗。隧道洞口采用大管棚超前預支護，隧道進洞及洞身采用三臺階臨時仰拱法及四步CD法，并嚴格遵循“短進尺、弱爆破、強支護、早封閉、勤量測、及時襯砌”的施工原則，充分利用監控量測技術、超前地質預報系統全程監控指導隧道施工，安全、快速施工。在不良地質條件下的淺埋、軟弱圍巖隧道中得到了較好的應用。
參考文獻
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關鍵詞：工程地質 專家庫系統 功能 界面 模塊 開發
1 前言
自2003年中國地質學會工程地質專業委員會發起建立“全國工程地質專家庫”以來，得到全國各界工程地質（含巖土工程和地質工程相關專業）行業高科技人員的積極響應，已經收到420余份反饋回來的專家登記表，均已錄入數據庫?！叭珖こ痰刭|專家庫”已初具規模，從針對服務的行業來說，包括水利電力、鐵路交通、礦山和工業民用建筑等；從專業領域來說，包括工程地質勘察、巖土工程施工、地質災害研究等；從遍及的單位來說，包括高等院校、科研院所、各部委直屬勘測設計院和公司等一百多家；從職稱分布來說，包括工程院院士、勘察大師、教授級高級工程師、高級工程師、教授、副教授、研究員、副研究員等；從工作職務來說，包括院長、副院長、總工程師、副總工程師、經理、校長、系主任等。
入庫的單位及其人數情況：北京國電華北電力工程有限公司14人；長安大學地質工程與測繪工程學院11人；成都理工大學環境與土木工程學院12人；國家電力公司成都勘測設計研究院43人；國家電力公司貴陽勘測設計研究院15人；國家電力公司昆明勘測設計研究院39人；建設綜合勘察研究設計院11人；水利部天津水利水電勘測設計研究院11人；中國科學院地質與地球物理研究所17人；中航勘察設計研究院39人（這里只列出了10人以上的單位）。
2 軟件功能
2.1 基本功能
① 顯示工程地質（地質工程、巖土工程及相關專業）專家基本信息，包括姓名、性別、出生年月、技術職稱、工作職務、工作單位、單位性質、聯系方式。 ② 顯示專家專業特長，工作領域。 ③ 打印專家表。 ④ 按照入庫序號、姓名和工作單位排序，方便檢索。 ⑤ 可隨時登記入庫。
2.2 查詢
按照姓名、出生年月、工作單位、單位性質、技術職稱、專業特長、工作領域等單個字段查詢，查詢的結果可顯示專家基本信息、專業特長和工作領域，打印專家表。
2.3 高級查詢
多個字段的組合條件查詢，查詢結果可制作報表。
2.4 數據庫維護
數據庫管理員能夠輕松完成數據庫的日常維護工作，如添加、刪除、查詢等。
專家庫可用于人事檔案管理、查找工程咨詢專家、聘請工程項目評審專家、查找稿件評閱人、聘任學位論文審閱人等。
3 系統界面及功能模塊
3.1 主界面
全國工程地質專家庫系統主界面如圖1所示。界面包括菜單區、查詢區、信息管理區和信息顯示區。菜單包括記錄、查詢、管理員和幫助等項。查詢區包括單個字段的簡單查詢和高級查詢按鈕。信息管理區由基本資料、專業特長、工作領域、備注、全表瀏覽、打印、退出按鈕組成，點選不同的按鈕，信息顯示區將顯示不同的信息。
3.2 高級查詢界面
點擊主界面窗口中查詢區的高級查詢按鈕會彈出高級查詢窗口，如圖2所示。通過該窗口可生成查詢條件、選擇結果中要顯示的字段、選擇排序字段、選擇組合查詢條件，并執行查詢。查詢結果由查詢結果窗口（圖3）顯示出來。
3.3 查詢結果窗口
點擊高級查詢窗口中的開始查詢按鈕就可彈出查詢結果窗口。查詢結果窗口左上部分顯示符合查詢條件的記錄，右上部分是打印全部結果按鈕和打印選中結果按鈕。下部是選中專家的詳細信息，當點選左上部的不同專家，其詳細信息會改變。
3.4 查詢結果報表打印窗口
點擊查詢結果窗口中的打印全部結果按鈕將彈出查詢結果報表打印窗口，如圖4所示。上部是打印按鈕、導出按鈕和縮放比例下拉列表框，中間是報表顯示區，下部是頁碼顯示和翻頁按鈕。
3.5 選中結果報表打印窗口
點擊主界面信息管理區打印按鈕和查詢結果窗口中的打印選中結果按鈕將彈出選中專家資料報表打印窗口，如圖5所示。
3.6 數據庫管理員界面
點擊主界面管理員菜單下的管理員登陸菜單項后，彈出管理員登陸對話框（圖6），輸入帳號和密碼后，點擊確定按鈕進入數據庫管理員界面（圖7）。
數據庫管理員界面由菜單、工具按鈕、專家信息編輯區和全表數據瀏覽和編輯區組成。工具按鈕包括移動記錄、添加、刪除等按鈕組成，專家信息編輯區用來編輯專家信息，全表數據瀏覽、編輯區瀏覽和編輯數據庫記錄。
4 工程地質專家庫系統開發
4.1 數據庫
（1）信息來源
通過學術會議、信件和網上下載（見enggeo.org/xwdt-040106.htm）等途徑分發“全國工程地質專家庫專家登記表”，收集反饋回來的原始登記表，錄入數據庫中。
（2）創建數據庫
在Microsoft Office Access軟件中建立專家數據庫。數據庫中包括的字段有：姓名、性別、出生年月、工作單位、技術職稱、工作職務、專家特長、工作領域、通信地址、郵政編碼、聯系電話、傳真和電子郵箱等，基本涵蓋了專家的基本信息、特長、工作領域和聯系方式。
（3）數據錄入
數據錄入方式有兩種方式： ① 在Access中錄入； ② 數據維護方式，即在數據庫管理員界面中輸入數據。
所有專家的信息存儲在一個數據表中，每位專家的信息在數據表中表現為一條記錄。
4.2 系統功能的代碼實現
采用Microsoft Visual Basic 6.0作為開發工具，運用其集成開發環境和快速應用程序開發技術，根據軟件的功能模塊分別創建程序界面和窗口（圖1－圖7）。開發過程中使用了ADO Data控件、DataGrid控件、DataEnviornment設計器、Data Report設計器等。
下面著重敘述高級查詢的實現。在高級查詢窗口中，用戶填寫的查詢條件包括查詢結果中顯示的字段、where子句查詢條件、字段排序子句，用字符串連接生成SQL查詢語句。然后在專家數據表中查找符合查詢條件的專家記錄并在查詢結果窗口中顯示給用戶。完成高級查詢功能的程序片段如下：
Private Sub cmdQuery_Click()
Dim strKey As String
Dim strSQL As String， strsqlAll As String
Dim strOrderSQL As String
Dim strOrder As String
Dim intLenKey As Integer
Dim i As Integer， j As Integer
'查詢結果至少要顯示一個字段
If lstKey.SelCount = 0 Then
MsgBox "查詢結果中至少要顯示一個字段!"， vbMsgBoxSetForeground， "缺少字段"
Exit Sub
End If
If txtCondition.Text = vbNullString Then
MsgBox "請加入查詢條件！"， vbOKOnly + vbInformation， "提示"
Exit Sub
End If
'查詢結果中顯示的字段
strKey = vbNullString
strkeys = vbNullString
For i = 0 To lstKey.ListCount - 1
If lstKey.Selected(i) = True Then
strKey = strKey & lstKey.List(i) & "，"
End If
strkeys = strkeys & lstKey.List(i) & "，"
Next
strKey = Mid(strKey， 1， Len(strKey) - 1)
strkeys = Mid(strkeys， 1， Len(strkeys) - 1)
'where子句查詢條件
strWhere = vbNullString
If Len(Trim(strQuerySQL)) > 0 Then
strWhere = " where " & Trim(strQuerySQL)
Else
strWhere = vbNullString
End If
'字段排序字句
If lstOrderKey.ListCount > 0 Then
mstrOrderSQLs = ""
intLenKey = 0
For j = 0 To lstOrderKey.ListCount - 1
strOrderSQL = lstOrderKey.List(j)
If optOrder(0).Value = True Then
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(升序)"， vbTextCompare)
strOrder = " ASC"
Else
intLenKey = InStr(1， strOrderSQL， "(降序)"， vbTextCompare)
strOrder = " DESC"
End If
If intLenKey > 0 Then
strOrderSQL = Mid(strOrderSQL， 1， intLenKey - 1)
If mstrOrderSQLs "" Then
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & "，"
End If
mstrOrderSQLs = mstrOrderSQLs & strOrderSQL & strOrder
End If
Next j
mstrOrderSQLs = " order by " & mstrOrderSQLs
Else
mstrOrderSQLs = ""
End If
'字符串連接生成SQL查詢語句
strSQL = "select " & strKey & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
strsqlAll = "select " & strkeys & " from " & " 專家庫 " & strWhere & mstrOrderSQLs
adoconnection.Execute strSQL
adoconnection.Execute strsqlAll
If Err Then
MsgBox Err.Number & vbCrLf & Err.Description & Err.Source， vbCritical， "SQL語句錯誤"
Err.Clear
Exit Sub
End If
Set recResult = New ADODB.Recordset
Set recKeyword = New ADODB.Recordset
frmQueryResult.strSQL = strSQL
frmQueryResult.strSQL = strsqlAll
recKeyword.Open strSQL， adoconnection， adOpenStatic， adLockOptimistic
recResult.Open strsqlAll， adoconnection， adOpenDynamic， adLockOptimistic
If recKeyword.RecordCount
MsgBox "沒有您要查找的記錄!"， vbInformation + vbOKOnly， "找不到記錄"
Exit Sub
End If
'查詢結果顯示
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數字對象標識：10.1061/(ASCE)BE.1943-5592.0000623. © 2014美國土木工程師學會。
關鍵詞：鐵路橋梁評級；橋梁管理系統（BMS）；關鍵因素；構件臨界狀態；構件易損性；環境影響。
中圖分類號：K928文獻標識碼： A
1. 引言
設計工程師希望鐵路橋梁安全并且能夠長期使用，但橋梁會隨著時間不斷劣化。包括列車荷載、環境影響及偶然荷載在內的諸多關鍵因素加劇了橋梁劣化。為確保鐵路橋梁的安全性和適用性，檢查員和工程師應持續監控橋梁的狀態、預測橋梁的使用壽命并對橋梁及時進行維修和保養?？紤]到一個網路中可能有數以千計的橋梁需要進行評估和養護，以及現有資源難以達到此要求，管理者和工程師需要根據個別橋梁自身狀況的嚴重程度對其進行評級。現有的評級方法對整個橋梁網路而言效率較低且不實用。為解決這一問題并對稀缺資源進行有效的投入，需要一種能夠不斷改善的新評級方法。
現有的橋梁狀態評估和評級方法可分為兩類。
1）第1類
第1類包括看似適用于橋梁網路，但最終都過于主觀而難以完成的方法。Austroads（2014）、Laman和Guyer（2010）以及Ryall（2010）展示了此類方法的一些例子。第1類方法的主觀性在于為了實際使用而過分簡化了橋梁網路狀態的評估過程。這些方法的基礎是橋梁關鍵構件分配權重因數。然而，這些方法忽略了以下幾點：
1. 不同的關鍵因素；
2. 不同橋梁的幾何形狀及結構形式；
3. 每個關鍵因素對應的構件易損性。
2）第2類
第2類方法包含了臨界狀態和易損性分析，比第1類方法更為可靠。然而，其復雜性制約了此類方法在橋梁網路等級評估中的實用性。Boothby（2001）、Li等人（2002）、ASCE/SEI-AASHTO（2009）及AASHTO（2011）對各種臨界狀態和因素案例進行了研究。第2類方法以Wong（2006）或Xu等人（2009）的例子為代表。對于橋梁狀況臨界狀態和易損性評估，層次分析法（AHP）以及結構健康監測（SHM）這兩種方法被廣泛使用?；赟amal 和Ramanjaneyulu（2008）研究成果，Saaty（1990）提出了層次分析法（AHP），即通過建立一個分層系統來解決復雜的問題。結構健康監測SHM是用來監測橋梁性能并對其安全性進行評估（Chan和Thambiratnam 2011）。Sohn（2004）、Chan等人（2006）、Catbas等人（2008）以及Shih等人（2009）對結構健康監測（SHM）進行了相關研究。
AHP是用于評級系統的一種多目標、多準則的判定方法，可用于規劃橋梁檢查、優先保養和維修工作（Harker和Vargas 1987；Melhem和Aturaliya 1996）。20世紀80年代以來出版了大量關于AHP的出版物，其中就有Harker和Vargas（1987）的研究。近年來，這個方法被很多研究人員用于不同類型橋梁的評級（Zayed等人2007；Sasmal和Ramanjaneyulu 2008；Tarighat和Miyamoto 2009）。
這些作者提出了AHP方法的很多優點。例如，利用雙矩陣并計算特征值和相應的特征向量，總體評級將更加高效、一致（Melhem和Aturaliya 1996）。AHP方法使用簡單，廣泛應用于處理復雜的決策過程（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）。由于使用相對值而不是絕對值，AHP可用于單層或多層的決策過程（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）。此方法的另一個優點是一層中的每個元素不一定是下一層中元素的標準。換言之，層次結構不需要是完整的（Saaty 1990）。AHP中的每一層僅代表問題的某一方面。
本文提出了一種適用于鐵路橋梁網路狀況評估的可靠實用方法。這些網路中的橋梁結構相對簡單，冗余度低（本文研究范圍不包括結構復雜的鐵路橋梁結構，例如斜拉橋或懸索橋，因為此類橋梁結構需要使用復雜、昂貴的結構評估方法。）本文介紹的方法是一種鐵路橋梁的綜合評級方法（SRP）。SRP使用了第1類方法和第2類方法的理念開發出的一種實用、可靠的評級方法。此SRP研究方法包括（1）開發鐵路橋梁評級公式，以及（2）綜合評級和標準以確定采取措施的最后期限。附錄通過一個例子說明了此方法的應用。
SRP的結果將作為橋梁管理系統（BMS）中的優先級別，用來確定養護的最佳時間。因為SRP對經濟、人力和社會因素進行了綜合考慮（Woodward等人2001；Laman和Guyer2010）。在優先級別中，確定不同的修復方案與其相關成本之間的關系尤為重要（Mackie等人2011）。
本文結果可能具有重要意義：工程師和管理人員可以使用此綜合評級方法（SRP）進行鐵路橋梁狀況評估和評級，從而有效的投入稀缺資源來提高橋梁的安全性及適用性。
2. 鐵路橋梁綜合評級公式
本節提出了綜合評級公式[公式（1）-（3）]的發展。這些均為初步形式的修改版本，最初的公式是由Aflatooni等人（2013b）提出的。這里會對最初形式的公式進行改進使其適用于不同構件數量的不同類型橋梁，并且便于鑒別量化關鍵因素的最可靠方法。綜合評級公式包括要素（例如αfl、αw、αe、αcol和βev）臨界狀態的參數以及構件（例如權重因數ali、afli、awi、aei和acoli）臨界狀態和易損性的參數。本文中，將介紹量化所有上述參數的方法。
需要注意到，在（Aflatooni等人2013b）已有的原始公式中，僅使用上述參數的假設值來解釋公式；本文開始研究用于量化參數的方法。
上式中：BCC表示鐵路橋梁目前的狀況和評級；BFC表示鐵路橋梁未來的狀況；BC表示鐵路橋梁目前和未來的狀況及評級；γ1、γ2表示系數[由公式（22）和（23）計算得出，具體計算稍后在本文中給出]；n表示被檢查的構件數量；αfl、αw、αe、αcol 和 βev分別表示洪水、風、地震、碰撞和環境影響的臨界狀態參數；ali、afli、awi、aei、和acoli表示與構件i相關的加權因子，分別與動荷載、洪水、風、地震以及碰撞相關；Cci表示i構件的目前狀況；Cfi,表示i構件的未來狀況。
公式（1）確定橋梁的當前狀況并指出有關結構對于承載動荷載是否安全、適用。公式中將確定整個結構的構件臨界狀態。為了對不同構件數量的橋梁進行比較，在公式（1）和（2）中引入了因子（10/n）。被檢查的構件數量可以是任意數量，對此沒有限制。很多橋梁構件單獨檢查的成本非常高，因此這些構件情況沒有記錄在檢查報告中。面對這一實際問題，在公式（1）和（2）中使用了因子（10/n）弱化公式對構件數量的敏感度，并且使對橋梁狀況的判斷以實際可取的構件狀態為基礎。（需要注意，如果有足夠的資金預算，建議對橋梁全部重要構件進行檢查。）
因子（10/n）中的數字10可以是任何數字，與實際構件無關。然而，網路中可能有成千上萬的橋梁，并且為每個橋梁和橋梁構件的關鍵因數計算一個獨特的評級數，因子（10/n）中的數字10為采取措施的標準提供一個更廣泛的范圍以避免小數點后數位太多。
公式（2）表示橋梁的未來狀況。公式的每一部分與一個關鍵因素相關，每個關鍵因素將以不同方式進行量化，因為各項因素導致橋梁劣化的作用方式不同。對于偶然荷載，例如洪水、風、地震和碰撞，其出現概率非常重要。與這些因素相關的風險可以使用現有的標準以簡單方式進行計算，這將在下節中給出。這些偶然荷載對應的因素彼此之間不相關，因為偶然荷載可能發生在不同時間和不同地點。然而在偶然荷載過程中或之后，構件狀態因為上述因素發生的任何變化將由檢查員進行記錄作為構件的新狀況，并通過Cu納入公式（2）中有關偶然荷載的全部項之中。此外，環境影響下結構易損性將間接考慮構件新狀態的影響。
公式最后一部分是關于環境影響，包括很多不同因素，例如腐蝕、溫度影響、使用磨損、白蟻侵蝕等等。這些環境因素與疲勞共同作用使橋梁結構性能逐漸退化，其中很多因素是相互關聯的。因而，這些因素作為一個單獨術語引入第二個公式中，因為量化這些因素中的每個因素并且調查其相關性非常困難，需要大量的時間及資源消耗。因此，一個可靠性相比稍差的方法，例如馬爾可夫鏈，被用做估計構件未來狀況及其相關系數（例如Cft）的實用解決方案。馬爾可夫鏈是一個基于狀態的模型，能夠捕捉到所有環境因素與疲勞的相關性。
根據本文方法，偶然荷載、環境因素與疲勞之間的關系都被在公式中進行了考慮，例如由于洪水沖刷，與基礎構件當前狀況相關的參數Cci發生了變化，與此構件的未來狀況相關的參數Cfl也發生變化。因為參數Cfl是以馬爾可夫鏈方法為基礎進行計算，Cfl將由Cci和轉移概率矩陣為基礎計算得出。新的Cfl用于公式的最后一項，作為結果，橋梁結構易損性對環境與洪水之間的關系被納入到了公式中。其他偶然荷載、環境及疲勞因素均可進行同樣的考慮。
公式（3）提供了橋梁網路中單個橋梁的評級，評級是以橋梁目前及未來的狀況為基礎。對網路中橋梁的健康和耐久性判斷是以公式（1）-（3）中的各個部分為基礎，下文會對其進行詳細解釋。
2.1 因素臨界狀態（αfl、αw、αe、αcol和βev）
本節提出了一種用于公式（2）的因素臨界狀態估算方法。通過估算，評估各項因素對橋梁劣化的影響。根據這種方法，首先確定了每個因素的平均臨界狀態。然后對于每座橋梁，計算出用于量化系數（例如Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol）的方法，這些系數顯示了與不同關鍵因素相關的風險。最后，使用AHP方法綜合所有關鍵因素的風險并得出總體因素臨界狀態（例如αfl、αw、αe、αcol以及βev）。
本節中，僅考慮與不同關鍵因素的嚴重程度和發生概率有關的風險。當評估各構件的臨界狀態和易損性時，則考慮各關鍵因素對結構的影響。為了確定網路中每個因素的平均臨界狀態，通過調查和采訪，收集到了澳大利亞一家大約管理1100個鐵路橋梁的公司中專家意見，調查結果見表1。這些專家們考慮了特定時期內與各關鍵因素有關的投資維修成本的平均比例。表1可以復制到其他任何橋梁網路。
表1橋梁網路各項因素平均臨界狀態
表1各數值對每個橋梁而言并不是恒定的。根據橋梁所處的地點和環境狀況，各數值會發生變化。因而需要計算每個橋梁的因素臨界狀態。為此，與各橋梁有關的系數引入并量化如下。
2.2 量化Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol
系數Cev、Cfl、Cw、Ceq和Ccol分別代表了橋梁場地位置的環境影響、洪水、風和碰撞等嚴重程度和發生概率。為量化這些因素，使用了不同的澳大利亞標準進行了可用的風險評估，這些標準有AS 1170-2（澳大利亞標準和新西蘭標準2002）、AS 1170-4（澳大利亞標準2007）以及AS 5100-2（澳大利亞標準2004a）。
需要注意的是本文中使用澳大利亞標準來簡單說明引入的方法，在任何其他有結構設計標準的國家，應具有類似可供使用的風險評估。因此，此方法具有通用性。通過使用目前設計標準中可用的風險評估，無需太多精力即可運用有價值的知識來增加此種方法的可靠性。
為量化環境系數Cev，考慮了環境對不同種類材料的影響。表2中給出了四種環境分類以及與其相關的環境系數Cey。將表2中的一個單獨的值（Cev）賦值于一座橋梁，需考慮環境對橋梁不同材料的平均影響。通過記錄未來劣化的原因，例如腐蝕、磨損、溫度變化、白蟻侵蝕等，在BMS數據庫中，對于各個不同環境因素Cev可以進行更精確的計算。表2中提到的數據與澳大利亞目前的BMS中使用的數據類似。
表2橋梁所處區域環境狀況有關的系數Cev
洪水系數Cfl顯示了橋梁所處地區特大洪水的嚴重程度和發生概率。使用平均重現期（ARI）來計算Cfl。根據AS5100-2（澳大利亞標準2004a），橋梁不應被平均重現期為2000年的洪水沖垮。如果臨界狀態設計條件處在平均重現期小于2000年的地點，應根據AS5100-2（澳大利亞標準2004a）考慮一個荷載因數。在這里，此荷載因素作為洪水的臨界狀態（Cfl），并且與AS5100-2（澳大利亞標準2004a）中給出的最大荷載因數（γWF）相等。根據此標準[例如AS5100-2（澳大利亞標準2004a）]，Cfl（γWF）將使用公式（4）進行計算。如果鐵路橋梁處于無洪水地區，此系數可視為0。
與風效應有關的系數Cw可以從表3或公式（5）中獲得。考慮橋梁所處的區域并且以AS 1170-2（）為基礎計算系數Cw。考慮風速的平均重現期為2000年（V2000）[AS1170-2（澳大利亞標準和新西蘭標準 2002）]。
表3橋梁所處區域風力荷載相關的系數Cw
為計算與地震有關的危害Ceq，考慮了包括現場危害（Z）以及AS1170-4（澳大利亞標準 2007）中的概率系數Kp。公式（6）可表示結構的地震因素臨界狀態，以作用于結構底部的水平等效靜切力為基礎，公式如下：
以道路交通量為基礎的系數Ccol由表4得出。如果在橋梁檢測過程中記錄了車輛撞擊事故以及事故對橋梁造成的損害嚴重程度，表4中的建議值能夠在未來進行更加可靠的計算。如果橋梁沒有穿過道路，或者對其構件進行了防車輛撞擊防護，此系數將視為0。
表4碰撞概率有關的系數Ccol
2.3 計算總體因素臨界狀態（αfl、αw、αe、αcol和βev）
在層次分析法AHP中，首先創建一個成對矩陣。矩陣的元素是每兩個因素之間的比較。與最大特征值有關的特征向量代表了因素的總體優先權重。成對矩陣的一致性可使用公式（7）和（8）以及表5（Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）來計算。公式（7）及表5中的隨機一致性指標（RCI）首先由Saaty（Saaty 1994；Sasmal和Ramanjaneyulu 2008）提出，是由一個數量為500的隨機產生矩陣樣本中計算得出的平均隨機一致性指標。CR表示一致性比率且應小于0.1。
在本文中，矩陣[A][公式（9）]顯示了關鍵因素間的成對比較。在此矩陣中，引入環境影響（Ev）、碰撞（Col）、洪水（Fl）、風（W）和地震（Eq）作為關鍵因素。用于計算矩陣[A]元素的引入公式使用公式（10）-（21）進行計算。矩陣元素Aij在各公式中的數值從表1中獲得。用于計算A12[公式（12）]的系數14.96從表1中通過使用平均環境臨界狀態除以平均碰撞臨界狀態獲得。
表5不同指令m集的RCI值
系數Cm1-Cm10為兩因素間的比較，對于每個獨立的橋梁可由工程師提出。
這些系數的默認值是1.0。根據提出的方法，無需引入這些系數，除非工程師或管理人員計劃在不可預計的情況中采用特殊措施。實際上，引入系數Cm1-Cm10的唯一原因是讓獨立的相關因素控制決策過程。運用前述系數的一個例子是對于一個具有更高碰撞可能性的特定橋梁，認為其設計沒有充分考慮橋下通過的道路。在這種情況下，工程師考慮了系數Cm1、Cm5、Cm6和Cm7。特殊情況下，如這里提到的情況，工程師可以估計關于正常狀況的風險增加或減少并計算合適的Cmi系數。通過采用層次分析法AHP，專家和管理人員的意見以及公司的實踐和文化都能夠納入決策過程。與矩陣[A]的最大特征值有關的特征向量的絕對值將提供系數αfl、αw、αe、αcol和βev的值。
2.4 權重因數的量化（ali、afli、awi、aei和acoli）
參數ali、afli、awi、aei和acoli為賦給橋梁各構件的權重因數，分別與動荷載、洪水、風、地震以及碰撞荷載有關。如本文前面提到的，用于橋梁狀況評估的方法或者是足夠實際的能夠應用于橋梁網路但并不可靠，或者可靠但不實際。目前應用的實際方法不能回答目前橋梁能力是否足夠承載不同荷載這一關鍵問題。這是因為這些方法沒有考慮橋梁不同結構的幾何形狀以及不同類型荷載對不同構件的易損性。因此，進行結構分析來確定反應結構構件臨界狀態以及構件對關鍵因素的易損性的權重因數將是不可避免的。然而，此種方法應該是簡單的，否則對于數以千計的鐵路橋梁組成的網路將不具有實用意義。
經常對數以千計的橋梁進行結構分析是不實際的；作為結果，確定結構分析以及權重系數評估可每20年進行一次，或者當結構狀況超過一些特定的安全性或適用性臨界狀態值時進行。橋梁狀況超過某個關鍵點的情況非常罕見，因為在達到關鍵點之前，會對損壞的部件進行鑒定和修復，使橋梁整體狀況得到持續改善。下文將討論并給出這些關鍵點。大多數的網路級鐵路橋梁的結構簡單、冗余度低。因此，進行備用荷載路徑分析來計算權重因數并不能顯著地改善橋梁狀況評估的可靠性。因此，為簡單起見可省略此類分析。類似于Wong（2006）或Xu等人（2009）所介紹方法的復雜分析可能只是在特殊的橋梁上進行，這些橋梁具有很高的自由度或在網路層次上結構復雜或關鍵。此類橋梁的數量有限，如在引言中提到的，此類橋梁不在本文研究范圍之內。
考慮到前面提到的用于確定權重因數的分析方法的實用性解釋，引入了橋梁結構構件的需求/承載力比率（D/Cs）的計算。在安全層次并且用于線性分析，需求表示構件中荷載產生的內部壓力。不同構件的承載力指用于承載內部軸向力和彎矩的組合承載能力，是以結構構件如橫梁、立柱、隔板等的性能為基礎進行計算。對于用來估算橋梁對地震易損性的非線性分析，可以考慮構件超過其彈性極限的能力。在適用等級，需求是指構件受力產生的偏轉或振動，承載力是指設計標準定義的構件偏轉和振動允許極限。D/C的計算提供了一個對鐵路橋梁實際性能的適當理解。盡管隨著橋梁劣化，單個構件承載力可能會下降，但很多構件仍然能夠安全承載負荷，因為這些構件可能被超安全標準設計。因此，構件的需求/承載比率表示構件對動荷載的臨界狀態及其對關鍵因素的易損性。需求/承載力比率被用作構件的權重因數。
應該在安全和適用水平上計算權重因數。鐵路橋梁的構件被分為三類，分別是：
1. 結構性構件；
2. 非結構性構件；
3. 結構細節。
在安全水平上，結構構件的D/Cs在極限狀態下進行計算，并作為結構構件的權重因數。對于非結構性構件，應該對任何失效引起的結果在安全極限狀態下進行調查以計算與不同關鍵因素相關的每個構件權重因數。例如，如果一個非結構性構件比如路緣石損壞，碎石將不會保持在其設計位置，整個阻尼系統以及在上部結構均勻分布的列車荷載將發生改變。因此，盡管路緣石在設計過程中沒有建模，任何路緣石變化都會顯著改變結構工程師在結構設計過程中考慮的假設。對于結構細節，應該以其變化可能對結構承載性能的影響為基礎來確定其臨界狀態。例如，任何結構細節例如連接的變化可能改變構件的初始邊界狀態，進而最終影響鐵路橋梁的結構性能。
在使用極限狀態，考慮結構性、非結構性和結構性細節的狀態變化來確定構件的關鍵性和易損性。結構性構件關鍵性和易損性的計算通過分別對其在使用極限狀態下施加不同的負荷例如動荷載、洪水、風和地震并計算D/Cs來實現。對于非結構性構件和結構性細節，應該評估任何對其損傷或者使用狀態變化引起的后果。為了可靠地評估非結構性構件的關鍵性或易損性，應該通過記錄橋梁長期使用過程中故障的相關成本來進行評估。
不同使用年限、材料、結構形式等數以千計鐵路橋梁的狀況評估和評級以及評估其對不同因素的易損性是非常復雜的，并且需要大量的資源和時間才能完成。因此，這些方法的主觀性在短時間內不可能輕易消除。在文獻中發現的一個重要缺陷是缺乏一種方法能夠作為平臺來使用這些關鍵因素對結構影響的可用調查結果。與其他目前使用的評級方法相比，SRP的一個優點是作為平臺具有作為方法的明顯改進潛力。這種改進可以通過使用任何關鍵因素對結構影響的調查結果來實現，例如眾多環境因素中的某個因素對結構的影響，并引入新的權重因數或提高權重的準確性或可靠性同時將其納入到綜合評級公式[公式（1）-（3）]中。
在此階段，因為對安全水平和使用水平上非結構性構件和結構性細節的失效結果沒有足夠的調查，橋梁管理系統（BMSs）使用的權重因數例如VicRoads（澳大利亞 2004）可用于所有的關鍵因素。每個國家可使用自己的橋梁管理系統。這些權重因數可以除以權重因數的最高值將其按比例減至0到1之間的數值，與其他從D/C分析得出的權重因數進行匹配。
如前所述，對于結構性構件，當結構受特殊關鍵因素影響時，與各關鍵因素相關的權重因數為橋梁構件的D/Cs。D/Cs應在安全和使用水平條件下進行計算來評估橋梁性能，但這里僅對安全水平進行了解釋，因為兩種水平的計算方法類似。對權重因數計算的解釋更為詳細，具體如下。
2.5 動荷載相關的權重因數（ali）量化
為計算權重因數ali，首先計算結構承受動荷載時構件的D/Cs（需求/承載比率）。為計算需求，考慮將固定荷載和動荷載相結合。不同于目前標準中提到的動荷載，將目前施加在結構上的最大列車荷載作為動荷載。因為標準荷載太過保守，會將那些仍然能夠承載目前實際荷載的老舊橋梁判定為不安全橋梁。換言之，應考慮當前結構在當前實際動荷載下的實際表現。為計算構件的承載力，使用澳大利亞標準如AS5100-5（澳大利亞標準2004b）、AS 3600（澳大利亞標準2009）、AS 4100（澳大利亞標準1998）等標準。每個國家可以使用自己的設計標準，例如在美國可以使用AASHTO LRFD（AASHTO2007）、ACI 318M-05[美國混凝土學會（ACI）2005]、以及AISC 360-05（AISC 2005）標準。這里提到的澳大利亞標準僅作為舉例。
仍然需要考慮安全因素，安全因素將在設計過程中應用，與材料的不確定性以及施工方式等有關。在0到1之間的構件D/C表示在計算D/C比率時，構件仍可以承載負荷。更高的D/C值表示構件狀態更危急。為計算ali，工程師還應考慮構件對負荷增加的敏感性，通過動態分析來進行。根據Aflatooni等人（2013a）進行的調查，共振對構件D/C比率有顯著的影響。
2.6 與洪水相關的權重因數（afli）量化
為了以構件的D/C比率為基礎量化其與洪水相關的權重因數（afli），考慮了固定和洪水荷載。根據AS 5100-2（澳大利亞標準2004a），由洪水施加于鐵路橋梁的力包括：
對橋墩的拖拽力；
對橋墩的浮力；
對上部結構的拖拽力；
對上部結構的浮力；
對上部結構的力矩；
殘骸對底部結構和上部結構產生的力；
原木沖擊力。
2.7 與碰撞相關的權重因數（acoli）量化
碰撞在這里是指車輛碰撞（船舶碰撞不適用于此研究中涉及的鐵路橋梁的類型）。為計算與碰撞有關的構件D/C比率（acoli），可以從相關標準中獲得荷載及作用方向，例如AS 5100-2（澳大利亞標準 2004a）標準。通過進行結構分析和設計，如果確認保護梁或障礙能夠抵抗碰撞荷載，則不需要進行易損性評估。
2.8 與地震相關的權重因數（aei）量化
在世界的很多地方，地震是造成橋梁損毀的重要因素之一，考慮地震影響在橋梁管理生命周期及評估長期養護和修理費用時尤為重要?？紤]到構件承載超出其彈性極限，建議使用非線性靜態分析（Pushover）來計算構件對地震的權重因數。Pushover分析主要用于下部結構。如果進行非線性分析，D/C比率將以構件的塑性變形為基礎進行計算并利用基于性能的設計文件。在澳大利亞的大部分地區，地震的危險性并不高，因此，可使用一些標準例如AS 1170-4（澳大利亞標準 2007）和AS 5100-2（澳大利亞標準 2004a）標準來估算地震對結構的影響。
2.9 與風有關的權重因數（awi）量化
在計算與風有關的構件D/C比率并獲得其在澳大利亞的權重因數，考慮了AS 1170-2（澳大利亞標準和新西蘭標準 2002）以及AS 5100-2（澳大利亞標準 2004a）標準。根據上述標準，設計風速的計算是以平均重現期、地理位置、地形分類、屏障以及地面以上高度為基礎進行計算，同時以此為基礎推導橫向、縱向和垂直風力負荷。將固定荷載和風荷載結合應用于結構。
2.10 與環境有關的權重因數量化
對于環境影響和疲勞，使用了賦給動荷載的權重因數（ali）。環境因素包括很多不同參數，例如鋼結構腐蝕、溫度變化、木質橋梁中白蟻侵襲等。這些因素以不同的方式使橋梁結構性能退化，并且其中一些因素存在內在聯系。盡管疲勞的影響與環境因素不同，因為疲勞的發生是以循環荷載為基礎，但疲勞也在很長的一段時間內逐漸使橋梁結構發生退化。
在目前的橋梁管理系統（BMSs）中沒有足夠的關于不同環境因素和疲勞的數據的調查和靜態分析。其結果是用于預測構件未來狀況的方法，例如概率統計方法，將不會非?？煽?。因此，需要使用動荷載權重因數來評估環境因素和疲勞的影響。
3. 綜合評級和確定采取措施的最后期限標準
本節介紹綜合評級方法（SRP），其流程圖參見圖1。SRP輸出橋梁及其橋梁網路內的構件評級，并確定采取措施的最后期限。措施包括檢查、維修和養護，以及結構分析。橋梁及其各個構件的評級以橋梁及其構件相對于各關鍵因素的關鍵性和易損性為基礎分別確定。從圖1中可以看出，對于橋梁構件，確定了多個評級，每個評級表示與橋梁網路路中的一個關鍵因素相關。同樣，該圖顯示了對于網路中的每個橋梁進行了多個評級，每個評級表示與一個關鍵因素相關。因此，與目前的評級系統相反，SRP從不同的角度對橋梁狀況進行評估。
橋梁對環境和疲勞的易損性和評級
鐵路橋梁對碰撞的易損性和評級
鐵路橋梁對風的易損性和評級
CF = Cfi, CC = Cci, BCC、BFC和BC如公式1到3中所定義。
DB：橋梁管理系統（BMS）數據庫，包括檢查和庫存數據
CFAL = Cfiali：構件i對環境和疲勞的易損性和評級
CCCOL = Cciacoli：構件i對碰撞的易損性和評級
CCAE = Cciaei：構件i對地震的易損性和評級
CCAW = Cciawi：構件i對風的易損性和評級
CCAFL = Cciafti：構件i對洪水的易損性和評級
CCAL = Cciali：構件i對動（列車）荷載的臨界狀態和評級
鐵路橋梁對地震的易損性和評級
鐵路橋梁對洪水的易損性和評級
NCC為維修后的新構件狀況，NWF為構件進行結構分析后的新權重因數，R&M表示維修和養護。
圖1鐵路橋梁綜合評級系統流程圖
4. 構件的目前和未來狀況評估
本節在安全水平上概述了對鐵路橋梁及其構件的目前和未來狀況進行評估的標準。根據綜合評級方法（SRP），橋梁狀況評估從檢查開始。構件目前狀況（CInsp）以檢查報告為基礎進行評估，并為每個構件指定1到5的狀況編號。表6中Cci與構件i的目前狀況有關。參數Cci以每層的最大損失能力百分比為基礎，使用表6中的公式進行計算。
表6以橋梁構件目前狀況（CInsp）為基礎計算Cci
表中，LC為相對于最初能力的結構構件損失能力。構件的最初能力指構件在進行結構評估并計算出其D/C比率時的能力。例如狀態5指構件損失了超過35%的最初能力。為不同狀況指定編號1-5的水平并將這些數字轉化成損失的能力，可用于工程師與管理人員之間的交流。表6中的其他參數已在前文中進行了解釋。
在實踐中，對于小于10%范圍內的構件損失能力的評估是非常困難，尤其考慮到目視檢查是狀況評估及估計構件損失能力的最常見方法。此外，以書面形式制作關于構件不同狀況匹配小于10%的能力變化的描述性信息將會非常復雜、耗時并且極其困難和昂貴。如果檢查員使用其他方法來評估構件的狀況，例如無損檢測或結構健康監測，然后為每個構件賦一個值將會更簡單、更精確。
檢查員能夠在第一個層面對構件的狀況作出決定，并且僅當CInsp = 5（橋梁結構目前狀況為第5級）。如果構件狀況為5，意味著應當立即進行構件更換。這是在此階段能夠做的唯一決定。情況的危險性不僅與構件在安全和使用狀態的損失能力有關，還與施加在構件上的外力大小以及任何故障對整個結構安全和使用水平狀態造成的結果有關。
構件未來狀況可以根據概率過程進行預測，例如馬爾可夫方法（Agrawal等人 2010）。各構件的未來狀況（CMav）將通過轉移概率矩陣乘以構件目前狀況進行計算，構件的目前狀況為表6中給出的1-5。構件的未來狀況為1到5中的數字，將在以后用于獲得Cfi。構件未來狀況不在此研究的范圍之內。
4.1 承受動荷載的鐵路橋梁狀況臨界狀態
如圖1所示，橋梁網路中與動荷載有關的橋梁各構件臨界狀態（CCAL）通過相關權重因數（ali）乘以表6中的狀況因數（例如Cci）計算得出。表7給出了個構件的臨界狀態水平，以此表第二列中規定的限值為基礎。
表7承載列車荷載的構件臨界狀態水平（CC）及采取措施的最后期限
表8承載列車荷載的橋梁目前狀況的臨界狀態水平（BBC）及采取措施的最后期限
各構件的CCAL（與動荷載相關的各構件臨界狀態）值也表明了網路層橋梁的全部構件評級。在此階段，工程師能夠認定構件的目前狀況，以構件狀況為基礎決定措施的優先級。考慮到權重因數及LC（損耗能力）的程度，如果各構件CCAL值小于100，意味著該構件及其目前狀況（例如構件檢查時的狀況）仍然能夠承載動荷載。表7中定義的水平CC1-CC5包含了專家可使用的描述信息，專家在其領域比結構工程師更權威，但專家有責任決定資源的分配以及維修和養護工作的優先順序。表7還以CCAL為基礎給出了采取必要措施的最后期限。（例如，根據此表，對于評級為CC4水平，該構件應在3個月內進行檢查，維修措施應該在6個月內進行。）
橋梁網路中有關動荷載的橋梁評級可通過構件臨界狀態[例如公式（1）中的BCC]累加進行估算。表8給出了橋梁狀況臨界狀態對動荷載的不同極限和水平以及采取措施的最后期限。在表8相對于表7考慮了更多的水平，以避免不必要的結構分析。表7和表8給出了采取行動的限制，他們對于網路中的所有橋梁都是相同的。
4.2 鐵路橋梁對關鍵因素的易損性
如圖1中所示，CFAL、CCCOL、CCAE、CCAW和CCAFL分別描述了網路中的橋梁構件對環境、碰撞、地震、風和洪水的易損性和評級。表1中顯示的BCFAL、BCACO、BCCAW、BCCAE和BCCAFL值分別顯示了網路中的橋梁對環境、碰撞、風、地震和洪水的易損性和評級。對于每個偶然荷載，使用表6計算Ci。分別制作了4個與表7相似的表以及4個和表8相似的表來定義橋梁和構件對偶然荷載（例如地震、洪水、碰撞和風）的易損性水平。表7和表8對于動荷載的不同之處，以及將為目前提到的偶然荷載制作的這8個表的不同之處，在于其水平的數字以及采取措施的最后期限。與動荷載不同，橋梁不會持續承受偶然荷載，因此，對于偶然荷載采取措施的期限可以比針對動荷載采取措施的期限長。與表7和表8類似，前面提到的全部8個表容易取得，并且對橋梁網路中的所有橋梁是一致的，因為這8個表僅定義了易損性的極限。對于鐵路橋梁，預期不受洪水或碰撞的影響，其臨界狀態因數為0，并且無需采取進一步措施。
表9用于計算與構件i未來狀況有關的Cfi。表9中提到的等級1-5將針對特殊時期進行計算。該時期是以馬爾可夫鏈方法為基礎進行計算（CMav）。將分別制作兩個類似于表7和表8的表格來確定在網路水平下橋梁和橋梁構件易損性對環境的極限狀態。為避免重復此類表格使本文篇幅太長，并考慮到這兩個表格僅定義極限，這里不對其進行詳述。
4.3 橋梁未來狀況及其在網路中的評級
在計算橋梁和構件對各關鍵因素的易損性后，結構未來狀況（BFC）將通過公式（2）進行預測。在公式（2）中，將考慮每個關鍵因素對橋梁劣化的影響。BFC顯示了橋梁未來狀況的預測，以及其未來狀況在其他鐵路橋梁中的評級。對橋梁目前狀況BCC以及橋梁未來狀況BFC的考慮將提供指定橋梁狀態如何快速劣化的指示。
4.4 鐵路橋梁目前及未來狀況及其在網路中的評級
在此階段使用公式（3），計算橋梁狀況BC數值。這一數值顯示了橋梁目前和未來狀況及在網路中橋梁目前和未來狀況的等級。在公式（3）中，使用了之前介紹過的參數γ1和γ2。這些參數將橋梁的目前與未來狀況聯系起來，并提供橋梁在特定時期內脆弱程度的指示。公式（22）和（23）用于計算γ1和γ2。更大的γ2值意味著更高的橋梁劣化程度。
表9以橋梁構件的未來狀況（CMav）為基礎計算Cfi
通過使用（綜合評級方法）SRP（與目前使用的評級方法相反），工程師能夠通過進行結構分析來識別橋梁任何構件的損壞對整體結構造成的影響。此外，工程師能夠可靠地確定最重要和最易損壞的構件以及網路層中損壞最嚴重的結構，并確定采取措施的最后期限。橋梁及構件目前和未來狀況的信息對于確定最佳維修養護時間極其重要。在優先級水平，SRP結果、其他非結構性因素的影響（例如成本，人力和社會因素）將用于確定最佳維修養護時間。
5. 結論
鐵路橋梁狀況隨時間推移而不斷劣化。為保持鐵路橋梁的安全性和適用性，工程師應評定橋梁狀況并推薦適當的維修和養護措施。以橋梁結構狀況為基礎來確定損壞情況最嚴重的橋梁并對其進行評級的現行方法過于主觀。這種主觀性來源于對一個非常復雜系統的簡化來使其足以適用于數以千計的橋梁。因此，為了有效投入資源提高鐵路橋梁運營狀況，需要開發一種可靠的評級系統。
為了實現上述目標，本研究引入了SRP（綜合評級方法），SRP提供了橋梁目前和未來狀態的一種指標。綜合評級公式是SRP的重要組成部分。這些公式包括了兩種參數，一種參數考慮與關鍵因素有關的風險，一種參數評價各關鍵因素對結構產生的影響。關鍵因素包括動荷載、洪水、碰撞、地震、風和環境。為量化與關鍵因素有關的風險參數，SRP方法使用了層次分析法（AHP）以及設計標準規范中的適用風險評估。
綜合評價公式中的第二類參數類型是關于構件臨界狀態和易損性的權重因數。為計算權重因數，本文引入了一種新的方法。根據這種方法，鐵路橋梁的全部構件分為三類：結構性構件、非結構性構件和結構性細節。對每個分類，就確認構件的臨界狀態和易損性的方法進行了解釋。引入標準來確定采取措施的最后期限，措施包括檢查、維修和養護以及結構分析。根據這些標準，工程師和管理人員能夠根據橋梁和構件所處的不同階段來作出決定。在定義階段，考慮了資源的適用性使其達到最有效利用。
SRP（綜合評級方法）與目前使用的方法相比是一種更為可靠的方法，原因如下：
SRP使用AHP（層次分析法）改善決策過程；
SRP利用設計標準中制定的風險評估提高橋梁及構件未來使用壽命的預測；
SRP考慮了各項關鍵因素的不同水平來應用最可靠的方法；
SRP考慮了結構配置；
SRP從每個獨立的因素確定各構件的臨界狀態及易損性。
SRP適用于數以千計橋梁的網路，因為可以通過回答若干簡單問題等簡化方式來確定各因素的臨界狀態所占比重。用于確認構件臨界狀態和易損性的結構分析很簡單并且時間間隔能盡可能的隔開。SRP能夠為管理人員和工程師提供描述性信息以及有意義的工程數據。綜合評級公式[例如公式（1）-（3）]對構件數量不敏感，因此能夠對不同構件數量的橋梁進行比較。此外，工程師可以根據掌握的構件狀況的數據對橋梁的狀況進行判斷。盡管掌握全部構件的狀況信息能夠使對整個橋梁狀況的判斷更可靠，此方法仍然適用于構件狀況信息不完全的橋梁。
SRP的一個關鍵優勢是擁有巨大的改進空間，因為對不同關鍵因素故障造成的后果評估調查可以納入SRP公式。此外，通過將更相關更充足的橋梁狀況隨時間演化數據錄入數據庫，SRP將變得更加可靠?？赏ㄟ^提高綜合評級公式中使用的參數可靠性或引入新的公式來實現SRP的改進。盡管不能完全消除對網路中復雜的、數以千計的橋梁狀況評估主觀性，但SRP明顯降低了這種主觀性。因此，用于養護鐵路橋梁安全性和適用性的有限資源能夠得到更有效的利用。
附錄（例子）
下
面的例子解釋了SRP方法的應用。圖2顯示了此例中所用的鐵路橋梁結構。
圖2鐵路橋梁結構的幾何形狀
圖3活動荷載（力以kN為單位，距離單位為m）
構件幾何形狀及橫截面細節詳見Aflatooni等人（2013a）論文。這座橋梁的動態特性代表了在澳大利亞的一座簡支橋梁（Aflatooni等人2013a）。圖3顯示了施加在橋梁上的列車荷載。兩輛列車從相反方向進入橋梁，速度都為100km/h。結構分析包括在極限狀態下施加動荷載、風、地震、碰撞和洪水荷載，并計算構件的D/C比率。出于篇幅考慮，本文不詳述結構分析細節，并且因為這些分析為常規的工程工作，并不會增加本文的知識成分。然而，本文的創新部分包括以下方面：
1. 計算因素的臨界狀態；
2. 使用D/C比率作為權重因數；
3. 計算構件臨界狀態和易損性并評級；
4. 評估橋梁的目前和未來狀況并評級。
表10給出了橋梁信息，用于計算因素的臨界狀態。表11信息可從公式（4）-（6）及表2-4中獲得。將根據公式（9）-（21）計算成對比較矩陣[A]。表12是與矩陣[A]的最大特征值相關的特征向量結果，給出了不同的關鍵因素所占比重，例如環境影響、洪水、風、地震和碰撞。
表10與關鍵因素有關的風險
表11系數計算
表12關鍵因素對橋梁劣化的影響
表13給出了由觀察[例如CInsp]得出的構件目前狀況、構件未來狀況、權重因數以及構件的臨界狀態和易損性。表13的CMay列是構件的未來狀況（例如5年后），根據馬爾可夫鏈方法進行計算。表13中顯示的權重因數（αli、αfli、 αwi、αei、αcoli）是構件與各關鍵因素相關的權重因數（D/C比率）。橋梁構件的臨界狀態和易損性（CCAL、CCAFL、CCAW、CCAE、CCACOL和CFAL）在表13中給出，表14給出了橋梁的臨界狀態和易損性，通過使用公式（1）-（3）進行計算。
表13橋梁構件的狀況、權重因數、臨界狀態和易損性
表14橋梁的臨界狀態和易損性
在表13中，最昂貴的部分是權重因數計算。
然而如方法中所述，此部分一旦獲取就能作為恒定值被SRP使用很長一段時間。每次檢查橋梁時，更新CInsp值后其他列中的數值會直接使用SRP計算出來。表12中給出的因素臨界狀態計算同樣也是一項簡單的工作，可以通過表10中輸入的數值來完成，方法已在文中介紹。
表13中的CCAL值表明結構能夠承載的動荷載。然而，一些構件（例如P2、P11和P21）處于臨界狀態。與構件P11相關的CCAL值及其目前狀態建議通過增大將近10%的荷載，該構件可能無法承受動荷載。根據表7，此構件應立即維修或更換。表13表明構件P2和P21的CCAL值等于80.24。根據表7，這些構件的臨界狀態水平為CC3。因此，應在6個月內對其進行檢查，在1年內對其進行維修。
表13中與C11、C12、C2和C21有關的CCAFL值表示如果結構承受極限狀態洪水荷載，這些構件將會失效，因此該結構易受嚴重洪水的損害。與立柱相關的CCACOL值表示這些構件易受碰撞的損害。原因是該結構的細長柱直接暴露在車輛碰撞中，沒有任何防護。因此，需要建造對構件的防護來顯著降低橋梁對碰撞的易損性。CCAW和CCAE值表明該橋梁構件不易受風和地震荷載的損害。與構件P11相關的CFAL值表示如果不對該構件采取措施，在5年內該構件將無法承載動荷載。
表13中CCAL表示構件在橋梁和網路層的臨界狀態和評級。CCAFL、CCAW、CCAE和CFAL表示構件對不同因素的易損性，因而可以確定在橋梁網路內與各關鍵因素有關的最易受損害的構件。表14給出了橋梁對不同關鍵因素的目前和未來狀況。表14中BFC值表明，如果不采取行動，在5年內這一結構會因為關鍵因素累積影響而變得脆弱。在此例中，橋梁對一些關鍵因素（例如碰撞因素）的易損性表明，盡管某一特定的橋梁可能不易受一些因素（例如地震和風）的損害，但其可能非常容易遭受其他因素的損害。因此，調查結構及其構件對不同關鍵因素的易損性并采取適當措施是非常重要的。
根據表14中確定的數值，能夠確定一個橋梁臨界狀態和易損性，及在其他橋梁中的評級，從而工程師能夠確定損壞最嚴重的橋梁或最易受損害的橋梁。根據表14，將確定進行結構分析的最終期限。對構件采取的措施為檢查、維修或更換，對橋梁采取的措施為檢查和通過結構性分析進行安全性和適用性的重新評估。
感謝
作者感謝CRC鐵路創新（由澳大利亞政府的合作研究中心計劃建立并支持的）對No.R-3鐵路橋梁生命周期管理項目研究的資金支持。
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原文作者信息：Mehran Aflatooni1; Tommy H. T. Chan2; and David P. Thambiratnam, F. ASCE3
1博士候選人，土木工程和建筑環境系，自然科學與工程學學院，昆士蘭科技大學，澳大利亞昆士蘭州4001布里斯班（通訊作者）。
2教授，土木工程和建筑環境系，自然科學與工程學學院，昆士蘭科技大學，澳大利亞昆士蘭州4001布里斯班
3教授，土木工程和建筑環境系，自然科學與工程學學院，昆士蘭科技大學，澳大利亞昆士蘭州4001布里斯班
在千枚巖隧道施工中，由于圍巖軟弱、破碎，在開挖過程中受擾動易出現失穩坍塌等地質災害事故，嚴重威脅生命財產安全和工程質量，準確預報隧道地質情況，并做好防治預案，是控制和減少事故損失的前提。結合汶馬高速鷓鴣山隧道K181＋273～K181＋376段的TSP超前地質預報成果與實際開挖結果跟蹤對比，分析了TSP超前地質預報技術在變質巖區域隧道千枚巖段的應用狀況，并且初步探討了千枚巖隧道中的小型破碎帶和千枚巖片理構造面對TSP超前地質預報技術的響應特征。
關鍵詞：
隧道；TSP；千枚巖；地質預報
1前言
在西部山區公路鐵路建設中，橋隧占有比例很大，有些高速公路橋隧比已經達到了80％以上，而在西部山區自然條件相對較差，地質情況相對復雜。在深埋長大隧道工程中，地質勘察受很多客觀因素限制，準確的地質預報和圍巖狀態分析不僅可以彌補勘察設計中的不足，而且可以為進一步的施工處理提供必要的信息，及時調整襯砌參數，避免安全事故和成本損失［1］。所以在隧道施工階段開展超前地質預報工作對確保施工安全和進度有十分重要的作用［2］。TSP超前地質預報技術自90年代引入我國，到目前已經被廣泛應用。如孫廣忠主持的軍都山隧道超前地質預報［3］，李天斌主持預報的鷓鴣山公路隧道［4］等，均取得了較好的預報效果。但TSP技術在千枚巖隧道中的研究相對較少。千枚巖隧道因其特有的片理面構造，對TSP地震波傳播有一定影響。并且以絹云母千枚巖為主的圍巖自身工程力學性能差，巖體強度低，完整性差，層間結合度弱，滑脫現象明顯［5］，常有破碎狀結構巖體和軟弱夾層出現。通過對汶馬高速鷓鴣山隧道K181＋273～K181＋376千枚巖段TSP超前地質預報與實際開挖的對比，分析了千枚巖長大構造片理面和小型破碎帶對TSP的響應特征，以此初步探討了TSP超前地質預報技術在隧道千枚巖段的應用。
2TSP地質預報原理
TSP法，即隧道前方地震預報或超前地質預報。基本原理見圖1所示，在隧道掌子面附近邊墻一定范圍內布置激發孔，一般布置24個炮孔，每個炮孔間隔1．5m左右。通過在孔中人工激發地震波，地震波在隧道圍巖中傳播，當圍巖波阻抗發生變化時（例如遇巖溶、斷層或巖層的分界面），一部分地震波將會繼續向前傳播，另一部分地震波將會被反射回來。傳感器可以根據接收到的直達波的時間來計算地震波的速度；在已知地震波傳播速度的情況下，通過測得的反射波傳播時間推導出反射界面與接收傳感器之間的距離及其在隧道前方的位置。反射的地震波由高精度的接收器所接收并傳遞到主機形成地震波記錄。對TSP200PLUS儀器采集的數據利用TSP－win軟件進行處理分析，可獲得掌子面前方圍巖強度情況、地震界面與隧道軸線的交角及與掌子面的距離，初步判斷巖石的一些物理力學參數（彈性模量、密度、泊松比等）［6］。以及隧道掌子面前方的P波、SH波和SV波的時間剖面、深度偏移剖面、巖石的反射層位、各反射層能量大小等中間成果資料，最終對隧道掌子面前方可能存在的不良地質體（斷裂破碎帶、軟弱結構面、巖性變化帶、富水帶、溶洞等）進行預測，并計算推測出上述不良地質體的位置、走向、規模、形狀等［7］。
3K181＋273～K181＋376段TSP預報
本次預報段穿越地層以千枚巖為主，隧道走向大致為W275°～285°N，千枚巖片理產狀為N0°～10°E∠70°～90°SE，說明隧道軸線與片理面走向是大角度相交，其夾角在75°～90°范圍。本預報段最大埋深為610m，預報長度范圍為103m，見圖2。圖3是拾取處理后地震波波形圖，其水平軸代表偏移距，縱軸代表時間。它根據直達波縱波波速給定橫縱波波速比值，估算出橫波波速。圖4、5、6中水平軸代表隧道洞軸線方向上的距離，縱軸代表在偏離隧道軸線的距離，零刻度處的虛線代表隧道的軸線位置。圖4表示P波經深度偏移處理后的圖像。圖5與圖6的速度分析是選用一系列不同速度的共反射點時距曲線進行動校正，從中選出最佳的疊加速度，這個速度能使共反射點的時距曲線校正成水平直線。即是對共反射點反射波的時距曲線進行動校正的過程［8］。通過對TSP數據的處理，可以得到二維剖面的成果圖，包括橫、縱波的二維反射界面圖及圍巖物理力學參數成果圖（如圖7），成果圖分析及地質預報結果見表1。
4地質預報與實際開挖對比分析
（1）實際開挖與預報結果對比開挖后對該千枚巖段K181＋273掌子面進行地質編錄：圍巖以薄層狀千枚巖為主，千枚巖層間結合較差，層厚約1～5cm，呈灰黑色，有鱗片變晶結構，千枚狀構造，千枚理極發育，測得其產狀為N5°E∠85°SE，局部夾雜片狀破碎千枚巖，圍巖強度較低，巖體抗壓強度不足10MPa，錘擊易沿片理面破裂。地下水一般發育，主要表現為滴水狀出水，并繪制掌子面素描圖（如圖8）。（2）千枚巖片理結構對預報結果影響分析K181＋273～K181＋280段，巖性以千枚巖為主，基本沒有改變，圍巖質量變化不大，也并未發現有軟硬夾層和破碎帶，TSP成果圖中曲線發生小幅震蕩，反射層較多，資料解譯與實際情況有明顯出入。通常在作物理探測資料的地質解釋時，要對解釋的結果與現有的地質資料驗證對比，要與地質概念相核對，不能出現與地質概念相悖的結論，也不能與本地區的地質格局有原則的矛盾［9］。其原因分析認為是受該段千枚巖自身構造的影響，片理較發育，存在長大結構面（如圖9）?；蛘咔稁r經爆破開挖機械施工等擾動后，千枚巖層間結合變差，當層間結合程度不緊密，有裂隙張開（如圖10），并且張開度達到一定值時，就會影響地震波的正常傳播，使地震波產生一定的響應反饋到地震波信息接收器，最終使該段的TSP預測參數曲線發生了波動。（3）TSP對破碎帶預報結果影響分析對K181＋306～K181＋322里程段地質情況進行重點觀測，掌子面前方呈松散層狀構造，并受爆破和開挖擾動的影響，掌子面周圍巖體極其破碎，在K181＋318里程處，掌子面右側出現碎塊狀和碎屑狀結構巖體，圍巖發生碎屑流狀破壞，自穩能力極差，出現了小范圍掌子面溜塌，坍塌量約1～3m3?？傊ㄟ^對比分析得出：該整體預報段結果和實際地質情況基本吻合。在K181＋306～K181＋322里程段的預報和實際開挖中，掌子面巖體出現松散層狀構造，呈現破碎狀結構，結果完全吻合。在K181＋273～K181＋280段TSP較為真實的反映了地質情況與狀態，不過在解譯中忽略了TSP的多解性，出現了資料解譯與實際開挖不相符的狀況?？傮w上本次TSP預報取得了較好的預報效果。
5結語
以汶馬高速鷓鴣山隧道為例，介紹了TSP技術在千枚巖段的運用情況，取得了較好的效果。通過對隧道K181＋273～K181＋376千枚巖段的TSP地質預報和實際開挖對比分析，可以得出：1）超前地質預報與實際開挖基本吻合，較為準確的預報了前方軟弱夾層和小破碎帶，具有較高的分辨率和可信性。2）TSP解譯具有多解性，精確預報須結合現場地質實錄工作綜合解譯。3）結合千枚巖自身結構對TSP預報解譯工作的影響分析，為提高預報精度，應綜合千枚巖的地質賦存狀態進行解譯。
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【關鍵詞】鐵路施工企業，成本控制，新角度。
面對建筑市場激烈的競爭，誰能更好更快的發展，誰能保持企業良好運行、獲得更多的利潤和效益，誰就能走在眾多企業的前面，占盡優勢。利潤的產生和增長，說到底就是增收和節支、增強管理論文" target="_blank">成本管理的有效性，因此，成本控制問題顯得尤為重要。通過對施工企業成本問題的研究，可以發現企業管理過程存在的諸多漏洞，并找出問題的根源，從而系統的提出解決方案，從而達到增收節支、提高利潤的目的，增強企業競爭力。
一、施工企業項目成本控制的現狀與問題剖析。
1。成本管理理念的局限性。對于施工企業成本控制過程中存在的問題，首先應提及的是存在于理念即意識層面問題。只有認識到了，才能有可能做到。當今，在很多企業中領導的成本管理意識不強、管理觀念落后，員工的成本意識淡薄、只懂分工不懂協作、沒有團隊精神，領導與員工在成本管理的諸多問題上都難以達到共識。
1。1成本管理觀念僵化。目前施工企業成本管理大多局限于項目施工成本中資源消耗的控制，沒有對企業的供應鏈進行全面的研究，不注重資源供應過程中成本支出的優化，更沒有從企業管理的全過程著眼對企業戰略成本作出規劃，其主要原因就是管理者的成本管理觀念僵化，對成本管理的認識不夠系統和全面。施工企業價值鏈如表1。
表1施工項目價值鏈。
目前大多數施工企業的成本控制理念局限于施工生產過程，對于上游和下游的成本控制關注較少。
1。2對成本管理的認識存在誤區。企業中大多數員工仍然認為，成本管理只是成本管理部門或成本管理人員的職責，與自己毫無瓜葛。
而管理者的經營思想仍然停留在“重攬輕干”的粗放型管理模式上，員工與管理者的對于成本管理的認識就此錯位。有些項目簡單地將項目成本控制的責任歸于項目成本管理主管或財務人員，在工作過程中出現的局面是每個部門和人員只關注自己的工作責任，忽視了自己應承擔的成本責任。如工程技術人員認為自己的責任是認真貫徹工程技術規范，不出現重大質量事故，保證施工生產的進度就算完成工作了，但是忽視了自己的成本責任，比如沒有考慮到和勞資部門的進行協調，隨意增加勞務隊伍，可能導致最后工程人工成本的大幅度超支。材料員認為自己的責任就是保證按照質量要求采購原材料，不出現斷料影響生產就算完成了，但是采購過程中沒有精打細算，采購材料只考慮采購質量問題，忽視了采購成本的降低，導致材料采購成本超支。這樣表面上看起來大家按照自己的職責分工各司其職，完成工作責任很到位，沒有意識到自己承擔的成本責任，必然會使成本增大。另外一個情況是雖然意識到了自己應承擔的成本責任，由于技術、材料、設備、勞資人員沒有接觸過會計，對成本的概念一無所知，也會造成成本的超支。由此可見，財務人員只是成本控制的組織者，而不是成本控制的主體，這種意識不清除，就不可能搞好工程成本控制。
1。3成本管理體制不健全。長期以來，施工企業實行集團公司－子公司－項目部的管理體制，項目部是成本控制的主體，項目部由項目經理全權負責，項目經理的權利過大，許多企業沒有形成一套完善的責、權、利相結合的成本管理體制，缺乏權、責、利相結合的科學的成本考核制度。有的企業建立了責任成本管理制度，要求項目經理零利潤承包，結余歸項目經理支配。這也導致一些項目部只重視成本的控制問題，缺乏對人力資源的感情投資，一些人才的訴求得不到滿足，導致人才流失。剛招聘來的大學生剛畢業沒幾年就要跳槽辭職，打亂企業的施工計劃和節奏，也增加了人力資源的招聘成本。因此對項目經理缺乏科學的考核制度，是制約當前國有施工企業機制發展的主要問題。對于企業來說，應該改變“盈利的項目經理就是英雄：虧損的項目經理就是狗熊”的片面看法，引入全方位考核指標體系，將質量、安全、進度、人力資源管理水平納入項目經理的考核體系，真正建立起合理的項目經理考核標準與考核制度，為降低成本創造一個好的競爭環境。
2。忽視了外部社會環境成本的控制問題。隨著社會經濟的不斷發展，人們收入差距的擴大，使得社會中存在的安全隱患越來越多，許多施工地點周邊治安環境狀況差，存在不同程度的黑惡勢力，這給企業正常施工帶來許多不利影響。例如，在項目部所在地，地痞無賴已經有自己的產業，囊括了建筑、運輸、批發零售等諸多領域。為從項目上獲取利益，就會提出項目部臨建、庫房等工程必須由他負責，否則沒人敢來承攬該工程；且提出必須安排幾個當地無業青年工作，否則項目領導出門就會有危險了；項目部所需物資必須首先考慮由他指定的商鋪供應等等。由于其壟斷當地各行業，抬高價格，使得企業成本大大增加；由于其承建工程的粗制濫造，大都達不到規定要求，經常性返工返修，導致成本流失。
除此之外，安撫當地居民也極其重要。如果與當地居民關系融洽，則工程大體便會順風順水，否則，項目部就要準備好每天接待為數眾多的當地告擾民、索賠的群眾。
3。成本控制的全員性亟待改善。成本控制不只是會計人員的事情，成本的節約與控制需要自上而下，全體員工的參與。施工企業的項目成本是一項綜合性很強的指標，包括材料費、人工費、機械使用費等，它涉及到項目組織中的材料部門、設備部門、勞資部門。項目部的所有人員分別隸屬于這幾個部門，因此項目成本的控制就牽涉到這些部門、單位和班組的工作業績。也直接影響到每個職工的切身利益。成本控制的關鍵在于執行，執行的過程就需要每個部門、每個人員參與到成本控制的工作中去。目前全員參與的成本控制在施工企業項目施工工作中基本沒有做到。許多項目部的目標成本由財務部制定，而財務部門的制定依據較多的是依賴歷史經驗，沒有詳細的測定過程，這樣制定的控制目標缺乏可操作性，具體的控制方法和過程需要各個職能部門的人員來完成，但各部門的職能人員對這種缺乏可執行性的控制方案肯定存在抵觸情緒，這必然降低了成本控制的實施效果。另外，由財務部門制定的目標成本更多的是從價值角度考慮，這樣在最后的成本報表中顯示一個總成本沒有任何意義，因為無從了解成本到底是在哪個環節發生的。因此真正做好成本控制就需要所有施工人員、工程建筑人員、管理人員和財務人員的通力配合，項目成本的高低需要大家關心，僅靠項目經理和專業成本管理人員及少數人的努力是無法收到預期效果的。僅僅依靠財務部門通過歷史數據進行控制目標的編制和過程控制是無法做好企業成本工作的。
二、從新角度研究施工企業成本控制問題。
1。管理層轉變成本管理意識。管理者應該改變局限于項目施工成本中資源消耗控制的理念，詳細分析影響工程價值的施工價值鏈各環節的影響程度，對施工價值鏈的上下游環節企業的供應鏈進行全面的研究，在工程設計階段，注意和勘察設計單位的溝通，根據自己的施工能力和技術力量，以及本企業的成本狀況，對設計理念加入自己的思想。重視和供應單位的聯系與溝通，努力和供應單位成為戰略合作伙伴，以實現資源供應過程中成本支出的優化。同時對下游環節的驗收、索賠、維修過程的戰略成本作出規劃，從整體價值鏈上進行廣義的施工成本控制。這是通過價值鏈控制成本的真諦所在。
2。合理控制外部環境成本。
2。1社會環境成本控制。依靠當地政府和公安機關維護施工秩序。在施工準備階段，首先與當地政府和公安機關做良好溝通，了解當地的治安狀況，請求他們的通力協助，對施工周邊的社會治安環境給予保障。另外，在選擇項目部位置時，可以適當考慮當地公安機關派出機構距離較近的地方，以保證在出現地痞無賴等黑惡勢力到項目部上滋擾是非時，公安民警可以第一時間趕到，予以制止。在打斗或者其他負面事件已經出現的情況下，可以盡快處理，盡量不影響施工進度。
2。2處理好與當地居民的關系。無論是公路、鐵路、橋梁、隧道，都是在為民服務，在施工過程中充分考慮當地群眾的狀況和感受是項目應該做的。施工能否得到當地群眾的理解、支持和擁護，對于工程的正常進展至關重要。首先，必須了解當地的民風民俗，尤其是少數民族地區，予以尊重，免生不必要的是非；其次，對于占地、占林、占道的情況，要按國家相關規定給予足額補償和租賃費用，不欺瞞、拖延；再次，如果情況允許，可以做些惠民工程，如修路、打井等，既方便施工又可以順應民意；最后，做好社會責任信息的披露工作，當出現糾紛時，應禮待群眾，告知通過政府調解等正常途徑解決，減少不必要爭端影響施工進程，增加成本。
2。3樹立正確思想，搞好內部團結，不向黑惡勢力低頭。如果當地黑惡勢力猖獗，嚴重影響施工進程、項目部和施工隊人員的人身安全受到嚴重威脅。那么，在請求當地政府和公安機關予以保護的情況下，項目部還可以向正規保安服務公司雇傭一定數量的保安，加強項目部和施工人員的安全系數。同時，要謹防他們拉關系、套近乎，對項目工程進行承攬，由無到有、由少及多的慢慢滲透，以致工程質量沒有保證，返工返修增加成本。在遇到尋釁滋事的黑惡勢力時，公司內部，經理、員工和施工隊要緊密團結，同心協力，在保護國家和個人權利、人身財產安全不受非法侵犯的同時，給對方以震懾，不向黑惡勢力妥協，保證正常施工秩序和避免不必要的成本流失。
3。正確認識質量、安全、工期、形象的有形成本支出與切實收益的雙面性。質量、安全、工期與成本支出是存在矛盾性的。有些工程業主催的很緊，要求盡快完工，企業應該在保證質量與安全的情況下，加快進度。但是不要違背施工生產的規律。要在競爭中生存，施工企業應該有效的對“三大目標”進行控制，即合理地處理好成本目標、工期目標、質量目標。質量不一定要求最高，要在滿足用戶需求，不出現安全事故的前提下進行成本控制。但是應該注意，安全控制是一切工作的重中之重，是企業的生命。什么時候都不能以犧牲安全性來進行成本控制。其實從另一個角度說，即使某一個項目因為快速、高質量，又沒有出現安全事故的情況下出現了虧損，從長期來說，這也是企業的品牌，能夠為后續的工程承攬打下良好的基礎。因此質量與安全從可持續發展的角度來說，也是提高經濟效益的源泉。
4。注重對施工企業相關人才的培養，關注員工心理成本。根據施工企業所承接的工程項目的具體要求，要對本企業內部的所有人員以及物料統一實施動態管理。企業內部各部門之間的職工要依照各項工程進度的需要進行科學、有效的調整，加大企業內部人員在各個部門之間的流動，這種做法不僅能夠滿足工程項目不同階段對相關人員的需要，而且能夠使企業內部的職員，尤其是管理人員得到一定的鍛煉與培養。這種人才培養模式如果能夠長期堅持下去，就能夠逐漸打破不同部門之間的隔閡，從而使整個施工企業形成最大的合力，不僅能夠為工程項目的早日完成打下良好的基礎，而且還能夠減少企業人員的配備數量，降低企業的人力成本。
情緒影響人的行為，施工企業產品的不動性決定了人員必須流動。
露天作業也使得工作任務非常艱苦，在這種環境下工作生活的員工，心理、生理壓力要比其他行業高，不可避免的出現職業倦怠。此時工作效率會大幅度降低，間接提高了工程成本。進行項目成本控制，一定要考慮員工的心理成本，管理層要盡量改善企業服務員工的水平，提高服務成本，注重對員工心里訴求的引導，減輕員工的心理成本，調動員工的工作積極性，提高工作效率，為高效率的進行成本控制提供良好的基礎。
三、結語。
施工企業成本控制要從企業整體效益出發全面分析，內外齊抓、共管。在完善責任成本管理體制，以人為本、強化素質、落實責任，建立健全成本管理責任制度的同時，還要注意成本控制必須要貫穿于企業經營的全過程，要對企業的全體員工實施動態管理，重視成本控制的全員性，注重對施工企業相關人才的培養。除此之外，引入現代成本管理思想，借助計算機軟件系統，應用先進的成本控制模式也都是十分必要的，外部環境成本控制要給予更多關注。雖然本文對于許多成本控制方法和新的成本理念未作全面敘述，對于很多問題的見解還不夠深入，但是，如果企業能到踏實認真的做好這些，積極進取、勇于開拓，那么在日趨激烈的市場競爭中就一定能夠占據優勢，取得更好的經濟效益！
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