梁式桥结构安全监测系统实施指南.docx

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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