【摘要】本文介紹了作者開發的橋梁信息管理系統，該系統利用地理信息的思想，具有靜態、動態信息管理，技術狀況評價及維修對策，維修技術支持，重車過橋幫助，統計與分析，結構狀態分析等功能。
關鍵詞 橋梁管理信息系統 地理信息 評估
一、引言
隨著國民經濟的快速發展，作為公路交通咽喉的橋梁地位日益突出。我國橋梁的日常管理模式越來越不適應經濟發展和信息社會的要求。橋梁管理部門迫切需要現代化的管理思想和先進的信息處理手段，以便為有關部門的橋梁管理提供決策依據，橋梁信息管理系統因此而產生。在國外，橋梁管理系統最早出現于美國，經過多年的發展，已具有了橋梁性能評價、需求預測、優化排序的智能化功能，改變了早期的簡單數據管理功能。我國的橋梁管理系統的研究開始于80年代中期，交通部公路研究所和廣東省公路研究所等單位開展了研究和開發工作，臺灣省公路局也開發了橋梁管理系統。同濟大學橋梁研究所與常州市政工程管理處合作，開發了橋梁信息計算機輔助管理系統。該系統以地理信息系統為發展方向，充分考慮我國橋梁的實際狀況，發揮計算機在信息管理上的優勢，以適應信息時代的要求。
二、系統開發目標
橋梁信息計算機輔助管理系統開發目標主要有以下幾個方面：①自動產生各種橋梁管理的相關檢測表；②系統化、規范化收集橋梁信息；③分析橋梁檢測結果，作出維修、養護建議；④提供詳細的各類橋梁缺陷的維修方法；⑤幫助選擇重車過橋的路線；⑤完成信息的查詢、統計、分析和報表輸出。①提供結構狀態計算。
三、系統模塊設計
1． 地理信息系統
地理信息系統（Geographic Information System）是用于采集（更新）、存儲、管理、分析和表達空間信息和數據的特殊的空間信息系統。橋梁信息管理系統中應用GIS技術是橋梁信息管理的必然趨勢。
本系統中以常州市區地圖為背景，用圓點代表一座橋梁及方位，并與數據庫相連接。當鼠標點擊該圓點時，系統從數據庫中查找該橋的有關信息，同時顯示出來。如要查找某橋的方位，輸入橋名，該橋位處的圓點即會閃亮。如要顯示橋梁的技術狀況，圓點可顯示不同的顏色代表不同的狀況，綠色代表優良，黃色代表較好，紅色代表較差，而黑色則代表危險。這對從整體上了解橋梁狀況非常直觀。
2．靜態信息管理
靜態信息是描述橋梁施工完成后通常不變動的記錄，本系統把橋梁靜態信息分為基本信息、上部結構信息、下部結構信息、橋面系信息、檔案信息和圖形信息。這些信息能夠滿足養護、施工和設計部門的對橋梁的分析要求。
為了詳細和準確地描述橋梁結構，把橋梁分成多種類型，對構件分別加以描述。由于城市交通的發展，中小城市也出現了高架橋梁，為適應這一發展，系統中有專為高架橋梁而開發的靜態信息管理模塊。
基本信息包括橋梁的方位、結構、材料、交通。設計、施工和基本設施等信息。上部結構信息包括了對各跨的描述，內容有結構的幾何、受力特性、材料使用和橋梁改造等信息。下部結構信息包括了墩臺的幾何、材料等信息。橋面系信息包括橋面鋪裝、分隔帶、欄桿、人行道和伸縮縫等信息。檔案信息包括橋梁檔案記錄的存放、施工、設計、管養單位等信息。圖形信』急是信息管理的重要組成部分，可以形象和直觀地描述信息，包括橋梁的全景圖、平面圖、立面圖以及各跨的剖面圖。
3． 動態信息管理
橋梁動態信息是評估橋梁技術狀況、提供維修方案的重要依據。日常檢測資料的正確。詳細與否，關系到以后橋梁技術狀況的評價的客觀性。該模塊包括橋梁特檢信息、重車過橋信息、橋上事故信息、橋梁維修信息和外業檢查信息。這些信息能夠描繪出橋梁自建成后的基本發展狀況。其中，外業檢查信息包括了為橋梁技術評估而準備的信息，把影響橋梁技術狀況的因素分為翼墻、耳墻、護坡、橋墩、橋臺、基礎、上部承重結構、伸縮縫、橋頭跳車等共17項。
4．技術狀況評價
橋梁技術狀況的評價是信息管理系統中重要的組成部分。影響橋梁評估的因素有很多，包括設計、施工、材料等內部因素以及荷載作用啟然環境、養護管理等外部因素，而且這些因素相互作用，因此使得橋梁技術評估變得較為復雜。
考慮到橋梁結構的實際特點，為簡化問題，便于操作，本系統在開發的第一階段把影響橋梁結構的因素分為17項。根據橋梁部件的缺損程度，對結構的影響程度，考慮缺損發展變化等幾個方面，對各部件作出等級評價，劃分為有完好、良好、較好、較差和危險等5個等級。其中，完好為符合國家規范要求或沒有該結構；良好為結構的技術狀況比國家的規范要求稍低，但不會影響到結構的安全性和正常使用；較好為部件的功能良好，僅有輕度的缺損，無發展趨勢；較差為部件缺損嚴重，影響到安全性和正常使用；危險為危及結構的安全，必須采取措施。具體的評估信息輸入在外業檢查中進行。
全橋的總體技術狀況等級評定采用了考慮各部件權重的綜合評定方法，采用的公式為
式中 Ri--各部件的評定等級；
Wi--各部件權重；
Dr--全橋結構技術總評分。
通過包含專家經驗模塊的統計、分析和處理，得出該橋的總評分、橋梁技術等級、橋梁總體技術評價和各部件的詳細評價，用專家的經驗，提出養護的建議，供管養單位作出判斷（表1）。
5．橋梁資料管理
橋梁資料管理提供了以下功能：①打印空白檢測評估表。包括靜態信息表、特檢信息表、重車過橋信息表、橋上事故信息表、橋梁維修信息表和外業檢查信息表。盡管這項功創可以用其他軟件設計，但為了管理的規范化和方便用戶，設計了適應本系統的橋梁檢測索格。②打印現有的橋梁檢測資料。
6．橋梁維修技術幫助
橋梁維修技術幫助的目的是考慮到我國目前橋梁管養的實際情況，如缺乏完整的橋梁基本修理方法，無法得到國內外的有關修理的最新信息，具有豐富經驗的橋梁養護工程師較少等，而且，在技術評價模塊中盡管提出了修理的建議，但由于維修的復雜性，不可能詳細列出具體的修理方法。基于以上考慮，本系統在幫助文件中，詳細列出了典型的修理方法，如裂縫的修理，橋頭跳車的處理，墩臺與基礎的加固等等，這些方法都是從國內外文獻中挑選出來，能夠滿足日常修理需要。
7．統計分析
統計分析是利用橋梁的各項基本資料，進行分析統計工作。具體有以下功能：各種橋梁結構形式的數量統計，技術狀況統計，維修數量統計，維修經費統計，利用橋梁的技術評分狀況排列順序等，并以報表的形式打印。為了直觀起見，本系統把統計數據以餅圖、折線圖形式表現出來，使得管理人員能預測所有和單個橋梁的技術狀況、維修經費的走勢。
8．重車過橋選線
由于經濟的快速發展，在橋梁上運營的重車越來越頻繁，選擇合適的路徑是一項重要的工作。在本系統中，只要輸入重車的噸位，系統能夠找到適合的橋梁，并用綠色表示出，從中可挑選出最佳路線，非常方便。
9．橋梁結構分析
橋梁的承載能力評估是一項重要的工作，它是管養部門確定橋梁養護、維修對策的重要依據，而目前的承載能力分析模型不可能精確反映橋梁實際狀況，簡單、可靠的方法是通過受力分析，確定承載力。本系統中嵌套了結構分析程序，通過簡單培訓，即可使用。
四、小結與展望
（1）橋梁信息管理系統2000版以地理信息系統為基礎，符合信息管理的時代要求，信息、的表達直觀、詳盡。由于采用了交通地圖，當橋梁不能通行時，可在地圖上查詢車輛最佳運行路線。
（2）采集的信息分為靜態和動態兩大部分，層次清楚，信息涉發面廣。包含了大量圖形信息，簡潔、明了。
（3）技術狀況評價模型簡單，易操作，較能反映橋梁的實際狀況。
（4）系統內的小功能較多，如技術狀況的圖形顯示功能，重車過橋幫助功能，方便實用。
（5）幫助文件中的橋梁修理技術支持，可減小團管養單位技術缺乏而導致的經濟損失。
（6）有結構分析軟件的支持，方便復核、計算。
建立基于GIS的橋梁信息管理系統的研究工作是較為復雜的系統性工程，它與許多學科緊密聯系。在今后的發展中，將完善技術狀態評估、維修費用分析與預測等模型。隨著網絡技術的普及，橋梁的信息資源可以在更大范圍得到實時共享，提高分析和決策速度，我們將開展這方面的研究工作。橋梁信息計算機輔助管理系統的廣泛運用，必將推動橋梁管理的制度化、規范化和科學化。
參考文獻
［ l］孫立軍．上海市城市橋梁管理系統研究．華東公路，2000第 2期
[2]交通部．公路養護技術規范．上海：人民交通出版社，1996
