1、 吉林省 工程建 设地方 标准 市政桥梁结构监测技术标准 Technical standard for municipal bridge structure monitoring DB22/T 5035 2020 主编部门:吉林省建设标准化管理办公室 批准部门:吉林省住房和城乡建设厅 吉 林 省 市 场 监 督 管 理 厅 施行日期:2020 年 04 月 20 日 2020 长 春 吉 林 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 吉林省市场监督管理厅 通 告 第 551 号 吉 林 省 住 房 和 城 乡 建 设 厅 吉 林 省 市 场 监 督 管 理 厅 关 于发布 市 政 桥 梁 结 构 监
2、 测 技 术 标 准 等 6 项 吉 林省工程 建设地方 标准 的通 告(),DB22/T 5035-2020 DB22/T 5036-2020 DB22/T 5037-2020 DB22/T 5038-2020 DB22/T 5039-2020 DB22/T 5040-2020,DB22/T 1035-2011,2020 4 20 前 言 根 据 吉 林 省住 房 和 城 乡建 设 厅 关于 下 达 2019 年全 省 工程建设地方标准制定(修订)计划(一)的通 知(吉建办 2019 1 号)的要求,编制组会同有关单位,经过调查、试验研究,依据国家相关标准,结合我省具体情况,制定本标准。本标
3、准的主要内容包括:1 总则;2 术语;3 基 本规定;4 施工期监测;5 运营期监测。本标准由吉林省建设标准化管理 办公室负责管理,由长春市智慧城市科技有限公司负责具体技术内容的解释。本标准在执行过程中,请各单位积极总结经验,积累资料,随时 将 有 关 意见 和 建 议 反馈 给 吉 林 省建 设 标 准 化 管理办 公 室(地 址:长春市民康路 519 号;邮 箱:;电话:0431-88932615;邮政编码:130041),供 今后修订参考。本 标 准 主 编 单 位:长春市智慧城市科技有限公司 长春市市政工程设计研究院 本 标 准 参 编 单 位:清华大学 吉林大学 哈尔滨工业大学 北京
4、科技大学 北京理工大学 北京邮电大学 海南大学 长春市市政设施维护管理中心 中公诚科(吉林)工程检测有限公司 长春市建筑工程质量检测中心 吉林省建筑科学研究设计院 北京煜星科技股份有限公司 大连航天北斗科技有限公司 上海同丰工程咨询有限公司 上海英斯泊物联网有限公司 本标准主要起草人员:张天申 高 欣 李顺 龙 王永光 王伯昕 马 腾峰 陈小 旭 邹 亮 柴青松 孙 健 赵立 权 李建国 李学颖 刘 召起 杜艳 韬 王景鹏 杨明山 王 威 王 霞 班晓娟 王国新 任 维政 周 智 蔡 磊 公尚彦 修 俊 张海 云 谭国金 杨加斌 吴 立鑫 陈春 光 张少荃 卢 强 乔 佳伟 本标准主要审查人员
5、:周 毅 陶 乐然 孙福 申 李舰航 郑继光 赵洪 波 陈 亮 1 总则.1 2 术语.2 3 基本规定.4 4 施工期监 测.5 4.1 一般规 定.5 4.2 监测内 容.5 4.3 监测方 法.6 4.4 监测点 布置.7 4.5 监测频 次.8 4.6 监测数 据分析.9 4.7 监测报 告.10 5 运营期监 测.12 5.1 一般规 定.12 5.2 监测内 容.13 5.3 监测方 法.14 5.4 监测点 布置.15 5.5 监测频 次.17 5.6 监测数 据分析.17 5.7 结构状 态评估.19 附录 A 不 同类型桥梁运营期监测内容要求.21 附录 B 常 规监测内容传
6、感器技术要求.22 附录 C 不 同类型桥梁运营期监 测点布置要求.24 本标准用词说明.26 引用标准名录.27 附:条文说明.29 1 1 总 则 1.0.1 为规 范市政桥梁结构监测,提高市政桥梁 施工及 维护管理水 平,保障桥梁结构 安全,制定本标准。1.0.2 本标 准适用于市政桥梁施工期和运营期的 结构 监测。1.0.3 市政 桥梁结构监测除应符合本标准 外,尚应符合国家现行有 关标准的规定。2 2 术 语 2.0.1 市政 桥梁 municipal bridge 城市范围内连接或者跨越城市道路、河流等,供车辆、行人通行的桥梁以及高架桥。2.0.2 结构 监测 structure
7、monitoring 通过在结构指定位置安装传感器,对结构的状态进行观察或量测,实时获取结构的响应数据,为在特殊气候、特殊工作状态下 结构出现 异常时发出预警。2.0.3 施工 期监测 construction monitoring 在结构施工过程中,采用传感器对关键部位各项控 制指标进行观察或 量测,在 传感器 数值接近控制值时发出预警,用来保证施工的安全。2.0.4 运营 期监测 post construction monitoring 在结构投入运营后,通过分析采集结构上布置的 传感器的响应数据来观察结构工作状态随时间的变化,对结构的损伤位置和程度进 行识别,对 结构的运营情况、可靠性、
8、耐久性和承载能力进行 评估,为结构的维 护与管理决策提供依据和指导。2.0.5 环境 与荷载 environment and load 桥梁所在区域的自然环境参数与交通荷载,包括风、温度、湿度、地震、车辆荷载等。2.0.6 结构 局部 响应 structural local response 在荷载作用下桥梁结构的应变、裂缝、索力、支座反力等。2.0.7 结构 整体 响应 structural global response 在荷载作用下桥梁结构的 振动、位移、变形和倾角 等。2.0.8 预警 值 alarming value 3 对桥梁 结构在施工过程、运营环境下 可能出现的不同程度的异常或
9、危险,所设定的各监测点 监测参数 的 警戒值。2.0.9 监测 频次 times of monitoring 单位时间内的监测次数。2.0.10 模态 参数 modal parameter 结构的固有动力特性,包括结构的自振 频率、阻尼比和模态振型。2.0.11 模态 参数分析 modal parameter analysis 对监测的桥梁结构响应及外部激励数据,采用模态识别方法获得结构模态参数。2.0.12 模型 修正 model updating 依据相关测试结果,利用有效手段修正结构有限元模型中的参数,使所建立的有限元模型尽可能地反映结构的真实状态。2.0.13 状态 评估 safety
10、 evaluation 通过监测数据分析桥梁结构当前的工作状态,并与相应的临界状态进行比较分析,评价其安全状况。2.0.14 损伤 识别 damage identification 利 用 结 构 的 响 应 数 据 来 分 析 模 态 参 数/物理参数的变化,进而识别结构的损伤过程。4 3 基 本 规定 3.0.1 市政 桥梁结构监测应分为施工期监测和运营期监测。3.0.2 市政 桥梁结构监测应建立监测系统,监测系统宜包括传感器模块、数据采集与传输模块、数据处理与管理模块、数据分析 模块、安全预警及 结构状态 评估模块。3.0.3 监测 系统设计应立足于长期规划,结合实际桥梁的结构特点和 使
11、 用 环 境,考 虑 不 同时 期 对 结 构监 测 的 需 求,为 结 构 设计 验 证、结构模型修正、结构损伤识别、结构养护维修以及新方法、新技术的应用提供数据支撑及技术支持,做到技术先进、方案可行、数据准确、经济合理、便于维护。3.0.4 对 需 要 进 行 监 测 的 新建 市 政 桥 梁 应 在 设 计 阶 段 提 出 具 体 监测要求。3.0.5 监 测 内 容 的 选 择 及 监 测 点 的 布 置 应 充 分 考 虑 季 冻 区 气 候 环境 并根据桥梁结构的复杂性、桥梁使用的重要性、桥梁在复杂荷载作用下的结构力学特性进行确定。3.0.6 市政 桥梁结构监测应设定监测预警值,监
12、测预警值的设定应满足桥梁设计及被监测结构 的控制要求。3.0.7 监测 工作的实施不应影响桥梁结构的承载能力,不得 对桥梁结构造成 损伤及 破坏。3.0.8 监测 传感器 应符合监测期、监测内容与方法的要求,具有稳定性、耐久性、环境适用性和经济 性。3.0.9 监测 传感器的最低工作温度应满足季冻区气候条件。5 4 施 工 期监测 4.1 一般规 定 4.1.1 除应 符合国家现行标准外,当符合下列条件之一时,桥梁结构应进行施工期监测:1 施工过程 增设大型临时结构的桥梁;2 施工过程 中整体或局部结构受力复杂桥梁;3 大体积混 凝土结构、大型预制构件及特殊截面受温度变化、混凝土收缩与徐变、日
13、照等环境因素影响显著的桥梁结构;4 施工过程 存在体系转换的重要桥梁 结构;5 施 工 过 程中 存 在 特 殊地 质 条 件、特 殊 环 境 等特 殊 情 况的桥梁。4.1.2 施 工 期 监 测 的 测 量 仪 器 和 仪 表 的 分 辨 率 应 满 足 桥 梁 施 工 期监测 的需要。4.1.3 施 工 期 监 测 应 统 筹 考 虑 成 桥 荷 载 试 验 和 运 营 期 监 测 功 能 要求。4.1.4 施工 期监测传感器预埋宜选在不易损伤的位置,宜 增加易损传感器的布设数量。4.1.5 桥梁 成桥时的监 测 成 果 可 作 为 运 营 期 监 测 的 初 始 监 测 数 据。4.2
14、 监测内 容 4.2.1 施工 期监测的主要内容应包括:主梁标高、主拱标高、墩塔轴线、主梁应力、墩塔应力、索力和温度等。4.2.2 梁式 桥应监测的项目如下:1 墩、柱应 力;6 2 主梁标高、挠度、应力、温度;3 主梁合拢 前大气温度与合拢端标高变化的对应关系。4.2.3 拱桥 应监测的项目如下:1 主拱安装 标高;2 拱座标高、水平位移;3 连拱中间 墩柱应力;4 分段分层 施工的主拱,已成部分关键部位的应力;5 中承式和 下承式拱桥的吊桥索力;6 肋拱桥横 梁标高;7 采用斜拉 扣挂施工和缆索吊装施工的拱桥,对应索塔变形、索塔应力、扣索索力、锚索索力及环境温度进行监测。4.2.4 斜拉
15、桥应监测的项目如下:1 索塔轴线、应力;2 主梁标高、应力、温度;3 斜拉索索 力;4 主 梁 合 拢前 后 大 气 温度 与 合 拢 端标 高 变 化 的对 应 关 系以及合拢前后主梁应力状态的变化。4.2.5 悬索 桥应监测的项目如下:1 索塔轴线、应力;2 主缆线形、索股索力、索鞍偏位、主缆温度;3 主梁标高、应力;4 吊杆索力、索夹位置。4.3 监测方 法 4.3.1 温度 监测宜选用电阻式温度传感器。4.3.2 变形 监测宜选用精密水准仪、经纬仪、测 距仪、全站仪等测量仪器进行监测,仪器精度不小于下列要求:高程精度 正负 0.3mm,角度精度 不大于,距 离精度 1mm 加 2ppm
16、。7 4.3.3 应力 监测应符合下列规定:1 应 力 监 测可 采 用 振 弦式 传 感 器、光 纤 式 传 感器 和 电 阻应变式传感器;2 索 力 监 测可 采 用 动 测法 或 锚 下 安装 压 力 传 感器 的 方法进行。4.3.4 对于 本条未提及的传感器类型,可在进行适用性、可靠性验证后采用。4.3.5 传感 器精度应能够满足设计和施工控制需要。4.4 监测点 布置 4.4.1 桥梁 墩柱、索塔 轴 线 监 测 截 面 宜 设 在 分 段 施 工 的 自 然 顶 面。4.4.2 桥梁 墩柱、索塔应力监测截面应选择墩、塔底附近的应力较大截面,一个截面的测点不宜少于 4 个。4.4.
17、3 主梁 标高监测截面及测点布置宜符合以下规定:1 悬 臂 浇 筑和 节 段 拼 装的 主 梁,主梁 标 高 测 点宜 设 置 在各梁段上表面的前端,一个截面的测点数量不宜少于 4 个(其 中:底面不宜少于 1 个、顶面不宜少于 3 个);立模标高测点应设置在各梁端模板的前端,一个截面的测点数量不宜少于 5 个(其中:底面不宜少于 2 个、顶面不宜少于 3 个);2 支架现浇 的主梁,主梁标高监测截面宜设置在墩顶、跨中、1/4 跨、3/4 跨,并可视情况增加 1/8 跨标高监测点,一个截面的测点数量不宜少于 4 个(其中:底面不宜少于 1 个、顶面不宜少于 3个)。4.4.4 主梁 应力监测截
18、面及测点布置宜符合以下规定:1 梁式桥主 梁应力监测点宜布置在主梁根部、1/4 跨、跨中以及其他控制截面上的上下缘位置,每个测试断面测点不宜少于 4个;2 拱桥主梁 和主拱圈应力监测截面宜布置在拱脚、1/4 跨和 跨中,测点应布置在截 面 的 上 下 缘 位 置,每 截 面 不 宜 少 于 4 个测点;8 3 斜 拉 桥 和悬 索 桥 主 梁应 力 监 测 截面 应 选 择 施工 过 程 结构分析确定的控制截面,主跨应力监测截面不宜少于 3 个,一个截 面的应力测点不宜少于 4 个。4.4.5 主梁 温度监测截面及测点布置宜符合以下规定:1 混凝土箱 梁温度监测截面宜设在主跨 1/4 跨 位置
19、附近,在监测截面的上、下、左、右位置均应设置温度测点,每个位置应沿混凝土箱壁厚度方向 的 外、中、内 布 置 且 不 宜 少 于 3 个 温度 测 点;2 钢 箱 梁 温度 监 测 截 面宜 设 置 在 标准 梁 段 位 置,测 点 应较均匀地布置在钢箱梁内表面的上、下、左、右位置,一个截面的测点不宜少于 4 个;3 温度监测 截面测点布置可与应力监测综合考虑。4.4.6 悬索 桥主缆温度监测截面宜设在主跨跨中位置、主 缆 1/2 垂度和两索塔附近,主跨较大时可适当增加数量。4.4.7 悬 索 桥 主 缆 线 形 监 测 点 宜 设 置 在 主 缆 最 大 垂 度 截 面 的 基 准索股上。4
20、.4.8 对于 桥宽较大的多箱室结构,应 结合箱室设置和结构受力特点增加横向测点数量。4.5 监测频 次 4.5.1 施工 期的监测频次应符合下列规定:1 每一个阶 段施工过程不少于 2 次 施工期监测;2 由 监 测 数据 指 导 设 计与 施 工 的 工程 应 根 据 结构 应 力 或变形速率实时调整监测频次;3 复 杂 工 程的 监 测 频 次,应 根 据 工程 结 构 类 型、变 形 特征、监测精度和工程地质条件等因素综合确定;4 停工时和 复工时应分别进行 1 次 监测。4.5.2 当出 现下列情况,应提高监测频次:1 监测数据 达到或超过预警值;9 2 结构受到 地震、洪水、台风、
21、爆破、事故等异常情况影响;3 桥 梁 附 近出 现 异 常 的地 表 裂 缝 和变 形 等 可 能影 响 工 程安全的异常情况。4.5.3 轴线 及标高监测频次 应符合以下规定:1 墩塔轴线 监测应在墩塔节段施工前后各进行 2 次;2 主梁和主 拱标高监测应在主梁节段施工前后各进行 2 次;3 设 置 纵 桥向 预 应 力 的主 梁,应 在纵 桥 向 预 应力 张 拉 前后各进行 2 次主 梁标高监测;4 斜拉桥主 梁标高监测应在斜拉索张拉 前后各 进行 2 次。4.5.4 应力 监测 频次 应符合以下规定:1 梁 式 桥 主要 节 段 施 工前 后、纵 桥向 预 应 力 张拉 前 后 应各进
22、行 2 次应力 监测;2 拱 桥 主 要节 段 施 工 前后、分 层 浇筑 前 后、拱上 建 筑 施工前后应 各 进行 2 次应力监测;3 斜 拉 桥 主梁 节 段 施 工前 后、斜 拉桥 索 张 拉 前后、纵 桥向预应力张拉前后应 各 进行 2 次应力监测;4 悬索桥主 梁节段施工前后应 各 进行 2 次应力 监测;5 桥面铺装 施工完成前 后应各 进行 2 次应力监测。4.6 监测数 据 分析 4.6.1 施 工 期 监 测 前 应 对 结 构 与 构 件 进 行 施 工 过 程 的 结 构 模 拟 分析,结构分析应符合下列规定:1 内 力 验 算应 按 照 桥 梁设 计 所 依 据的 规
23、范 或 现行 规 范 要求进行;2 可根据工 程实际计入基础沉降、温度作用、风荷载等内容;3 充 分 考 虑实 际 工 序、临 时 工 程、易 出 现 风 险的 中 间 工况等内容,当施工方案调整时,应依据调整方案及时调整;10 4 结 构 分 析应 采 用 实 测的 构 件 尺 寸、材 料 性 质、荷 载 大小进行,未施工结构的假定参数应按施工进度及时进行检测、调整和修正。4.6.2 施工 期监测数据分析应具备结构材料、荷载、受力、几何尺寸、环境等基础数据。4.6.3 采集 到的监测数据应尽快进行处理,关键性数据应实时进行分析处理并进行判断,异常数据应及时进行核查确认。4.6.4 在施 工期
24、监测数据分析后,应对其真伪性进行一次综合的分析和识别。4.6.5 施 工期 的 监 测 预警 应 根 据 安全 控 制 与 质量 控 制 的 不同 目 标,对监测的构件或节点,提出相应的限值要求和不同危急程度的预警值,预警值应满足相关现行施工质量验收规范的要求。4.6.6 施工 期监测出现监测数据超出容许值时,应及时预警,立即将信息向施工现场反馈,并根据风险程度发出指令,采取相关的应急和防范措施。4.7 监测报 告 4.7.1 施工 期的监测报告应分为阶段性报告和总结性报告。阶段性报告应在监测期结合施工阶段定期提交,总结性报告应在监测结束后提交。4.7.2 监测 报告应满足监测方案的要求,数据
25、详实、内容完整、结论 明 确,可为 桥 梁 施 工期 的 结 构 性能 评 价 提 供真 实、准 确、可 靠、有效的监测数据和结论。4.7.3 阶段 性监测报告应包括下列内容:1 项目及施工 阶 段 概 况,主 要 包 括:项 目 基 本情 况,桥梁结构的主要参数,与监测相关的技术和 方法;11 2 监 测 方 法和 依 据,主要 包 括:监测 依 据 的 技术 标 准,监测期和频次,监测参数,采用的监测设备及设备主要参数,测点布置,施工过程结构分析结果及预警值;3 监测结果,主要包括:监测期各测点监测参数的监测结果,与结构分析结果的对比情况,预警情况及评估结果,测点的变化情况,对监测期异常情
26、况的处理记录;4 监 测 结 论及 建 议,主要 包 括:监测 的 具 体 结论,监 测过程中发现的问题,结合监测结论对桥梁后期建设 的建议;5 预警报告、处理结果 及相关附件。4.7.4 总结 性监测报告应能够反应整个监测期内的监测情况,报告内容应包括各阶段监测报告的主要内容,以及桥梁结构(成桥)状态与设计状态的对比分析并对桥梁状态做出评价。4.7.5 监测 记录应在监测现场或监测系统中完成,记录的数据、文字及图表应真实、准确、清晰、完整,不得随意涂改。4.7.6 监测 方案、原始记录、监测报告应在每个阶段实时进行归档,监测报告 中应包括施工过程结构分析的计算书、结构变形及应变监测的监测原始
27、记录和对比分析结果,对异常情况的处理记录,预警报告及处理结果。12 5 运 营 期监测 5.1 一般规 定 5.1.1 应根 据市政桥梁的养护类别、养护等级和技术状况级别有选择 地 进行运营期监测。5.1.2 除应 满足 国家 现行有关标准规定外,还应符合下列规定:1 依据现行行业标准 城 市 桥 梁 养 护 技 术 标 准 CJJ99 的规定,属于 I 类养护类别的桥梁应进行运营期监测;2 依据现行 行业标准城市桥梁养护技术标准CJJ99 的规定,经现场重复荷载试验其结果属于 D 级或 E 级的 桥梁,经维修处理 后继续运营的,应进行运营期监测;3 跨越铁路、轨道、城市主干道、江河 以及 互
28、通立交等重要节点桥梁 宜进行运营期监测;4 主 要 承 重构 件 采用新技 术、新 材料、新 工 艺 建设的桥梁宜进行运营期监测。5.1.3 对于 在施工期 就采取监测的市政 桥梁,竣工交付进入运营期的 监测 内容选择和测点布置应充分利用施工期 实施成果,满足经济性和适用性。5.1.4 市政 桥梁运营期监测应与桥梁检测和养护管理相结合。5.1.5 对需 要进行 大修、加固及改扩建的市政桥梁,宜同步实施监测系统的设计与施工。5.1.6 市政 桥梁运营期 监 测 的 维 护 与 管 理 应 由 专 业 运 维 团 队 负 责。13 5.2 监测内 容 5.2.1 运营 期监测内容应根据市政 桥梁的
29、 运营环境、结构特点、结构设计和监测功能确定。5.2.2 运营 期监测内容 应包括 环境与荷载 监测、结构响应监测;结构响应监测包括 结构局部响应 监测与结构整体响应 监测:1 环境与荷 载监测内容主要 有:风速风向、温度、湿度、地震动响应、车辆荷载、基础冲刷,应结合季冻区的气候特点,选择增加基础冻胀、冻融 循 环、雪 荷 载、除 冰 盐(氯 离 子)监测内容;2 结构局部 响应监测 内容 主要有:应力监测、索力监测、支座反力监测、裂缝监测;3 结构整体 响应监测内容主要有:变形监测、位移监测、振动监测、倾角监测。5.2.3 梁桥 运营期应监测内容如下:1 车辆荷载、温度、湿度;2 主梁应力、
30、主梁挠度、桥梁振动、伸缩缝位移。5.2.4 拱桥 运营期应监测内容如下:1 车辆荷载、温度、湿度;2 吊杆索力、系杆索力、主梁挠度、桥梁振动、各 控制截面应力、拱脚位移、伸缩缝位移。5.2.5 斜拉 桥运营期应监测内容如下:1 车辆荷载、风速风向、温度、湿度;2 各控制截 面应力、桥塔空间变位、桥梁振动、斜拉索索力、主梁挠度、伸缩缝位移。5.2.6 悬索 桥运营期应监测内容如下:1 车辆荷载、风速风向、温度、湿度;2 各控制截 面应力、桥塔空间变位、桥梁振动、主缆索力、吊索索力、主缆空间变形、主梁挠度、锚碇位移、锚碇压力、伸 缩 14 缝位移。5.2.7 不同 桥型的监测内容除应符合本章第 5
31、.2.15.2.6 条外,尚应符合本标准附录 A 的规定。5.3 监测方 法 5.3.1 传感 器选型应根 据 监 测 对 象、监 测 内 容 和监测方法的要求,遵循 技术先 进、性能稳定、操作方便、经济适用 的原则。5.3.2 环境 与荷载监测内容传感器选型宜符合下列规定:1 风速和风 向监测可 选用三向超声风速仪或机械式风速仪;2 温度监测 可选用热电偶、热电阻或 光纤光栅温度传感器等;3 湿度监测 可选用氯化锂湿度计、电阻电容湿度计或 电解湿度计等;4 地震动响 应监测宜 选用三向加速度传感器,传感器应符合地震动监测相关标准的要求;5 车辆荷载 监测宜选用动态称重系统;6 基础 冲刷监测
32、宜选用测深仪、流速仪及具有连续输出功能的水位计;7 基础冻胀 监测宜选用振弦式多点位移计;8 雪荷载监 测宜选用埋入式路面状况检测器;9 冻融循环 监测宜选用温湿 度传感器 和 振弦式应力传感器;10 除冰盐(氯离子)监测宜选用 多电极传感器 或埋入式路面状况检测器。5.3.3 结构 局部响应监测内容传感器选型宜符合下列规定:1 应力监测 宜选用电阻应变传感器、振弦式应变传感器或 光纤光栅应变传感器,长期监测 选择 可选择 后两类传感器;2 索力监测 宜选用磁通量传感器、压力传感器或 振动传感器(频率法)等;3 支座反力 监测宜选用测力支座;15 4 裂缝监测 宜选用振弦式测缝计、应变式裂缝计
33、或光纤类位移计。5.3.4 结构 整体响应监测内容传感器选型宜符合下列规定:1 主梁挠度 监测宜选用连通管原理的静力水准仪或液压式传感器等;2 主梁端部 伸缩缝位移监测宜选用拉绳式或磁致伸缩式位移计等;3 结构空间 变形监测宜选用 GPS 系 统、北斗系统 或倾斜仪等;4 振动监测 宜选用速度传感器或加速度传感器,加速度传感器可选用力平衡式、电容式或压电式加速度传感器。5.3.5 常规 监测内容对应传感器技术指标 宜 符合本标准附录 B 的规定。5.4 监测点 布置 5.4.1 监测 点布置应符合下列规定:1 监 测点 位的 选 择 应 反映 桥 梁 结 构的 实 际 状 态及 变 化 趋 势
34、,且应布置在监测参数值最大的位置上;2 监 测点 的位 置、数 量应 根 据 桥 梁类 型、设 计要 求、监 测内容 及结构分析结果确定;3 宜 合理 利用 结 构 的 对称 性 原 则,减 少 监 测 点布 置 数 量,同时重要部位应增加监测点数量;4 监测点位 置应便于设备的安装、维护和更换;5 监 测点 位置 应 具 有 较好 的 抗 噪 声干 扰 性 能,宜 减 少 信 号传输的距离。5.4.2 环境 与荷载监测点布置符合下列规定:1 风 速风 向 监 测 点 宜 选择 在 桥 面 两侧、塔 顶、拱 顶,其 安装位置应尽量能够监测自由场风速和风向;16 2 温 度监 测点 应 根 据
35、截面 温 度 梯 度及 结 构 整 体升 温 和 空 间分布特点,布置在温度梯度变化较大位置,宜对称、均匀,反 映结构竖向及水平向温度场的变化规律。同时宜与应变监测的温度补偿测点统一设计,实现数据对比;3 湿 度监 测点 不 宜 少 于两 个,宜 布设 于 桥 梁 结构 内 外 湿 度变化较大和对湿度敏感的桥梁结构内部或外部;4 地 震动 响应 监 测 点 应布 置 在 相 对固 定 不 动、接 近 大 地 的位置,安装于大桥承台顶部、索塔根部及锚碇的锚室内;5 车 辆荷 载监 测 点 应 布设 在 主 桥 上桥 方 向 振 动最 小、且 在路基或有稳定支撑的混凝土结构铺装层内,应覆盖所有车道
36、;6 基 础冲 刷 监 测 点宜 根 据 专 项研 究 报 告、桩 基 类 型,选 择 冲刷速率、冲刷深度最大区域及桩基薄弱区域进行布置;7 基 础 冻 胀监 测 点 宜 布设 在 索 塔、拱 脚 段、锚碇 位 置 及易 受冻胀 影响 部位;8 雪荷载监 测点宜布设在主桥 1/4 跨、跨中桥面位置;9 冻 融 循 环监 测 点 宜 布设 在 受 力 较大 或 影 响 结构 整 体 安全的关键构件、截面和部位;10 除冰盐(氯离子)监测点宜选择 受除冰盐侵蚀荷载作用的典型区域及 典型节点。5.4.3 结构 局部响应监测点布置 符合下列规定:1 应 力监 测点 应 根 据 结构 计 算 分 析选
37、择 受 力 较大 或 影 响 结构整体安全的关键构件、截面和部位。同时,对受 力复杂的构件、截面和部位可布设多向应变计(应变花)进行监测;2 索力监测 点应根据拉索主要参数选择有代表性、索力较大、拉索应力变化较大的拉索进行监测;3 支 座反 力监 测 点 宜 选择 容 易 出 现横 向 失 稳 发生 倾 覆 性 破坏的 独柱桥梁、弯桥,以及基础易发生沉降、存在负反力等桥梁的关键支座;17 4 裂 缝监 测 点 应 选择 桥 梁 关 键部 位 的 裂 缝 进行监测,宜 根据裂缝的走向和长度,分别布设在裂缝的最宽处和裂缝的末端。5.4.4 结构 整体响应监测点布置符合下列规定:1 结 构空 间变
38、形 和 位 移监 测 点 应 布设 在 最 不 利荷 载 组 合 作用下主梁、索塔、主缆、主 拱、拱脚等关键构件的挠度、位移和倾角发生变化最大或较大的位置;2 振动监测 点应选择在桥梁结构振动敏感处,避开节点位置,并根 据桥梁结构有限元计算结果、振型特点以及所需监测振型阶数综合确定。5.4.5 不同 桥型的监测点布置除应符合本章第 5.4.1 5.4.4 条 外,尚 应符合 本标准附录 C 的规定。5.5 监测频 次 5.5.1 运营 期监测频次应采取长期实时监测,分时段确定数据采集频次,应能满足数据分析、安全预警及结构评估要求。5.5.2 相应 监测内容的监测频次要求不应低于 现行 国家标准
39、 建筑与桥梁结构监测技术规范GB 50982 的有关规定。5.5.3 监测 数据达到预警值或发生异常情况时应增加监测频次。5.6 监测数 据分析 5.6.1 监测 数据分析应设定监测预警值,监测预警值应结合长期数据积累分析 及桥梁 承载力性能分析结果 提出,应满足设计及被监测对象的控制要求。5.6.2 环境 与荷载监测数据分析 符合下列规定:1 分 析 风 荷载 监 测 数 据,宜 包 括 最大 风 速、平均 风 速、风向与各等级风速占比等;18 2 分 析 温 度监 测 数 据,宜 包 括 最 高温 度、最 低温 度 和 构件断面最大温度梯度等;3 分 析 湿 度监 测 数 据,宜 包 括
40、构 件内 外 湿 度 最大 值、平均值和超限持续时间等;4 分析地震 动响应监测数据,宜包括加速度峰值、速度峰值、持续时间、频谱和反应谱等;5 分析车辆 荷载监测数据,宜包括通过桥梁的车流量、车型、轴重、总重、车速及超载车 辆比例等车辆荷载参数,得出车辆荷载日、月、年最大值及其分布规律;6 分析基础 冲刷监测数据,宜包 括冲刷深度和冲刷速率的最大值,对其变化规律进行分析,并预测其发展趋势;7 分析基础 冻胀监测数据,宜包括 最低温度、最高温度、温度变化趋势及监测 点位位移变化;8 分析雪荷 载监测数据,宜包括 桥面积雪厚度;9 分析冻融 循环监测数据,宜包括 最低温度、最高温度、温度平均值及冻
41、融循环次数;10 分析除 冰盐(氯离子)监测数据,宜包括氯离子浓度的变化值。5.6.3 结构 局部响应 监测数据分析 符合下列规定:1 分 析 应 力监 测 数 据,宜 包 括 平 均值、最 大 值、最 小 值等;并应与 桥梁设计规范、材料允许值、设计最不利值进行对比;2 分 析 索力监 测 数 据,宜 包 括 平 均值、最 大 值、最 小 值等;并应与成桥索力、设计容许索力、破断索力进行对比;3 分 析 支 座反 力 数 据,宜 包 括 平 均值、最 大 值和 最 小 值、最大变化量等。5.6.4 结构 整体响应监测数据分析符合下列规定:1 分 析 结 构变 形 监 测 数据,宜 包 括平
42、均 值 和 绝对 最 大 值,宜进行挠度与温度、车辆荷载的相关性分析,横向位移和挠度与风速风向的 相关性分析;19 2 分析伸缩 缝位移监测数据,宜包括绝对最大值和累计位移,宜进行与温度和车辆荷载 的相关性分析;3 分 析 振 动加 速 度 监 测数 据,宜 包括 绝 对 最 大值 和 最 大均方根值,宜进行结构振动与风 速风向及车辆荷载的相关性分析;4 分析模态 参数,宜包括结构自振频率、振型和阻尼比。5.7 结构状 态评估 5.7.1 运营 期监测应 实现对桥梁结构状态 评估 的要求。5.7.2 结构 状态评估应包括安全预警与安全评估两方面。1 安全预警 应包括:预警级别、预警位置 与预警
43、 值;2 安全评估 应包括评估依据、评估级别和评估结论。5.7.3 基于 数 据分析 结果进行安全评估时,应符合下列规定:1 根 据 应 变计 算 应 力 时应 考 虑 温 度对 应 变 的 影响,对 钢筋混凝土桥梁还应考虑收缩、徐变对应变的影响;2 监 测 点 处应 力 值 与 设计 值 进 行 比较,当 小 于设 计 值 说明监测点处应力状态正常;当 大 于 设 计 值 时,监 测 点 处 应 力 状 态 异 常;3 当 索 力 小于 设 计 值 时,可 判 定 索体 结 构 处 于正 常 状 态;否则,判定索体结构状态异常;4 应 基 于 桥梁 构 件 实 际物 理 特 性 参数、几 何
44、 特性 参 数 以及结构边界条件建立有限元模型;5 利 用 环 境、车 辆 荷 载及 结 构 响 应,计 算 结 构整 体 内 力和线形,与设计值进行对比,结构整体内力和线形满足桥梁设计规范要求,判定结构处于正常状态;否则,判定结构状态异常。5.7.4 利用 桥梁结构动 力 特性进行安全评估时,应 符合下列规定:1 应 基 于 监测 的 加 速 度,采 用 模 态参 数 分 析 获取 结 构 动力特性;2 获取的结 构动力特性应与设计值进行对比;20 3 获 取 的桥梁 结 构 自 振频 率 与 设 计理 论 计 算 频率 的 比 值大于或等于 1,判 定结构处于正常状态;当该比值小于 1 且
45、有其 它关键监测数据大于 限值或设计值,判定结构状态异常。5.7.5 当出 现下列情况,应进行桥梁结构损伤识别:1 结构空间 变形大于或等于设计值;2 结构自振 频率明显降低;3 结构响应 异常,检测发现桥梁损伤。5.7.6 结构 损伤识别宜符合下列规定:1 结 构 损 伤识 别 应 基 于数 据 分 析、模 态 参 数 分析 与 有 限元模型修正的结果;2 模 型 修 正可 采 用 矩 阵型 修 正 方 法、元 素 型 修正 方 法、误差因子修正方法(子矩阵修正方法)、设计参数修正方法;3 结构损伤 识别也可采用神经网络法、遗传算法、小波变换、希尔伯特-黄变换方法(HHT 方法)等。5.7.
46、7 运营 期结构状态评估应给出具体养护 建议,宜结合日常养护信息、定期检测 信息、荷载试验信息及专家论证。21 附录 A 不同类型 桥梁运营 期监测内 容要求 A.0.1 不同类 型桥梁运营期的监测内容应符合表 A.0.1-1 4 的 规定。表 A.0.1-1 梁桥监测内容 环境与荷载监测 应 选项 温度、湿度、车辆荷载 宜 选项 风速风向、地震动响应、基础冲刷、基础冻胀、雪荷载、冻融循环、除冰盐(氯离子)结构响应监测 应 选项 主梁应力、主梁挠度、桥梁振动、伸缩缝位移 宜 选项 墩柱沉降、支座反力 表 A.0.1-2 拱桥监测内容 环境与荷载监测 应 选项 温度、湿度、车辆荷载 宜 选项 风
47、速风向、地震动响应、基础冲刷、基础冻胀、雪荷载、冻融循环、除冰盐(氯离子)结构响应监测 应 选项 吊 杆 索 力、系 杆 索 力、各 控 制 截 面 应 力、主 梁挠度、桥梁振动、拱脚位移、伸缩缝位移 宜 选项 墩柱沉降、支座反力 表 A.0.1-3 斜拉桥监测内容 环境与荷载监测 应 选项 温度、湿度、风速风向、车辆荷载 宜 选项 地震动响应、基础冲刷、基础冻胀、雪荷载、冻融循环、除冰盐(氯离子)结构响应监测 应 选项 各控制截面应力、桥塔空间变位、斜拉索索力、主梁挠度、桥梁振动、伸缩缝位移 宜 选项 墩柱沉降、支座反力 表 A.0.1-4 悬索桥监测内容 环境与荷载监测 应选项 温度、湿度
48、、风速风向、车辆荷载 宜选项 地震动响应、基础冲刷、基础冻胀、雪荷载、冻融循环、除冰盐(氯离子)结构响应监测 应选项 各控制截面应力、桥塔空间变位、主缆索力、主缆空间变形、吊杆索力、主梁挠度、桥梁振动、伸缩缝位移、锚碇位移、锚碇压力 宜选项 墩柱沉降、支座反力 22 附录 B 常规监测 内容传感 器技术要 求 B.0.1 常 规监 测 内 容 对 应 传 感 器 技 术 指 标 宜 符合 表 B.0.1 的规定。表 B.0.1 常规监测内容传感器技术要求 传感器 技 术 指标 技 术 要求 风速仪 风速测量范围(m/s)060 风速测量精度(m/s)0.1 风向方位角测量范围()0360 风向
49、测量精度()3 工作温度()-4055 温度计 测量范围()-4055 精度()0.5 工作温度()-4055 湿度计 测量范围(RH)12 99 精度 2%稳定性(RH/年)1%工作温度()-4055 动态称重传感器 行车速度范围(km/h)10 200 称重范围(kN/轴)300 测重精度 5%工作温度()-4055 应变传感器 测量范围()1500 分辨率()1 工作温度()-4055 测量精度()3 静力水准仪 量程(mm)10 精度(mm)0.3 工作温度()-4055 位移传感器 测量范围(mm)10 1000 精度(mm)0.1 23 工作温度()-4055 全球定位系统(GPS
50、、北斗)静态基线精度 水平:2.5mm+0.5ppm 竖向:5mm+1ppm RTK 精度 水平:8mm+1ppm 高程:15mm+1ppm(实时)工作温度()-4055 磁通量传感器 测量范围 0拉索屈服应力 接线长度(m)200 系统误差(FS)2%供电电源(V)AC(100 240)激励电压(V)100 500 工作温度()-4055 24 附录 C 不同类型 桥梁运营 期 监 测点 布置 要求 C.0.1 不同类 型桥梁运营期监测点布置 应符合 表 C.0.1-1 4 的 规定。表 C.0.1-1 梁桥 监 测点布置 监 测 内容 监 测 点布 置 温度 主跨跨中、1/4 和 3/4