2021市政桥梁结构监测技术标准

市政桥梁结构监测技术标准2020目次总则 1术语 2基本规定 4施工期监测 5一般规定 5监测内容 5监测方法 6监测点布置 7监测频次 8监测数据分析 9监测报告 10运营期监测 12一般规定 12监测内容 13监测方法 14监测点布置 15监测频次 17监测数据分析 17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 29PAGEPAGE23平，保障桥梁结构安全，制定本标准。本标准适用于市政桥梁施工期和运营期的结构监测。关标准的规定。市政桥梁municipalbridge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。结构监测structuremonitoring构出现异常时发出预警。施工期监测constructionmonitoring的安全。运营期监测postconstructionmonitoring估，为结构的维护与管理决策提供依据和指导。环境与荷载environmentandload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。结构局部响应structurallocalresponse在荷载作用下桥梁结构的应变、裂缝、索力、支座反力等。结构整体响应structuralglobalresponse在荷载作用下桥梁结构的振动、位移、变形和倾角等。预警值alarmingvalue常或危险，所设定的各监测点监测参数的警戒值。监测频次timesofmonitoring单位时间内的监测次数。模态参数modalparameter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。模态参数分析modalparameteranalysis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。模型修正modelupdating数，使所建立的有限元模型尽可能地反映结构的真实状态。状态评估safetyevaluation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。损伤识别damageidentification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。基本规定市政桥梁结构监测应分为施工期监测和运营期监测。安全预警及结构状态评估模块。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。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作用下的结构力学特性进行确定。满足桥梁设计及被监测结构的控制要求。结构造成损伤及破坏。定性、耐久性、环境适用性和经济性。监测传感器的最低工作温度应满足季冻区气候条件。施工期监测一般规定构应进行施工期监测：施工过程增设大型临时结构的桥梁；施工过程中整体或局部结构受力复杂桥梁；混凝土收缩与徐变、日照等环境因素影响显著的桥梁结构；施工过程存在体系转换的重要桥梁结构；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。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。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。传感器的布设数量。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。监测内容轴线、主梁应力、墩塔应力、索力和温度等。梁式桥应监测的项目如下：墩、柱应力；主梁标高、挠度、应力、温度；主梁合拢前大气温度与合拢端标高变化的对应关系。拱座标高、水平位移；连拱中间墩柱应力；分段分层施工的主拱，已成部分关键部位的应力；中承式和下承式拱桥的吊桥索力；肋拱桥横梁标高；索塔应力、扣索索力、锚索索力及环境温度进行监测。主梁标高、应力、温度；斜拉索索力；合拢前后主梁应力状态的变化。主缆线形、索股索力、索鞍偏位、主缆温度；主梁标高、应力；吊杆索力、索夹位置。监测方法温度监测宜选用电阻式温度传感器。1″1mm2ppm。应力监测应符合下列规定：式传感器；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。证后采用。传感器精度应能够满足设计和施工控制需要。监测点布置桥梁墩柱、索塔轴线监测截面宜设在分段施工的自然顶面。4个。主梁标高监测截面及测点布置宜符合以下规定：4（13个5（23；1/43/41/84（1个。主梁应力监测截面及测点布置宜符合以下规定：1/4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；1/4跨和跨434个。主梁温度监测截面及测点布置宜符合以下规定：1/4跨位置附近，在34个；温度监测截面测点布置可与应力监测综合考虑。1/2度和两索塔附近，主跨较大时可适当增加数量。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。点增加横向测点数量。监测频次施工期的监测频次应符合下列规定：2次施工期监测；速率实时调整监测频次；监测精度和工程地质条件等因素综合确定；1次监测。当出现下列情况，应提高监测频次：监测数据达到或超过预警值；的异常情况。轴线及标高监测频次应符合以下规定：2次；2次；2次主梁标高监测；2次。应力监测频次应符合以下规定：2次应力监测；2次应力监测；2次应力监测；2次应力监测；2次应力监测。监测数据分析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：内力验算应按照桥梁设计所依据的规范或现行规范要求进行；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；正。寸、环境等基础数据。分析处理并进行判断，异常数据应及时进行核查确认。析和识别。急和防范措施。监测报告后提交。有效的监测数据和结论。阶段性监测报告应包括下列内容：构的主要参数，与监测相关的技术和方法；施工过程结构分析结果及预警值；况，对监测期异常情况的处理记录；中发现的问题，结合监测结论对桥梁后期建设的建议；预警报告、处理结果及相关附件。（成桥态与设计状态的对比分析并对桥梁状态做出评价。字及图表应真实、准确、清晰、完整，不得随意涂改。运营期监测一般规定择地进行运营期监测。除应满足国家现行有关标准规定外，还应符合下列规定：依据现行行业标准《城市桥梁养护技术标准》CJJ99I类养护类别的桥梁应进行运营期监测；依据现行行业标准《城市桥梁养护技术标准》CJJ99的规DE处理后继续运营的，应进行运营期监测；节点桥梁宜进行运营期监测；进行运营期监测。性和适用性。市政桥梁运营期监测应与桥梁检测和养护管理相结合。测系统的设计与施工。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。监测内容构设计和监测功能确定。构响应监测包括结构局部响应监测与结构整体响应监测：环境与荷载监测内容主要有：风速风向、温度、湿度、地）座反力监测、裂缝监测；动监测、倾角监测。梁桥运营期应监测内容如下：车辆荷载、温度、湿度；主梁应力、主梁挠度、桥梁振动、伸缩缝位移。拱桥运营期应监测内容如下：车辆荷载、温度、湿度；应力、拱脚位移、伸缩缝位移。斜拉桥运营期应监测内容如下：车辆荷载、风速风向、温度、湿度；主梁挠度、伸缩缝位移。悬索桥运营期应监测内容如下：车辆荷载、风速风向、温度、湿度；各控制截面应力、桥塔空间变位、桥梁振动、主缆索力、缝位移。5.2.1～5.2.6A的规定。监测方法遵循“技术先进、性能稳定、操作方便、经济适用”的原则。环境与荷载监测内容传感器选型宜符合下列规定：风速和风向监测可选用三向超声风速仪或机械式风速仪；度计等；地震动监测相关标准的要求；车辆荷载监测宜选用动态称重系统；的水位计；基础冻胀监测宜选用振弦式多点位移计；雪荷载监测宜选用埋入式路面状况检测器；冻融循环监测宜选用温湿度传感器和振弦式应力传感器；（氯离子状况检测器。结构局部响应监测内容传感器选型宜符合下列规定：纤光栅应变传感器，长期监测选择可选择后两类传感器；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；支座反力监测宜选用测力支座；移计。结构整体响应监测内容传感器选型宜符合下列规定：感器等；计等；结构空间变形监测宜选用GPS器可选用力平衡式、电容式或压电式加速度传感器。B规定。监测点布置监测点布置应符合下列规定：且应布置在监测参数值最大的位置上；容及结构分析结果确定；时重要部位应增加监测点数量；监测点位置应便于设备的安装、维护和更换；输的距离。环境与荷载监测点布置符合下列规定：位置应尽量能够监测自由场风速和风向；点统一设计，实现数据对比；化较大和对湿度敏感的桥梁结构内部或外部；置，安装于大桥承台顶部、索塔根部及锚碇的锚室内；基或有稳定支撑的混凝土结构铺装层内，应覆盖所有车道；刷速率、冲刷深度最大区域及桩基薄弱区域进行布置；冻胀影响部位；1/4跨、跨中桥面位置；关键构件、截面和部位；（氯离子典型区域及典型节点。结构局部响应监测点布置符合下列规定：面和部位可布设多向应变计（应变花）进行监测；拉索应力变化较大的拉索进行监测；键支座；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。结构整体响应监测点布置符合下列规定：发生变化最大或较大的位置；5.4.1～5.4.4C的规定。监测频次频次，应能满足数据分析、安全预警及结构评估要求。与桥梁结构监测技术规范》GB50982的有关规定。监测数据达到预警值或发生异常情况时应增加监测频次。监测数据分析对象的控制要求。环境与荷载监测数据分析符合下列规定：与各等级风速占比等；面最大温度梯度等；和超限持续时间等；持续时间、频谱和反应谱等；日、月、年最大值及其分布规律；大值，对其变化规律进行分析，并预测其发展趋势；度变化趋势及监测点位位移变化；分析雪荷载监测数据，宜包括桥面积雪厚度；度平均值及冻融循环次数；（氯离子化值。结构局部响应监测数据分析符合下列规定：并应与桥梁设计规范、材料允许值、设计最不利值进行对比；并应与成桥索力、设计容许索力、破断索力进行对比；大变化量等。结构整体响应监测数据分析符合下列规定：风向的相关性分析；宜进行与温度和车辆荷载的相关性分析；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；分析模态参数，宜包括结构自振频率、振型和阻尼比。结构状态评估运营期监测应实现对桥梁结构状态评估的要求。结构状态评估应包括安全预警与安全评估两方面。基于数据分析结果进行安全评估时，应符合下列规定：凝土桥梁还应考虑收缩、徐变对应变的影响；监测点处应力值与设计值进行比较，当小于设计值说明监则，判定索体结构状态异常；构边界条件建立有限元模型；求，判定结构处于正常状态；否则，判定结构状态异常。利用桥梁结构动力特性进行安全评估时，应符合下列规定：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；获取的结构动力特性应与设计值进行对比；1监测数据大于限值或设计值，判定结构状态异常。当出现下列情况，应进行桥梁结构损伤识别：结构空间变形大于或等于设计值；结构自振频率明显降低；结构响应异常，检测发现桥梁损伤。结构损伤识别宜符合下列规定：型修正的结果；因子修正方法（子矩阵修正方法、设计参数修正方法；希尔伯特-黄变换方法（HHT方法）等。信息、定期检测信息、荷载试验信息及专家论证。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、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、支座反力附录B 常规监测内容传感器技术要求B.0.1 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）0～60风速测量精度（m/s）±0.1风向方位角测量范围（°）0～360风向测量精度（°）≤±3工作温度（℃）-40～55温度计测量范围（℃）-40～55精度（℃）±0.5工作温度（℃）-40～55湿度计测量范围（RH）12～99精度±2%稳定性（RH/年）＜1%工作温度（℃）-40～55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（℃）-40～55应变传感器测量范围（µε）±1500分辨率（µε）1工作温度（℃）-40～55测量精度（µε）±3静力水准仪量程（mm）≥10精度（mm）±0.3工作温度（℃）-40～55位移传感器测量范围（mm）10～1000精度（mm）0.1工作温度（℃）-40～55全球定位系统（GPS、北斗）静态基线精度水平：±2.5mm+0.5ppm竖向：±5mm+1ppmRTK精度水平：±8mm+1ppm实时）工作温度（℃）-40～55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（℃）-40～55附录C 不同类型桥梁运营期监测点布置要求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跨湿度主跨跨中应力1/43/4（连续梁为边跨最大弯矩处及支点（刚结构桥为墩梁固结处）桥梁振动1/43/4（连续梁为边跨最大弯矩处及支点（刚结构桥为墩梁固结处）挠度1/43/4（连续梁为边跨最大弯矩处）车辆荷载与主桥相连的引桥桥头、行车道地震动响应桥墩承台伸缩缝位移伸缩缝表C.0.1-2拱桥监测点布置监测内容监测点布置风速风向主跨跨中温度主跨跨中、1/4和3/4跨湿度主跨跨中车辆荷载与主桥相连的引桥桥头、行车道地震拱脚应力主跨跨中、1/4和3/4跨、主拱跨中、拱脚索力吊杆、系杆桥梁振动主跨跨中、1/4和3/4跨空间位移主跨跨中、主拱跨中、拱脚挠度主跨跨中、1/4和3/4跨、拱顶支座反力拱座伸缩缝宽度伸缩缝表C.0.1-3斜拉桥监测点布置监测内容监测点布置风速风向主跨跨中、索塔温度主跨跨中、索塔湿度主跨跨中、索塔车辆荷载与主桥相连的引桥桥头、行车道地震动响应桥墩承台应力主跨跨中、1/4和3/4跨、边跨跨中、索塔索力斜拉索桥梁振动主跨跨中、1/4和3/4跨、边跨跨中、索塔空间位移主跨跨中、索塔挠度主跨跨中、1/4和3/4跨、边跨跨中、支座反力桥墩伸缩缝位移伸缩缝表C.0.1-4悬索桥监测点布置监测内容监测点布置风速风向主跨跨中、索塔温度主跨跨中、索塔湿度主跨跨中、索塔车辆荷载与主桥相连的引桥桥头、上下行车道地震动响应桥墩承台、索塔应力主跨跨中、1/4和3/4跨、边跨跨中、索塔索力主缆、吊杆桥梁振动主跨跨中、1/4、3/4跨、边跨跨中、索塔空间位移主跨跨中、索塔挠度主跨跨中、1/4和3/4跨、边跨跨中锚碇压力锚碇伸缩缝位移伸缩缝本标准用词说明不同的用词说明如下：表示很严格，非这样做不可的用词：表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：条文中指定应按其他有关标准执行时，写法为：“应符合……的规定”或“应按……引用标准名录《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB50982《电工电子产品环境参数分类及其严酷程度分级》GB/T4796《电工电子产品自然环境条件温度和湿度》GB/T4797.1《道路交通气象环境埋入式路面状况检测器》JT/T715《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》JT/T1037《城市桥梁设计规范》CJJ《城市桥梁养护技术规范》CJJ992929市政桥梁结构监测技术标准条文说明3131目次1 总则 33基本规定 34施工期监测 36一般规定 36监测内容 36监测方法 36监测点布置 37监测频次 37监测数据分析 38监测报告 38运营期监测 39一般规定 39监测内容 41监测方法 41监测点布置 41监测频次 42监测数据分析 42结构状态评估 42PAGEPAGE331 速增长趋势。桥梁管养提供技术支持。实际桥梁工程结构常以竣工验收作为施工期和运营期的界线点，分界线比较明确，且实际中也常以此分界线进行分类监测。PAGEPAGE343 基本规定时监测。理、预警及状态评估功能，构成监测系统的完整链条，缺一不可。特殊要求，可获取模态刚度、模态质量等参数。求：设计单位采用的桥梁结构计算简化模型需要通过监测手段来验证和调整时；和质量时；（构安全时；大跨度桥梁合龙等。对于新建需要监测的市政桥梁，设计单位可以与监测单位协作，将监测点的布置、监测设备的安装、走线方式、预埋管线、保护装置及相应标志标识的设立等直接体现在施工图设计图纸上。桥梁结构监测是一项系统性的工作，在监测前，应该有一份详细的方案说明，方案内容中重点内容应该基于监测需求和设计要监测内容的选择和测点位置布置是监测工作的重要内容，在进行内容和位置选择时，应该充分体现结构专业性，根据气候特点、结构特点、重要性和受力特点来确定。有利于对结构状态进行判断，监测预警值应该分级制定。备的接口使用标准接口。在-40施工期监测一般规定施工期安装的监测设备可接入运营期使用。感器的存活数量。监测内容20m的标高、挠度（跨中、1/4跨、其他挠度变形较大部位等内容。测。一般都会预偏。（尤其是基准索股的线形梁标高、索塔轴线（索塔在建造时一般有预偏。监测方法4.3.3千斤顶油压表法也可以测定索力，但该方法仅在斜拉索张拉时使用，在斜拉索张拉时，可利用该方法测定的索力对动测法或压力环法监测的结果进行修正。监测点布置4.4.1桥梁墩柱、索塔轴线监测点的设置应能反映墩、塔实际倾斜情况。监测点，以满足控制主梁截面总体标高为目的。（靠近最大负弯矩位置（正弯矩位置以满足控制主梁截面总体应力为目的的设置。节性温差，以便分析主梁线形及应力受各种温差的影响。监测频次4.5.1应按要求的监测频次实施监测，监测数据采集方式可采用自动采集与人工测量相结合，每个阶段指的是施工期间可根据施工工序进行划分。对主梁的标高影响很小，在此阶段可不进行主梁标高的监测。应力监测主要考虑截面应力发生相对较大变化的工况。37PAGEPAGE38监测数据分析4.6.1结构分析包括内力验算与变形分析。内力验算包含承载力验算和内力验算。为确保桥梁施工安全，在参数选取时，若实测参数在结构结算中偏安全，应采用设计参数进行结构分析；若实测参数与设计值差异较大时，应分析产生原因和对桥梁结构的影响。异常数据是指影响结构工程质量以及安全的主要监测参数，异常数据是指个别数据明显偏离预期的情况。别，以便为反馈控制提供可靠和有效的信息。50%、70%、90%进行预警。监测报告录。全部主要内容，并且有归纳和总结。运营期监测一般规定GB50982依据《城市桥梁养护技术标准》CJJ99-2017100mI掌握桥梁技术状况和中长期发展趋势；依据《城市桥梁养护技术标准》CJJ99-2017DE营状况，进行安全评估；依据《城市桥梁养护技术标准》CJJ99-2017中长期发展趋势；并承担着舒缓城市交通压力的重要职责。根据《城市桥梁养护技术CJJ99-2017为新方法、新技术的发展及应用提供建议。同，其监测目标、功能等方面也不尽相同，但具有许多共同特点：都是通过测量桥梁结构的各种响应（应力、变形及位移等来了解结构的实际工作状态，从而判断结构的安全性；除监测桥梁结构自身的工作状态，还强调对结构所处环境（风、温度、地震、雨雪等）的监测和分析，以分析环境对结构受力状态的影响程度；续一致性。～5.1.5取结构的运营状态，达到实现对桥梁结构信息化养护管理的目的。监测内容5.2.2吉林省属于寒冷地区，对于由于温度变化引起的桥梁关键基础冻胀位移、冻融循化受力变化，冬季降雪造成的桥面积雪荷载，有必要进行监测。变形监测一般包括主梁挠度、主梁水平位移、桥塔空间变位、锚碇位移、主缆变形、拱肋变形、拱脚位移等；应力监测应包括主梁、拱肋、桥塔关键截面应力；索力监测应包括主缆索力、斜拉索索力、吊杆（吊索）系杆索力；振动监测可包括结构自振频率、振监测方法5.3.4150mGPS测空间变形；斜拉桥索塔塔顶变形监测宜采用倾斜仪、GPS200mGPSGPS测宜采用倾斜仪、GPS600mGPS向、纵向及扭转位移。监测点布置5.4.1监测点布置是捕捉监测内容有效信息的关键环节，测点要能反映监测内容的实际状态及变化趋势。在结合结构分析结果布置测点时，宜对结构的内力分布、变形和动力特性等作全面的分析，选择结构响应及