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1、梁式桥结构安全监测系统实施指南1范围本指南适用于XX省新建和已建梁式桥结构安全监测系统的实施。其它结构类型的安全监测系统的实施可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GBGBGB509825025450205GB50303GB50343GB/T 15532GB/T 9386GB/T 21296GB/T 30269. 2-2013JT/T 1037DB51/T 2794-2021建筑与桥梁结构监测技术标准电气装置安装工程低压电
2、器施工及验收规范钢结构工程施工质量验收标准建筑电气施工质量验收标准建筑物电子信息系统防雷技术标准计算机软件测试规范计算机软件测试文档编制标准动态公路车辆自动衡器信息技术传感器网络公路桥梁结构安全监测系统技术规程山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测指标体系设计与预警技术指南3总则为加强梁式桥结构安全监测系统实施的技术管理,规范工程实施,统一工程实施的质量验收,确保工程质量,制定本指南。本技术指南适用于XX省梁式桥结构安全监测系统工程的实施和质量验收。其他结构类型的安全监测系统的实施和质量验收可参照执行。3. 0.3梁式桥结构安全监测系统的实施除应符合本指南外,尚应符合国家和XX省现行有关标准的规定
3、。4术语和定义下列术语和定义适用于本文件。4. 1梁式桥Beambridge梁式桥是指用梁或桁架梁作主要承重结构的桥梁。其上部结构在铅垂向荷载作用下,支点只产生竖向反力。4.2结构安全监测StructureIsafetymonitoring由安装在结构上的传感器、视频图像等感知设备以及数据采集、网络通信、数据处理与管理、用户界面等软硬件构成,对结构所处环境、荷载作用、静动力结构响应及特征参数进行测量、采集、处理、分析,并对结构状态进行预警和评估的策略和过程。4.3结构安全监测系统StructureIsafetymonitoringsystem由安装在结构上的传感器以及数据采集与传输、数据处理与
4、管理等软硬件构成,对结构荷载与环境作用以及结构响应进行测量、收集、处理、分析,并对结构正常使用功能与安全状态进行预警和评估的系统。4.3监测硬件Monitoringhardware结构安全监测系统中传感器、数采设备、数据传输设备、线缆和附属设施等各种物理装置的总称。4.4监测软件Monitoringsoftware为实现数据采集、数据传输、数据存储、数据处理、结构安全评估和可视化应用等功能,按照特定顺序组织的计算机程序、数据、指令和相关文档的集合。4.5监测点Monitoringpoint对被测参量进行量测的具体位置,即传感器的现场安装位置。采集站Acquisitionstation将不同被测
5、参数的数采设备、数据传输设备集中安放的装置。4.7软件部署Softwaredeployment将监测软件安装在监测硬件中并进行环境配置等必要工作,从而使监测软件能正常运行的过程。4.8预警阈值EarIywarningthreshold表征结构风险指标的界限值。4.9结构安全预警StructureIsafetyearIywarning结构荷载作用、响应或评估指标超过预定阈值时,结构安全监测系统按预定方式自动发出的警告。5基本规定承担梁式桥结构安全监测的实施单位应建立健全项目组织机构、安全管理制度、施工质量控制和检验制度。5.1.2实施前应做好以下准备工作:a)应组织相关技术人员深入现场调查,掌握
6、现场情况,做好充分的现场实施准备工作;b)应组织相关技术人员对设计图进行认真审查,发现问题应及时按规定程序办理设计变更手续;c) 应组织建设、设计、监理和实施单位有关人员,由设计人员进行设计交底,并应形成文件:d) 应编制专项施工方案,通过审批后方可施工。实施中应做好以下质量和安全保障工作:a) 应建立技术和安全交底制度,作业前应对施工人员进行安全与技术交底;b) 使用的原材料、安全防护用品、机械设备和生产工具等应为合格产品;c) 实施过程中的安全技术、劳动保护、防火措施及环境保护等应符合国家现行有关法律法规和有关标准的规定;d) 由实施单位自主开发的应用软件应经可靠性、安全性、可恢复性和兼容
7、性等功能测试合格后方可部署。质量管理应包括监测硬件与监测软件进场验收、隐蔽工程过程检查和验收、工程安装质量检查、系统自检和试运行等。监测硬件的进场检验包括外观检查和标志检查。外观和标志检查以目测为主,并应符合下列规定:a) 名称、型号、数量与设计文件要求一致;b) 外观应无锈迹、裂痕,各部分连接牢固,引出线缆无损坏;c) 铭牌标志、备件和附带技术文件齐全;d) 安装孔尺寸及安装孔间距应符合设计文件的要求。软件的进场检查应符合下列规定:a) 应确认商业软件、实施单位自主开发软件的使用范围符和设计要求;b) 应确认商业软件、自主开发软件的部署说明书、使用和维护说明书等资料齐全。预埋件、安装基座、防
8、护措施等应在隐蔽工程验收合格后方可进行传感器、线缆等监测硬件的安装。验证、调试采用的仪器仪表、量具和量器应在有效的检定期内使用。6监测指标体系设计6.1 一般规定6.1.1 监测指标体系设计应包括监测指标选取、测点布设、监测设备选型及安装施工设计。条文说明监测指标选取,即科学选取桥梁结构安全风险监测指标。测点布设,即在桥梁结构及其周边环境的空间坐标系内合理布设监测测点。6.1.2 监测指标宜分为荷载与环境、结构整体响应与结构局部响应三类,应符合JT/T10372016中4.3.2的相关规定。6.1.3 选取监测指标和布设测点时,应在桥梁结构安全风险辨析结果的基础上,遵循“灾害一风险分析”、“目
9、标一功能分析”、“功能一成本分析”三个基本原则。条文说明桥梁结构安全监测系统不同于传统的桥梁健康监测系统,应立足于桥梁结构运行安全风险,监测指标选取和测点布设应具有代表性、实用性、经济性的特点,主要遵循以下基本原则:1) “灾害一风险分析”原则对具体监测指标的选取应建立在对桥梁结构安全风险辨析结果的基础上,避免出现以下情况:(1)危及结构安全的重要风险事件或致灾风险未被覆盖,安全隐患突出暴露;(2)在不必要的监测指标上花费重金,得到对安全预警和评估无用或无法处理分析的海量闲置数据。2) “目标一功能分析”原则桥梁结构安全监测系统总体目标主要是降低桥梁结构的安全风险,提高运营期养护维修管理水平。
10、服务于此目标,监测指标的选取应主要瞄准与桥梁结构垮塌等顶上风险事件或其直接致因,宜尽量选取靠近事故树主干并与结构安全密切相关的环境、荷载和结构响应参数或指标。3) “功能一成本分析”原则监测系统的功能需求直接决定监测系统建设和运行的成本预算。对于特定的桥梁,监测系统覆盖的风险事件和风险源越多,系统就越庞大,建设和维护成本也越高。另一方面,桥梁结构的安全评估应结合实时监测数据和人工检查成果进行综合分析,安全监测系统应与人工检查制度形成互补机制,监测系统不能准确识别的安全风险可通过人工定期巡检或应急检查来弥补。综上,应把握安全监测系统与人工检查互补机制的平衡点,力求达到桥梁结构全生命周期内的性价比
11、最优,为此监测系统设计需进行“功能一成本分析“。6.1.4 A类和B类监测系统的监测设备除应符合JT/T10372016中4.L9的相关规定外,对于埋入式监测设备还宜按DB51/T2794-2021山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测指标体系设计与预警技术指南7.2.1.3d)项的要求布设相应的外置式监测点.条文说明对于埋入式传感器,可同时布设与其监测数据强相关的外置式传感器,便于通过相关性分析建立埋入式传感器与外置式传感器监测数据之间的对应关系,以备埋入式传感器失效后,外置传感器能继续接力”监测,从而保障监测数据的连续性和一致性。6.2监测指标选取与测点布设6.2.1总体要求6. 2.1.1选
12、取监测指标时,应根据桥梁结构安全风险辨识结果优先选取风险损失大、发生概率高、或对顶上事件重要性系数高的风险事件进行监测。此外,还应结合桥梁结构受力特点和材料特性、既有缺损(或病害)状况、桥位周边环境及桥梁实际运行条件等统筹考虑,相互验证,便于综合分析。6当结构安全风险辨识结果表明桥位处的水文、地质、气候等各类自然灾害及人为活动对桥梁结构安全有直接影响时,应将灾害和活动本身纳入到监测指标体系中。6测点布设应基于数据处理分析与安全预警评估的需求,根据结构计算分析、结构危险性和易损性分析结果确定待监测的关键构件和部位,遵循“代表性、实用性、经济性、少而精”的原则进行测点布设方案优化,总体技术要求如下
13、:a)应根据桥梁结构的受力分析结果对测点布设方案进行优化,实际监测数据宜与理论计算分析结果建立一一对应关系;b)宜对结构构件进行重要性、危险性和易损性分析,并将分析结果作为测点布设方案优化的依据;c)对施工过程中发生过质量安全事故,经检测、处理与评估后恢复施工或使用的桥梁部位应布设对比测点;d)针对采用埋入式传感器的监测点,宜同时布设与其相关性较强的外置式监测点;e)测点数量和数采设备接入能力应具有适度冗余,以确保系统的可靠性,并满足系统未来改进、扩充和升级的需要。6对桥梁结构响应监测指标的选取及测点布设宜以结构整体响应监测为主,结构局部响应监测为辅。条文说明相较于应变、裂缝等结构局部响应指标
14、,桥梁结构整体响应指标,如主梁挠度、结构振动等,与桥梁结构安全状态的相关性更加直接。选择与结构安全强相关的整体响应指标作为输入,可显著增加桥梁结构安全预警的有效性和安全评估的可靠性。6.2.2荷载与环境类监测指标6各级普通公路路网中超载超限车辆管控困难的桥梁、大件运输公路关键路段代表性桥梁宜采用不停车称重方法对车辆荷载参数进行实时监测,可辅以车牌识别摄像机组成“非现场执法”抓拍系统。监测指标宜包括断面车流量、车型、车轴重、轴数、车辆总重、车速等,测点布设应符合下列规定:a)宣布设在桥头路基或桥跨范围内有稳定支撑、振动较小部位的混凝土结构铺装层内,应覆盖所有行车道;b)称重传感器安装的车流断面处
15、宜配套高清摄像机进行辅助监测;c)现场安装施工时还应符合附录C.1的相关规定。条文说明目前,省内高速公路运管部门对超载超限车辆管控的成效显著,各级普通公路路网中个别地区超载超限车辆屡禁不止,宜对各级普通公路路网中超载超限车辆管控困难的关键路段代表性桥梁采用不停车称重方法对车辆荷载参数进行实时监测,还可辅以车牌识别摄像机组成“非现场”执法系统。其一,可为准确评估车辆荷载对桥梁结构安全的影响提供基础数据;其二,也可进一步加强“治超”效果。大件运输公路关键路段代表性桥梁实施车辆荷载监测的目的同上。通常,大件运输公路一幅按通行大件荷载设计,而另一幅则为普通公路,宜优先对普通公路桥幅进行监测,以辅助其日
16、常管理。6温度监测包括环境温度监测和结构温度监测,应符合下列规定:a)超静XX构桥梁应对环境温度进行监测,布设梁端位移监测点的静XX构桥梁宜对环境温度进行监测,测点布设宜结合桥位处环境温度的空间分布特点进行;b)结构温度测点布设宜与应变监测的温度补偿测点统一设计。条文说明环境温度和结构温度的实测数据一般不直接用于安全预警,但却是结构受力和变形分析的重要输入参数。6条件允许时宜对梁式桥结构构件内部封闭空间的相对湿度进行监测。6对抗震设防类别为A类且抗震设防烈度8度及以上的桥梁应进行地震动监测,其余桥梁可根据抗震设计要求和安全风险评估结果进行监测。地震动监测应测量地表振动,主要监测指标为两岸(桥台
17、等处)地表场地加速度、主墩加速度等,测点应布设于地表附近相对固定不动的位置:桥岸区域可将测点布设于护岸、桥台、近桥址监控中心等自由场地上,水体区域可布置于桥墩底部或承台顶部,并易于防护和维修的位置。条文说明地震动监测数据除直接用于安全预警外,也可为震后桥梁结构安全专项评估提供基础数据。关于桥梁抗震设防分类和设防标准的相关规定,请参照公路桥梁抗震设计规范(JTG/T2231-01)o6.2.2.5根据墩台基础类型和人工检查报告,应对浅埋扩大基础和冲刷深度已接近或超过设计限值的桩基础进行冲刷深度和水位监测;测点布设宜选择冲刷最大区域或墩台基础薄弱区域。6根据桥位处地质灾害体的类型、规模、发育程度和
18、地形地貌特点,并对其影响桥梁结构安全的概率、形式和程度进行综合分析评估后,宜结合桥梁结构安全风险等级评XX果,针对具体风险选择性监测桥梁周边的地表位移和倾斜度、地表裂缝、深部位移、降雨量、地下水位等指标,宜符合下列规定a)风险等级为I级的可不监测;b)风险等级为II级的可仅对桥梁结构响应进行监测;c)风险等级为【II级、IV级的宜同时对灾害体和桥梁结构响应进行监测,并做相关性分析;d)测点布设宜根据灾害体的规模和具体监测项目综合考虑。条文说明鉴于我省山区公路桥梁桥位处地质灾害相对高发的特点,在建筑与桥梁结构监测技术规范(GB50982-2014)、公路桥结构安全监测系统技术指南(JT/T103
19、7-2016)的基础上新增了本条。6对船舶(漂流物)撞击的监测应符合下列规定:a)航道等级为I级至V级且未设防撞设施的桥梁,宜对通航孔跨进行船舶撞击监测,可对非通航孔跨及其它存在大型漂流物撞击风险的跨河桥梁在撞击风险区进行撞击监测;b)宜选择具有区域入侵自动识别功能的视频(或红外线)摄像系统,在船只偏离航道进入危险水域时自动识别,并通过声光发生装置提醒驾驶人员,避免事故发生或降低事故损失;c)可采用拾振器监测撞击过程中的结构振动响应,测点宜布设在易遭受撞击的桥墩处,且同时监测水平面内纵桥向和横桥向结构振动响应。条文说明关于航道等级的相关规定,请参照内河通航标准(GB50139)o6.2.2.8
20、宜对桥面交通、易发生车船撞击事件的桥下空间进行视频监测。条文说明按公路交通运行状态“可视、可测、可控”的要求,宜对桥面交通、易发生车船撞击事件的桥下空间进行视频监测。6.2.3结构整体响应类监测指标6.2.3.1结构整体响应监测指标选取和测点布设应根据结构振动、变形和位移特点,并结合系统参数识别及安全预警和评估需求综合确定。6.2.3.2结构振动测点布设应符合以下规定:a)应根据桥梁结构类型及特点,确XX构振动监测和模态分析所需振型阶数:1)简支梁桥宜至少监测竖向1阶振型;2)连续(刚构)梁式桥宜监测竖向2至3阶振型;3)对墩高超过40m的梁式桥,可增设水平向拾振器,监测结构纵向及横向低阶振动
21、。b)应根据桥梁结构动力计算分析结果及所需振型阶数布设测点,拾振器宜布设在结构各阶振型振幅最大或较大部位,并避开节点位置。6结构整体变形和位移测点的布设应根据结构受力分析结果,宜优先选择主梁等关键受力构件的变形、位移包络曲线中最大或较大部位。6.受地灾或洪水威胁的桥跨结构,宜同时对上、下部结构位移进行监测;除符合DB51/T2794-2021山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测指标体系设计与预警技术指南6.2.2.5、6.2.2.6的相关规定外,还宜对墩(台)倾斜度、墩(台)顶偏位、及墩(台)梁间相对位移等结构整体响应类监测指标进行监测。条文说明受地灾或洪水威胁的桥跨结构,安全监测应关注的主要风
22、险是由于基础承载能力不足或下部结构失稳导致的桥梁整体坍塌,以及上、下部结构间相对位移过大导致落梁的风险。6.2.4结构局部响应类监测指标6结构局部响应监测指标选取和测点布设应根据结构计算分析和易损性分析结果确定。6宜对主要承重构件关键截面的应变进行监测,测点布设应符合以下规定:a)宜根据结构受力计算分析结果,选择恒载作用下应力水平较高或安全余度较低的关键构件、截面和部位进行静态监测,选择可变荷载作用下应力幅较大或安全余度较低的关键构件、截面和部位进行动态监测;b)宜根据结构易损性分析结果,选择易破坏或破坏后易导致结构整体失稳的关键构件、截面和部位进行监测;c)用于监测恒载作用下结构应变的传感器
23、,应在桥梁新建或加固改造过程中,承重构件尚未承受恒载前预先埋设在关键截面测点处;d)对应变场分布复杂的构件、截面和部位,宜布设双向或三向应变测点。6可对梁式桥主要承重构件关键截面的钢筋应力进行监测,测点布设应符合以下规定:a)宜根据结构受力计算分析结果,选择恒载作用下应力水平较高或安全余度较低的关键构件、截面和部位进行静态监测,选择可变荷载作用下应力幅较大或安全余度较低的关键构件、截面和部位进行动态监测;b)宜根据结构易损性分析结果,选择易破坏或破坏后易导致结构整体失稳的关键构件、截面和部位进行监测;c)应在桥梁新建或加固改造过程中,布设绑扎钢筋笼架时预先安装在关键截面的被测钢筋上。6宜对连续
24、(刚构)梁式桥体外或体内预应力钢束的有效预应力进行监测,应符合以下规定:a)可采用振动频率法、磁通量测试法、锚垫板承压法及其他不影响结构安全的方法监测钢束有效预应力;b)宜优先选择恒载作用下应力水平高或活载作用下应力幅较大的代表性钢束布设测点。6宜对关键支座的支座反力和位移进行监测,监测项目应包括支座位移或支座反力,测点布设应符合下列规定:a)对于易发生倾覆的独柱墩桥梁、弯桥、斜桥、基础易发生沉降的桥梁及存在负反力的大跨径桥梁应布置支座反力或支座位移监测设备;b)支座反力的监测宜选用测力支座;测力支座在使用前,应重新设置零点,并在支座上加载标准重物,修正支座参数;c)支座位移的监测应能判定支座
25、脱空情况;采用位移监测设备监测支座位移时,传感器量测方向应平行于支座反力方向。6宜根据桥梁结构受力分析、易损性分析结果或设计要求,对梁式桥主要承重构件上宽度超限的代表性受力裂缝进行裂缝宽度监测,传感器布设时测量轴应与裂缝走向垂直。6.2.5常见梁式桥的监测指标和测点布设技术要求6常见荷载与环境监测类指标选取的相关技术要求汇总见表6.2.5T所示,对桥位处水文、地质灾害监测指标选取的相关技术要求汇总见表6.2.5-2所示。表6.2.57常见荷载与环境类监测指标选取汇总表监测项目主要监测指标梁式桥拱式桥备注简支梁连续(刚构、T构)梁式桥上承式交通荷载车辆荷载断面车流量、车型、车轴重、轴数、车辆总重
26、、车速OOO车辆空间分布OOO环境影响因素温度温度O湿度相对湿度O地震动两岸(桥台等处)地表场地加速度、主墩或拱座底部加速度等OOO他响素其影因船舶(漂流物)撞击船舶(漂流物)位置、航向及速度、结构振动OOO桥面交通或桥下安全状况视频记录注1:表示应选监测项,“”表示宜选监测项,“0”表示可选监测项,“一”表示不包含项。注2:监测指标选取和测点布设时还应满足“备注”栏中相关条文的具体要求。注3:荷载与环境类监测指标应与结构响应监测相适应,所监测的桥跨也应相对应。表6.2.5-2桥位处水文地质灾害监测指标选取汇总表监测项目主要监测指标桩基础浅埋扩大基础备注无明显冲刷冲刷明显洪水基础冲刷冲刷深度O
27、水流流速、水位O地质灾害地表位移地表绝对位移或相对位移O地表倾斜地表倾斜度Oe地表裂缝地表裂缝宽度O深部位移地层间相对位移或倾斜O土压力土体压力OO地下水位地下水位0O雨量降雨量、降雨强度O注1:“”表示应选监测项,“”表示直选监测项,“O”表示可选监测项,“一”表示不包含项。注2:监测指标选取和测点布设时还应满足“备注”栏中相关条文的具体要求。注3:桥位处水文地质灾害监测指标应与结构响应监测相适应,所监测的桥跨也应相对应。6简支梁式桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总见表,连续(刚构、T构)梁式桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总见表4。表简支梁式桥结构响应监澳指标选取和测点布设汇总表类别监
28、测项目主要监测指标监测优先级测点布设截面/部位备注主要测点附加测点构体应结整响振动频率、振型、阻尼比竖向O跨中截面横向纵向变形挠度、转角主梁静挠度O跨中截面1/4、3/4截面主梁动挠度O跨中截而1/4、3/4截面位移位移、倾角梁端位移伸缩缝处梁端截面墩台倾斜墩台顶部构部应结局响应变恒载应变O跨中截面1/4、3/4截面动应变O跨中截面1/4、3/4截面钢筋应力恒载应力O跨中截面1/4、3/4截面动应力O跨中截面1/4、3/4截面裂缝裂缝宽度主要承重构件上宽度超缝、主要承重构件上成.限的代表性受力裂因不明的代表性裂缝支座反力及位移支座反力、支座位移O弯桥、斜桥、易倾覆的独柱墩、基础沉降的墩台注1:
29、“”表示应选监测项,“e”表示宜选监测项,表示可选监测项,“一”表示不包含项。注2:监测指标选取和测点布设时还应满足“备注”栏中相关条文的具体要求。注3:“主要测点”为优先布设的测点,“附加测点”为条件允许时可布设的测点。注4:当被监测桥梁采用不停车称重方法对车辆荷载参数进行实时监测时,主梁动挠度、动应变宜为宜选监测项(三);当被监测桥跨主梁开裂较严重时,结构振动宜为宜选监测项(金)。注5:当被监测桥梁由相同结构类型的多孔跨组成时,可选择不同跨径技术状况较差或运行环境恶劣的代表性桥跨实施监测;梁端位移、墩台倾斜宜优先选择结构变位风险较高的桥跨实施监测,如长大纵坡桥梁梁端位移及高墩、河沟中以及陡
30、坡上墩台等。表4连续(刚构、T构)梁式桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总表类别监测项目主要监测指标监测优先级测点布设截面/部位备注主要测点附加测点结构整体响应振动频率、振型、阻尼比竖向边跨:跨中截而主跨:跨中、1/4、3/4截面边跨:1/4、3/4截面主跨:1/8、3/8、5/8、7/8截面横向主跨跨中截面、连续刚构/T构桥主墩墩顶截面边跨:跨中截面主跨:1/4、3/4截面纵向大跨高墩连续刚构桥主跨跨中截面、主墩墩顶截面大跨高墩连续刚构桥边跨跨中截面、支座截面变形挠度、转角主梁静挠度边跨:跨中截面主跨:跨中、4、3/4截面边跨:1/4、3/4截面主跨:1/8、3/8、5/8、7/8截面主梁动
31、挠度O边跨:跨中截面主跨:跨中、1/4、3/4截面边跨:1/4、3/4截面主跨:1/8、3/8、5/8、7/8截面位移位移、倾角梁端位移伸缩缝处梁端截面墩台倾角墩台顶部结构局部响应应变恒载应变O边跨最大正弯矩截面、支点处最大负弯矩截面、主跨跨中截面主跨1/4、3/4截面动应变O边跨最大正弯矩截面、支点处最人负弯矩截而、主跨跨中截而主跨1/4、3/4截面钢筋应力恒载应力O边跨最大正弯矩截面、支点处最大负弯矩截面、主跨跨中截面主跨1/4、3/4截面动应力O边跨最大正弯矩截面、支点处最大负弯矩截面、主跨跨中截面主跨1/4、3/4截面裂缝裂缝宽度主要承重构件上宽度超限的代代性受力裂缝、主要承重构件上成
32、因见7不明的代表性裂缝预应力度钢束有效预应力O大跨桥梁主跨顶板或底板纵向特大跨桥梁主跨1/4跨附近竖向钢束钢束支座反力及位移支座反力、支座位移O弯桥、斜桥、易倾覆的独柱墩、基础沉降的墩台注1:“”表示应选监测项,“”表示宜选监测项,“O”表示可选监测项,“一”表示不包含项。注2:指标选取和测点布设时还应满足“备注”栏中相关条文的具体要求。注3:“主要测点”为优先布设的测点,“附加测点”为条件允许时可布设的测点。注4:本表中主梁振动、主梁静挠度监测指标主要适用于主跨跨径不小于60m的连续(刚构、T构)梁式桥,对于主跨跨径小于60加的连续(刚构、T构)梁式桥宜结合其主跨跨径适当减少监测指标和测点。
33、注5:主跨跨径不小于60m的新建连续(刚构、T构)梁式桥,恒载应力、钢束预应力宜为宜选监测项()。注6:当被监测桥梁采用不停车称重方法对车辆荷载参数进行实时监测时,主梁动挠度、动应变宜为宜选监测项()。当被监测桥梁主梁开裂较严重、主跨跨中明显下挠时,主梁静挠度宜为应选监测项。注7:当被监测桥梁山相同结构类型的多孔跨组成时,可选择技术状况较差或运行环境恶劣的代表性联跨布设测点;引桥为简支梁的,引桥部分参照表选取监测指标和布设测点。条文说明为方便使用,本标准将6.2.5相关技术要求汇总绘于附录A。附录A除对常见监测指标进行了梳理汇总外,针对结构响应监测指标,结合常见桥型给出了初步的测点布设方案,具
34、体使用时还应符合6.2.1至6.2.4条的相关技术要求。6.3监测设备选型与安装施工设计6. 3.1监测设备选型前应充分了解桥梁周边环境和运营条件,以及现场供电、通信接入条件。对于供电及通信条件差、线缆敷设困难的桥梁,在监测设备选型时宜优先选择抗干扰性能好和功耗低的无线监测设备。7. 3.2传感器选型应全面考虑量程、精度、分辨力、灵敏度、动态频响特性、抗干扰性、长期稳定性、耐久性、环境适应性、可更换性和经济性等要求,宜便于现场安装、集成调试和维修更换。8. 3.3传感器布设及安装施工设计应考虑防雷、防静电、防尘、防水等防护措施。9. 3.4传感器安装前应进行必要的校准或标定,系统运维过程中也宜
35、定期标定或自校。条文说明校准:由具有计量检验资质的第三方机构,依据校准规范或方法,确定传感器的示值误差,必要时加以修正的操作过程。标定:由传感器生产厂商或用户,分别在出厂前或使用过程中对其测量精度进行检测,必要时加以修正的操作过程。自校:传感器用户在使用过程中对其测量精度进行检测,必要时加以修正的操作过程。10. 3.5应综合考虑信号调理方案、传感器接口匹配性及数据采样方案的要求进行数采设备的选型,其主要功能和性能技术指标宜符合下列规定:a)传感器输出为电荷信号的,应选用电荷放大器进行信号调理和采集;b)传感器输出为数字信号的,可选用基于RS485、CAN、ModbUSTCP或UDP等技术标准
36、的数采设备,并指定传输距离、传输带宽及速率等主要技术指标;c)传感器输出为电流或电压模拟信号的,宜采用标准工业信号;可选用基于PCI、PXl等技术的集中式数采设备,并确定输入范围、分辨力、精度、传输带宽和速率;d)传感器输出为光信号的,应采用专用的光纤解调设备;e)电阻应变传感器输出应选用惠斯通电桥调理仪进行信号调理及放大;f)电信号应进行光电隔离,以增强抗干扰能力;g)数采设备的模数转换分辨力不宜低于24位;h)静态模拟信号可选用多路模拟开关和采样保持器进行多路信号依次采集;i)动态信号宜采用抗混滤波器进行滤波和降噪。11. 3.6常用监测设备的具体选型要求、主要技术指标及安装施工要求应符合
37、表表7的相关规定。12. 3.6.1车辆荷载监测宜选用动态称重系统,并应符合下列规定:a)动态称重传感器的主要技术指标和安装要求应符合动态公路车辆自动衡器(GB/T21296)的规定;b)动态称重系统传感器的布设尺寸宜与车道同宽,量程宜根据桥梁限载以及预估车辆载重综合确定,单轴监测量程不宜小于限载车辆轴重的200%;c)安装位置要求路面平整度良好(路面高低差不宜大于5mm),应远离加速段和减速段,尽量避免弯道、道路岔口;d)安装位置前后50m路面水平弯曲半径不宜小于1500m,纵向和横向坡度不宜超过2%;e)采用石英晶体传感器的动态称重系统应安装于桥头路基段的硬化路面上,混凝土路面厚度不宜小于
38、30cm,路面刻纹深度不宜大于3mm;f)在符合GB50057的环境下可耐受雷击且不影响正常工作;g)安装防护等级应达到IP66标准;h)动态称重系统主要技术指标宜符合表的相关要求。表6.3.6-1动态称重系统主要技术指标要求传感器类型技术指标技术要求动态称重系统行车速度范围(kVh)10200测速误差1.5%称重范围(kN/轴)300交通量计数误差1%称重误差压电薄膜传感器10%石英晶体传感器5%可分类车型交通运输部颁布标准车型6.3.6.2温度传感器可选用热电偶、热电阻和光纤光栅温度传感器等,选型时应综合考虑量程、精度、分辨力和环境适应性等参数要求,并应符合下列规定:Ku/ XJZ Vuz
39、 X)/ x)120线性度误差()1信号调理线性放大、积分6.3.6.4监测船舶(或漂流物)撞击致桥梁结构振动所用传感器的主要技术指标,宜符合及6.3.6.9的相关要求。6.3.6.5雨量计可选用电容雨量计、红外散射式雨量计、单翻斗雨量计等,选型时应跟据具体监测需求及现场气象条件,综合选定设备类型、量程、精度及分辨力等指标,主要技术指标宜满足表表4的相关要求。表雨量计主要技术指标要求传感器类型技术指标技术要求雨量计量程(降水强度)04mmmin分辨力(mm)0.2测量误差4%6.3.6.6对桥墩处基础冲刷主要监测水位和水深两个指标,水位监测可选用超声波水位计或雷达水位计,水深监测宜选用雷达测深
40、仪。应根据桥址处水流速度、含沙量等水文参数、具体监测需求及传感器安装位置,综合选定传感器类型、量程、精度等指标,布设安装方式及主要技术指标应符合下列规定:a)传感器数量和安装位置应根据被测墩身基础类型、尺寸、水流特点和基础冲刷的人工检查结果综合确定,安装高度应不低于最高水位以上1m,圆形桥墩宜布设在桥墩上下游,圆端形桥墩宜布设在桥墩上下游以及桥墩侧面最大冲刷位置:b)传感器的预埋安装件应与桥墩(台)结构长期牢固连接;传感器探头宜选用非永久方法固定,安装连接材料应防水、防锈、耐老化;c)传感器主要技术指标宜满足表5的相关要求。表5基础冲刷监测传感器主要技术指标要求传感器类型技术指标技术要求测深仪
41、水深测量范围(m)1-150(可选)静水中测量误差(m)0.1分辨力(m)0.05允许最大含沙量(kgm3)50适应最大流速(ms)5防护等级IP66水位计测量范围I-100m(可选)测距精度+0.5%ES.测距分辨力(mm)1防护等级IP666.3.6.7针对桥梁周边地质灾害体主要监测地表位移及变形、深部位移、以及降雨量等指标,其中地表位移可选用全球导航卫星系统(GNSS)或大量程位移计,局部变形可选用地裂缝计,深部位移可选用深孔测斜仪,降雨量可选用雨量计。应根据灾害体的类型、规模、发育程度、地形地貌特点和具体监测需求,综合考虑选定传感器类型和技术指标。地裂缝计和深孔测斜仪的主要技术指标宜满
42、足表C.6的要求,GNSS和位移计的主要技术指标宜满足表6的相关要求。表6地裂缝计和深孔测斜仪的主要技术指标要求传感器类型技术指标技术要求地裂缝计测量范围50-100Omm(可选)测量精度O.1%F.S.深孔测斜仪测角范围15测量精度0.1%ES.灵敏度V10防护等级IP686.3.6.8船舶(漂流物)撞击的视频监测宜采用具有区域入侵自动识别功能的高清视频(红外)摄像系统,布设安装方式及主要技术指标应符合下列规定:x)/ v)z k)x VJZ a b C Ju e安装方式应考虑后期运维的可维护和可更换性;安装位置应视野开阔,尽量靠近数据采集站或数据传输网络节点;在符合GB50057的环境下可
43、耐受雷击且不影响正常工作;安装防护等级应达到IP66标准;主要技术指标宜满足表7和表8的相关要求。表7用于船舶(漂流物)撞击监测高清摄像机主要技术指标要求传感器类型技术指标技术要求高清摄像机图像传感器21/3英寸逐行扫描CMoS图像像素200万像素最低照度彩色:0.005IUXF1.6黑白:0.0005IUXF1.6OLux星光级(红外开启)信噪比(dB)250宽动态范围(dB)80帧率(fps)225防护等级IP66表8用于船舶(漂流物)撞击监测的区域入侵识别系统主要技术指标要求设备类型技术指标技术要求区域入侵识别系统识别距离Iooo吨级以上船舶N300m300吨级以上船舶2125m反应时间船舶进入识别区域WlS事件识别率白天准确率295%晚上准确率290%大雾/逆光/强光等恶劣情况290%目标过滤支持6. 3.6.9结构整体振动监测宜根据桥梁结构动力计算分析结果、具体监测需求和布设方案选用加速度传感器或速度传感器,传感器选型和