市政桥梁生命线安全工程监测技术标准（征求意见稿）

12术语和符号 23基本规定 44系统设计 64.1一般规定 64.2监测内容及监测方案 64.3测点布设 94.4设备选型及技术参数要求 4.5数据采集、传输、存储 5系统实施 155.1一般规定 155.2硬件设备安装 5.3系统集成与调试 6系统试运行及验收 186.1一般规定 186.2系统试运行 186.3系统验收 187系统运维 197.1一般规定 197.2设备维护 198数据管理及数据分析 208.1一般规定 208.2数据编码 208.3数据存储 218.4数据预处理 218.5数据分析 228.6数据报告 249监测结果应用 269.1一般规定 269.2超限报警 269.3车辆通行管控 309.4结构健康度评估 309.5特殊事件应急管理 319.6桥梁安全专项评估 341市政桥梁生命线安全工程监测技术标准1.0.1为提升山西省市政桥梁智慧管养水平，指导市政桥梁生命线安全工程监测，制定本标准。1.0.2本标准适用于山西省各类市政桥梁生命线安全工程包含的设计、实施、验收、运维和应用。1.0.3市政桥梁生命线安全工程应遵循“因桥制宜、先进适用、安全可靠、互联互通”的原则。1.0.4市政桥梁生命线安全工程除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22术语和符号2.0.1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。2.0.2桥梁生命线安全工程bridgelifelinesafetyengineering运用桥梁结构监测技术，对桥梁结构运行状态进行实时监测、动态预警、精准溯源、协同处置、及早发现和管控风险隐患，有效防范事故发生，实现桥梁结构健康监测，保障桥梁安全运行的系统工程。2.0.3桥梁结构监测系统bridgestructuralhealthmonitoringsystem一种通过传感和网络集成技术，对桥梁设定参数进行连续测量、记录和管理，并通过数据分析对桥梁安全状况进行辅助研判。2.0.4环境environmentalfactors影响桥梁安全和功能的桥址自然环境因素。2.0.5作用action桥梁所受直接荷载或间接荷载。2.0.6结构响应structuralresponse由作用引起的桥梁构件、结构的静力响应或动力响应。2.0.7结构变化structuralvariation以桥梁成桥状态或某一规定时刻状态为基准，桥梁构件、结构发生的几何或表观形态、内力状态、结构性能的相对变化。2.0.8系统运维systemoperationandmaintenance系统建成后为保障其持续正常运行所需的管理和维护工作，以及利用系统功能完成桥梁结构报警和评估，为应急响应和管养决策提供技术支持的所有活动的总称。2.0.9超限阈值alarmingthreshold对桥梁环境、作用、结构响应、结构变化、关键结构构件可能出现的各种级别的异常或风险，各监测点数据特征指标所设定的临界状态警戒值。2.0.10超限报警over-limitalarming监测数据的特征指标达到或超过超限阈值时，系统自动发出相应级别的警报。2.0.11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。2.0.12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。2.0.13桥梁结构健康度bridgestructuralhealthlevel相较于成桥状态或设计规定的结构安全和功能要求，当前桥梁结构整体安全和功能所处的相对水平。43基本规定3.0.1开展市政桥梁生命线安全工程建设的总体要求应符合如下规定：1符合下列条件的市政桥梁，应优先选择进行生命线安全工程建设：1）特殊结构或复杂结构的桥梁。单跨跨度在60m及以上的斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥、异性桥、组合结构等特殊结构或复杂结构桥梁；单跨跨度大于150m及以上的梁桥。2）运营风险大的桥梁。服役年限超过25年且存在明显病害的桥梁；位于主要交通要道、出入城、交通繁忙、有重车经常通行的桥梁；车、船、冰排撞击风险高的桥梁；独柱墩桥梁。3）安全状况差的桥梁。被认定为技术状况等级为C级、D级且需要跟踪观测的在役桥梁。4）荷载等级提高或经结构加固需要重点关注的桥梁。3.0.2桥梁生命线安全工程结构监测包含监测系统设计、系统实施、系统试运行、系统验收、系统运维和监测数据应用。3.0.3监测系统的机电构成包括系统硬件、系统软件和配套工程，应可扩展、可维护、易于升级改造。图3.0.1系统机电工程构成3.0.4桥梁生命线安全工程建设应根据桥梁运行环境、结构型式、受力特点、技术状况以及典型病害、风险管控和管养需求进行系统建设和应用，宜与人工检查和养护维修相结合。3.0.5桥梁生命线安全工程监测系统实施前，应根据现场调研，形成施工图设计文件。3.0.6新建桥梁的生命线安全工程监测系统应与机电工程同步设计、与施工监控同步实施、与交工荷载试验同步试运行、与土建工程同步验收；在役桥梁的生命线工程监测系统应结合养护管理需求独立设计、实施、验收。3.0.7监测系统建设不得影响结构承载能力和正常使用功能，对桥梁结构防腐等防护工程造成破坏时应及时修复。3.0.8监测系统试运行应不少于3个月，试运行期内应根据监测数据对系统的稳定性和可靠性进行检验，完善系统功能，传感器上线率应不低于95%在线率。3.0.9系统验收前，应确认传感器安装是否合理与稳固，避免环境对数据传输链路的影响，并对监测数据的完整性、稳定性、准确性进行检验，确保传感器采集量值的准确性与后台数据的一致性。3.0.10建设单位、监理单位应根据项目实施进度，采用人工检查、专家会评审形式组织对系统硬件、软件进行验收。3.0.11桥梁生命线安全工程监测系统运行维护中，应定期对现场设备进行检查，发现问题及时维修、更换；应定期对软件系统的运行稳定状态进行检查，发现异常时，及时分析处理；当数据超过阈值、出现报警时，对桥梁运行状态进行分析判断；应定期对系统软件进行维护。3.0.12桥梁生命线安全工程监测系统阈值设定应合理，并可依据监测数据分析结果进行调整。在正常的使用和维护条件下，监测数据应保持延续性和完好性。3.0.13监测系统应具备接入城市安全风险综合监测预警平台的条件，服务于桥梁安全运行、应急管理，监测数据应符合《山西省城市基础设施生命线安全工程建设指南（试行）》的相关规定。64系统设计4.1一般规定4.1.1监测系统方案设计应包含下列内容：1总体方案设计，包括系统设计总体目标、系统设计总体思路、系统设计原则、功能需求分析等；2监测系统详细设计，包括系统总体架构、系统技术基础、网络拓扑设计、安全保障、原始数据需求、软件平台建设等；3监测方案及测点布设；4结构安全预警，包括预警原则、预警等级及阈值设计、报警方式、分级预警机制等；5系统机电设计。4.1.2监测系统施工图设计应包含下列内容：1桥梁工程概况、现状调研；2系统组成及功能设计；3监测内容与测点布置；4传感器技术要求；5设备安装和调试方案；6桥梁监测点编号说明、系统拓扑图、监测测点总体布置图、数据采集站布置图、测点截面布置图、传感器布设表、分项测点布置图、综合布线图、供电线路图、传感器接线图、设备安装图、数据逻辑与控制处理拓扑图、采集软件流程图、传感器参数远程控制模块、施工作业区布置图等；7工程数量清单及预算文件。4.2监测内容及监测方案4.2.1桥梁监测内容应包括环境与作用、结构响应与变化、耐久性等，且应根据桥梁所处环境、所受作用以及结构构造特点、力学行为特性、状态评估需求和养护管理要求等因素综合确定。4.2.2桥梁监测方案类型应分为标准化监测和轻量化监测。标准化监测通过获取和分析多种环境、作用、响应等定量数据，实现监测数据超限报警和健康评估。轻量化监测针对特定轻量化监测场景的少量关键指标，采用低功耗、易安装、高集成的感知设备获取定量数据或定性结果，实现数据超限报警和跟踪观测，满足定制化管养需求。4.2.3标准化监测主要应用于：1单跨跨度在60m及以上的斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥、异性桥、组合结构等特殊结构或复杂结构桥梁；2单跨跨度大于150m及以上的梁桥。4.2.4轻量化监测主要应用于：1服役年限超过25年且存在明显病害的桥梁；2位于主要交通要道、出入城、交通繁忙、有重车经常通行的桥梁；3撞击风险高的桥梁；4独柱墩桥梁；5被认定为技术状况等级为C级、D级且需要跟踪观测的在役桥梁。6荷载等级提高或经结构加固需要重点关注的桥梁。位于主要交通要道、出入城、交通繁忙、有重车经常通行的桥梁；4.2.5标准化监测内容应结合桥型可按表4.2.1进行选择。表4.2.1标准化监测内容●●●●●●●●/●/////○///●///●//●◎●●●●◎◎●●//●●●●●●8○○○○◎◎◎◎●●●●○○○○●●●●◎○○●○○●●○○●●//●●///○/●//○/////○◎//●●//●●●●●●//○○/○///●●●○○○○●●●●○○●●○◎○○/●////●●/●●●◎◎◎◎///●/●//9○○○○○○○○对于装配式梁桥，应选择病害严重，评级较低的一4.2.6轻量化监测内容应充分考虑结构受力特点、特定场景需求、交通量大小等因素确定，可按表4.2.2进行选择，轻量化监测场景包括但不限于：1）服役年限超过25年且存在明显病害；2）重载交通桥梁；3）易发生车辆、船舶等撞击；4）独柱墩桥梁；5）曲线桥梁（半径小于或等于250米6）加固改造桥梁。表4.2.2轻量化监测内容○●◎◎●◎◎◎○●◎○○◎○●○○○◎◎○●●○○○◎◎●○●○○●◎◎●○◎○●◎◎●◎◎◎○●◎◎●◎◎◎4.3测点布设4.3.1监测测点布设应能够把握环境、作用、结构响应和结构变化的特征，兼顾代表性、经济性、可更换性，并考虑设备布设条件所受约束性。4.3.2测点布设时应根据实桥运营环境、荷载特点、结构特点、桥梁计算分析结果和桥梁的养护管理需求确定测点，测点布设应符合以下要求：1测点布设应能反映监测对象的实际状态及变化趋势，宜在结构响应最不利处、结构响应最大处或已损伤处布设。2风速风向测点应布设在桥面两侧、塔顶、拱顶等各方向无遮挡位置，桥面测点的竖向高度应大于1倍梁高。3环境温湿度测点宜布设在跨中桥面。闭口箱梁、锚室等对湿度有特殊要求的构件，应增设测点。结构温度测点应根据结构特点布设关键混凝土或钢结构构件上，能够反映不同截面的温度梯度及不同部位构件之间的温差效应。宜在桥面铺装层布设温度测点。测点数量和位置宜根据结构跨径、构件尺寸等并结合温度场分布情况确定。4对于缆索结构体系，雨量测点宜与风速仪等环境监测设备布设在同一位置，且不应有遮挡。5地震动监测的测点应能反映地震动输入。宜布设在桥梁承台顶部、索塔根部等相对固定不动的位置，当主跨跨度超过600m时，应增设测点。6应对车流量大、重载车辆多的桥梁结构进行交通荷载监测，测点宜布设在主桥上桥方向振动较小的截面，且宜配套安装车牌识别仪及摄像头。7结构振动测点应能反映风、车辆、车船撞击、地震等荷载作用响应，满足模态分析要求，布设在结构主要振型的关键位置。8结构整体或局部位移、转角，测点宜布设在最不利荷载组合下主缆、主梁、索塔、拱圈等关键构件响应极值点处。9主梁线形监测应能反映结构线形长期变化趋势，在主跨四分点、边跨跨中截面布设测点，跨度较大的悬索桥、斜拉桥应相应增加监测截面。10应变测点应布设在应力水平较高、应力幅值较大或影响结构整体安全的关键截面和部位。主梁顶板应变测点宜布设在重车道或车轮对应位置。11索力及索构件振动测点应结合不同规格型号、阻尼设置情况选取索力最大或应力幅最大的索，宜上、下游对称布设。4.4设备选型及技术参数要求4.4.1传感器选型应与监测内容、测点布设、监测方法和软件系统相适配，并应满足易于安装维护、稳定性强、可靠性高等要求。4.4.2设备应明确“防尘、防水、防雷”指标要求，监测设备的防护等级应符合现行国家标准《外壳防护等级（IP代码）》的相关规定。可能被水淹的设备防护等级应达到IP68，室外安装设备的防护等级不应低于IP65。4.4.3传感器与数据采集设备选型应满足监测量程、分辨力、精度、灵敏度、动态频响特性、长期稳定性、环境适应性等要求。4.4.4监测设备的技术指标可根据实际情况按照表4.4.1的规定进行选择：表4.4.1监测设备技术要求1.量程±2.0g；误差5%被测支座标称竖向承载力值4.应具备自动光圈、变焦镜头、昼/夜自动转换4.5数据采集、传输、存储4.5.1数据采集、传输和存储应符合国家信息安全管理要求，可通过加密通讯、身份认证等方式提高监测数据的安全性。4.5.2数据采集设备应与传感器和数据采集与传输软件功能相适配，满足数据同步采集、实时传输的要求。数据采集设备应根据传感器输出信号类型、范围、兼容性、精度和分辨率等要求进行选型。4.5.3数据采集方式应根据桥梁跨度、长度、空间尺度及结构特点、监测规模、传感器类型等进行选择，监测测点相距较近且较集中时，宜选用集中式数据采集方式；监测测点相距较远且较分散时，宜选用分布式数据采集方式。4.5.4数据采集应采用干扰抑制、接地、屏蔽等抗干扰措施，提高信噪比。对信号强度量级有较大差异的不同信号，应严格进行采集前的信号隔离。4.5.5数据采集方式及采集频率应满足表4.5.1的要求。表4.5.1监测数据采集样式及采样频率/4.5.6各数据采集设备的数据采集应保持时间同步，时间同步精度应满足报警、数据分析及应用的要求。相同类型监测数据的采集时间同步误差宜小于0.1ms，不同类型监测数据的采集时间同步误差宜小于1ms。4.5.7数据传输方式应根据桥址环境、测点数量、传感器及采集设备类型进行选择配置，可分为有线传输和无线传输，应优先选用有线传输。当有线网络传输路径过长或不具备布设条件时，可考虑选用无线传输。对钢结构桥梁、桥区雷电频发的，原则上不选用无线传输。4.5.8有线传输宜选用带宽高、传输距离远、可靠性高、抗干扰能力强的光纤传输，传输网络宜采用基于TCP/IP协议的光纤专网。4.5.9采用无线通信网络进行数据传输，带宽、传输距离、时延等应满足监测要求。4.5.10数据传输设施应选用抗干扰能力强、稳定、高效的工业级产品，应能保证长时间高效、可靠、稳定运行。4.5.11数据存储应按冷热数据区分存储，近一年的原始数据作为热数据存储，超过一年的数据存储迁移冷存储；近三年分析数据作为热数据存储，超过三年的数据迁移至冷数据存储。4.5.12原始数据宜永久存储，存储容量受限时至少应保存5年以上，分析数据及特殊事件数据应永久存储，采用私有云的项目可使用NAS、SAN存储作为冷存储介质。4.5.13应对数据进行定期备份，有条件的应进行异构备份。4.5.14监控视频单独存储，存储容量不应小于30天。4.5.15数据管理应具有标准化读写接口，应考虑数据的结构化、安全性、可靠性、可扩展性、共享性以及使用友好性和便捷性。5系统实施5.1一般规定5.1.1监测系统实施前，应按设计要求深化施工图，编制施工组织设计、专项施工方案，在通过审查、技术交底后方可进行现场施工。5.1.2桥梁生命线工程系统实施主要包括：硬件设备安装、系统集成和调试。5.1.3系统的布线包括光缆网络、传感器线缆网络、机柜供电线缆和传感器采集设备供电传输网络。5.1.4硬件设备硬件在安装前应进行检查、测试，确认是否满足设计文件的要求，安装不得影响桥梁结构安全性及耐久性。5.2硬件设备安装5.2.1硬件设备安装包括现场设备供电、传感器线缆敷设及防护、采集站安装、硬件设备安装。5.2.2现场设备供电可选用太阳能供电或接入市电，根据现场条件，优先采用市电供电，当条件不允许时，可使用太阳能供电。5.2.3传感器线缆从监测布点位置到现场采集工作站的线缆敷设应符合以下规定：1线缆敷设应整齐、美观，导线应绝缘良好、无损伤，线缆应采用线管、线槽等加以防护。2光电缆线宜与桥梁其它缆线应保持必要的距离，并根据强弱电缆位置采取必要的屏蔽措施。光缆敷设弯曲半径应大于光缆外径的20倍，双绞线、同轴电缆、大对数线缆的弯曲半径应大于等于线缆外径的15倍，接头部位应平直不受力。3宜在桥梁的纵向段采用敷设桥架来放置和保护传感器线缆，并充当传感器线缆沿结构纵向行走的主干渠道。电缆支架由带孔的角钢制成，并且全部的电缆托架、支架、抱箍在加工成型后要热浸镀锌。4宜在桥梁的监测横截面内采用线缆保护管来放置和保护传感器线缆。当电缆通过电缆孔洞、电缆管道和类似的地方时要密封。5截面内的传感器的引出线缆通过截面的保护管汇集至纵向的桥架，再由桥架敷设到结构健康监测系统各个相应的外场工作站内，接入采集设备。6线缆终端应设置编号及标签，用于接序及回路检查。5.2.4采集工作站的布设及安装应符合以下规定：布设应遵循以下原则：1最短布线原则；2同类信号通道集中原则；3通道预留原则；4稳定与安全的运行环境；5易于进行检查及维修、维护。安装应符合以下规定：1采集站机柜采用支架安装，应保证安装牢固可靠，外形美观，应满足放置数字信号采集仪、工业交换机、多路电源模块和线架等设备的要求，机柜防护等级不低于IP65；2采集站应有一定的故障自诊断能力；3采集站应有一定的电力监测功能；4采集站应具有现场配线电缆、配电箱等必要的附件，配电箱防护等级不低于IP65；5机柜及配电箱等部件采用不锈钢或其它具有良好防腐性能的材料制成，箱体的紧固件和活动连接件采用不锈钢；6所有电路与机壳应隔离，电源接线端子与机壳绝缘电阻应≥100MΩ,机箱有接地点与电线相连；7所有动力配电箱内输出至UPS前级应安装过电压保护器所有机柜内UPS输出至桥面外部用电设备处应安装过电压保护器，设备外漏导电部分均应接地或接保护线；8机柜、安装支架、电气保护、防雷措施、供电电源等符合通用电气技术规范要求。5.2.5硬件设备安装及防护应符合下列规定：1硬件设备安装前应进行检查、检验，包括设备出厂检验、现场开箱检验和安装检验等，技术性能应符合设计要求。2传感器安装位置应符合设计规定，并应稳定可靠与结构物牢固连接，做好防水、防潮、防雷、防干扰等措施。5.3系统集成与调试5.3.1系统集成与调试宜分为硬件设备调试、软件系统部署及调试、软硬件联合调试。5.3.2硬件设备调试应在设备安装完成后后通过采集软件逐个对传感器进行校验，包括接线正确性校验和数据完整性校验。5.3.3软件系统部署及调试符合下列规定：1软件宜采用国内主流的软件开发技术和框架，软件内部各模块应功能独立，模块之间耦合性低；2软件现场部署前，服务器、工作站、工控机等硬件安装完毕并接电稳定运行，监控中心网络、供配电、通信、照明等满足设计要求；3操作系统、应用组件、数据库等应用支撑软件的安装和配置满足软件设计文件的技术要求；4软件安装和调试分步进行，软件部署完成后进行功能确认。5.3.4软硬件联合调试应符合下列规定：1数据采集与传输软件部署完成后，与桥梁现场传感器模块和数据采集硬件进行数据采集集成校验，数据输出通道、数据流、方向、精度等与外场设备安装保持一致；2数据采集与管理软件部署完成后，与桥梁现场数据采集与传输软件进行数据对接，数据接收、处理和存储等功能满足设计文件技术要求；3软、硬件联合调试完成后，用户界面软件各项功能正常，监测数据展示流畅准确，界面数据值、数据精度、数据单位与设计文件技术要求一致。6系统试运行及验收6.1一般规定6.1.1系统试运行期不应少于3个月。6.1.2系统试运行期结束后，应开展系统验收工作。6.2系统试运行6.2.1系统试运行期内应根据监测数据对系统的稳定性和可靠性进行检验，完善系统功能，同时应进行设备基准值校正、超限阈值设置等工作，形成系统试运行报告。6.3系统验收6.3.1系统验收包括硬件验收、软件验收和资料验收三部分。6.3.2硬件验收应包含以下内容：1进场设备材料的数量、规格型号、技术参数等与合同文件、设计文件的一致性，合格证、质保卡、说明书及出厂检验报告等是否齐全。2传感器安装位置正确、牢固、端正，表面平整，信号线按要求连接到位，设备标识齐全、牢固、清晰。3数据采集设备处于正常工作状态，机柜内电力线、信号线、元器件等布线平直、整齐、固定可靠，插头牢固，标识清晰。出线管与箱体连接密封良好，机柜内无积水、尘土、霉变；机柜接地连接可靠，接地引出线无锈蚀。4光电缆线路敷设应满足要求。6.3.3软件验收应检查各模块功能完整性和一致性，各项功能指标应满足设计文件要求。6.3.4资料验收主要检查文档的齐全性、规范性和一致性，包含以下内容：1合同相关资料：合同协议书、合同谈判纪要等；2实施过程资料：系统设计文件、系统变更资料；设备进场报验资料、监测设备设施安装记录、设备设施检验资料；有关会议纪要；3交工验收资料：系统实施总结报告、系统竣工图、系统硬件使用手册、系统软件使用手册和系统试运行报告。7系统运维7.1一般规定7.1.1系统监测期间应合理制定运维计划，并列支年度维护费用。7.1.2系统设备检查和维护的对象应包括传感器、数据采集设备、数据传输设备、数据存储设备和数据显示设备。7.2设备维护7.2.1设备维护应分为状态巡查、定期维护和故障维护。7.2.2状态巡查宜每个月通过系统平台查看一次所布设传感器、采集装置、网络通讯装置等硬件设备的在线状态。硬件系统的状态巡查采用自动巡检为主、人工检查为辅的方式开展。7.2.3定期维护宜每6个月开展一次，应对设备表观完好性进行全面检查，对采集设备与传输线路的接头紧固情况进行检查。7.2.4故障维护宜快速响应并在24小时内处置完成。8数据管理及数据分析8.1一般规定8.1.1监测数据应客观真实、准确可靠的显示监测项目各测点传感器的实时数据。8.1.2系统数据管理应包括数据编码、数据预处理、数据接入、数据存储、数据交互与共享、数据安全。8.1.3系统数据管理应实现数据的完整性、准确性、时效性和可访问性。对监测数据的操作应分类进行权限控制，仅授权用户可以操作，且禁止越权操作。8.1.4监测数据分析应结合桥梁养护管理、检测评估的数据开展，宜采用比对分析、统计分析、机器学习等方法。8.1.5应基于监测数据和监测数据的分析结果，对桥梁出现的异常状态进行实时报警。8.1.6应定期对桥梁日常运营监测数据进行分析，并形成定期监测数据分析报告。8.1.7监测数据分析宜支撑超限报警、养护检查应用、特殊事件应急管理和桥梁安全专项评估等监测应用。8.2数据编码8.2.1系统数据宜定义数据字典进行编码管理。8.2.2监测数据编码宜由“桥名简称-监测类别简称-构件类型编码-截面序号-构件序号-测点编号”组成，名字段之间应以中横线“-”加以分割。桥梁监测点编号命名规则如下图所示。图8.2.1监测点编号命名规则示意8.3数据存储8.3.1监测数据存储宜包括在线存储和离线存储，可分为桥梁外场采集站本地存储、监控机房中心存储和云存储。云存储宜采用政务云或国资云。8.3.2监测数据应采用数据库技术进行存储。数据库系统应采用开源产品或者国内自主开发的技术或产品，数据库设计应遵循可靠性、先进性、开放性、可扩展性、经济性和安全性等原则。8.3.3监测数据应根据数据种类的不同采用适宜的存储形式。对于关系型的业务数据，宜采用关系型数据库；对于周期性的时序数据，宜采用时序型数据库；对于指标类型数据，宜采用文档型数据库；对于视频类或大文件类型数据，宜采用对象存储服务器存储。8.3.4数据存储架构宜进行数据分层存储设计，并宜根据数据ETL顺序从底层至上层分多层次存储。8.3.5桥梁外场采集站本地存储空间应确保原始监测数据的存储时间不少于90天、视频图像数据的存储时间不少于30天。8.3.6监控中心平台的实时监测数据存储时间不宜少于5年，经处理后的特征数据、超限报警、评估结果等结构化数据存储时间不宜少于20年，非结构化视频数据存储时间不宜少于90天。突发事件的监测数据应转移备份、永久保存。8.3.7监测系统应具备数据备份、故障恢复、数据压缩存储等功能，宜设置灾备机制对关键数据进行定期异地备份，并支持自动或手工操作进行故障恢复。8.4数据预处理8.4.1数据预处理应包括信号硬件预处理和数据软件预处理。8.4.2数据的处理应符合以下要求：1数据采集时，应对含噪信号进行适当的降噪处理，提高信号的信噪比；2数据分析之前，应对测量数据中的粗差、系统误差、偶然误差等进行处理；3应正确判断异常数据是由结构状态变化引起还是监测系统自身异常引起，应剔除由监测系统自身引起的异常数据；4数据单位宜采用国际单位制。8.4.3数据采集设备的信号硬件预处理应对传感器信号进行调理、滤波和转换，并应符合现行行业标准《公路桥梁结构监测技术规范》JT/T1037-2022的有关规定。8.4.4数据软件预处理应结合监测内容和系统硬件方案在保证系统性能的基础上满足时效性要求。8.5数据分析8.5.1监测数据分析前应进行数据清洗，剔除错误数据。8.5.2监测数据分析应包括环境、作用、结构响应和结构变化数据分析，应与桥梁检查数据分析协同、融合。8.5.3监测数据分析方法可采用统计分析、相关性分析、趋势性分析、比对性分析和机器学习等。数据分析应包括统计分析和特殊分析，统计分析包括最大值、最小值、平均值、均方差、累计值等；特殊分析包括荷载谱分析、风参数分析、模态分析、疲劳分析等。8.5.4监测数据分析样本时长应根据监测内容特征和监测应用的需求确定。8.5.5环境监测数据分析应符合下列规定：1温度监测数据分析应包括最高温度、最低温度和最大温差等；2湿度监测数据分析应包括最大值、平均值及超限持续时间等；3雨量监测数据宜分析10min平均降雨量；4结冰监测宜结合视频监控分析结冰位置、范围和程度。8.5.6作用监测数据分析应符合下列规定：1风速风向监测数据分析应包括10min平均风速、风向和风玫瑰图等；风压监测数据宜分析10mim平均值和均方根值；2结构温度监测数据分析应包括最大值、最小值、最大梯度和年极值等；3车辆荷载监测数据分析宜包括车型、车牌，车流量、轴重、总重的极值与概率分布，超载车的数量、总重、轴重和通过时间，以及车辆空间分布等；4宜将车辆荷载统计数据转化为疲劳荷载谱；对较重的车辆荷载数据统计分析时，宜同时统计与该车辆荷载相对应的结构动态挠度或动态应变数据；5船舶撞击和地震监测数据分析包括加速度峰值、持续时间、反应谱等。8.5.7结构响应监测数据分析应符合下列规定：1位移监测数据分析应包括主梁竖向、横向和纵向位移，塔顶、拱顶和墩顶位移，以及桥墩沉降等；1）主梁竖向和横向位移、塔顶和主缆偏位、高墩墩顶位移和拱顶位移监测数据应分析平均值、绝对最大值、均方根值及其随时间变化规律；应对主梁下挠、塔顶和主缆及主拱偏位、桥墩沉降等数据进行趋势分析；2）支座位移和梁端纵向位移监测数据分析应包括平均值、最大值、累计值及变化规律。2塔顶截面倾角、梁端水平和竖向转角监测数据应分析平均值、绝对最大值及其随时间变化规律；3主梁关键截面应变监测数据应分析平均值、绝对最大值、疲劳累积损伤指数等，索塔、主拱关键截面应变监测数据应分析平均值、绝对最大值；4索力监测数据应分析平均值、最大值、最小值、均方根值、疲劳损伤指数及其随时间变化趋势等；监测索力宜与成桥索力、设计容许索力、破断索力以及定期检测索力进行对比分析；5支座反力监测数据宜分析平均值、最大值、最小值及其随时间变化规律；6结构振动监测数据分析应包括绝对最大值、最大均方根值、频谱、大幅度振动的持续时间，对风作用敏感的大跨度桥梁宜进行结构振动与风速风向的相关性分析；宜进行模态参数分析，包括结构频率、振型和阻尼比，模态分析应考虑温度和风速等环境变量和桥面车辆重量对自振频率和振型识别结果的影响；8.5.8结构变化监测数据分析应符合下列规定：1桥墩基础冲刷深度监测数据分析宜包括冲刷深度最大值、冲刷范围及其变化规律；2悬索桥锚碇位移、拱脚位移监测数据应分析其是否发生变化和变化量；3裂缝数据分析应包括裂缝长度和宽度的最大值、裂缝数量和位置及其变化规律，宜分析裂缝与荷载、环境和结构构造的相关性；4墩身、承台混凝土腐蚀监测数据分析宜包括氯离子浓度、侵蚀深度最大值、梯度及其变化趋势；5悬索桥主缆和吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）和系杆断丝监测数据宜分析断丝位置和程度；6索夹螺杆紧固力、高强螺栓紧固力和螺栓脱落监测数据宜分析数量、位置、程度和变化趋7索夹滑移监测数据宜分析数量、程度和变化趋势；8体外预应力监测数据宜分析预应力变化程度和趋势。8.5.9宜分析不同类型监测内容之间、相同类型监测内容之间数据的相关性。8.5.10对于存在倾覆风险的桥梁监测数据分析，除应符合8.5.5~8.5.9的规定外，还应符合下列规1宜分析梁体横向倾角的最大值、平均值及变化规律；2宜分析支座两侧竖向位移差、支座横向位移的最大值、平均值及变化规律。8.5.11梁体出现纵向、横向异常位移的桥梁监测数据分析，除应符合8.5.5~8.5.9的规定外，还应符合下列规定：1宜分析支座位移、梁体位移的平均值、最大值及变化趋势；2宜分析支座位移、梁体位移与温度的相关性；3宜分析桥墩倾角、桥墩根部应变的最大值及变化趋势。8.5.12对于加固维修后的桥梁监测数据分析，除应符合8.2.5~8.2.9的规定外，还应符合下列规定：1宜分析加固板材与原主梁结构的变形协调性；2宜对比分析桥梁加固前后中性轴和结构模态参数的变化。8.5.13桥梁遭受洪水、泥石流、地震、海啸、台风等自然灾害、船舶或车辆撞击、火灾和特殊车辆过桥等突发事件后进行专项评估时，应对事件发生前后数据进行对比分析，若结构状态发生变化，应对桥梁进行专项检查。8.6数据报告8.6.1监测数据分析应定期形成分析报告，宜采用季报、年报和特殊事件专项分析报告，报告内容应符合下列规定：1季报内容宜包括8.5.5~8.5.9条中规定的半年内监测数据分析结果以及超限的数量、比例、位置和时间；2年报内容宜包括8.5.5~8.5.9条中规定的年度内监测数据分析结果以及超限的数量、比例、位置和时间；3特殊事件专项报告内容：在特殊事件发生后快速提供专项报告。8.6.2监测数据分析报告宜包括下列内容:1桥梁结构及监测系统概况；2监测数据统计分析及结论;3超限报警分析及结论；4专项评估及结论；5结论和建议。8.6.3监测数据分析报告宜由软件自动分析生成，保证数据分析的实时化、自动化。8.6.4特殊事件专项报告应包括突发事件发生概况、监测系统基本信息及监测方案、评估项目、评估方法、分析结果、结论及建议等。9监测结果应用9.1一般规定9.1.1监测结果应用应包括超限报警、养护检查应用、特殊事件应急管理和桥梁安全专项评估等监测应用。9.2超限报警9.2.1当监测数据超过各级超限阈值时应同步报警，报警功能应具备实时和自动报警功能，以及发布、调整和解除报警功能，并在监测系统软件界面展示报警信息。9.2.2报警应遵循下列原则：1桥梁日常运营过程中出现影响桥梁结构安全、行车安全的状况时，应进行报警；2桥梁遭受地震、船舶或车辆撞击、台风、风致异常振动等突发事件时，应进行报警；3针对环境、作用、结构响应和结构变化真实监测数据予以报警，应排除监测系统自身故障引起的数据错误情况。9.2.3根据监测数据超限程度，将超限报警等级设定为四级，按表9.2.1的确定。表9.2.1超限报警等级设定表超限报警等级颜色标识级别描述一级红色监测指标已超出设计允许和规范规定，或者严重影响桥梁安全、正常使用和行车安全二级橙色监测数据超出桥梁正常使用条件限值，且可能对桥梁安全、正常使用和行车安全产生显著影响三级黄色监测数据超出桥梁正常使用条件限值，且可能对桥梁安全、正常使用和行车安全产生轻微影响蓝色监测指标异于日常数据的正常水平，接近或超过桥梁正常使用条件界限值，但不会对桥梁安全、正常使用和行车安全产生影响9.2.4超限报警阈值的确定应符合下列规定：1应根据设计值和规范容许值设定，兼顾监测数据的历史统计值、材料允许值和仿真计算值，并结合养护检查应用、特殊事件应急管理和桥梁安全专项评估等监测应用的需求。2应根据桥梁结构实际运行状况进行动态调整，当桥梁已进行承载力评定时，应采用基于相关测试结果修正的有限元模型计算理论值替代设计值。9.2.5监测数据超限阈值设定宜符合表9.2.2的规定。表9.2.2超限报警阈值设定表报警类别报警内容超限阈值a超限级别桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥环境最高温度、最低温度、最大温差达到1.0倍设计值●●●●达到1.1倍设计值三级●●●●达到1.2倍设计值二级●●●●构件封闭空间内相对湿度b达到50%●●●●结冰出现结冰●●●●作用车辆总重或轴重达到1.5倍设计车辆荷载三级●●●●达到2.0倍设计车辆荷载二级●●●●风速、风向桥面10min平均风速达到25m/s三级●●●●桥面10min平均风速达到0.8倍桥面设计基准风速二级●●●●桥面10min平均风速达到桥面设计基准风速一级●●●●混凝土、钢结构构件温度达到设计值●●●●桥面铺装层温度大于60℃或小于-20℃或根据铺装体系材料力学性能随温度变化关系确定●●●●船舶撞击发送船撞事件二级●●●●桥岸地表场地地震动加速度达到设计E1地震作用加速度峰值二级●●●●达到设计E2地震作用加速度峰值一级●●●●结构主梁竖向位移达到0.8倍设计值二级●●●●达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级●●●●主梁横向位移达到0.8倍设计值二级●●—●达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级●● ●支座位移绝对值达到0.8倍设计值二级●●●●报警类别报警内容超限阈值a超限级别桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥绝对值达到设计值一级●●●●梁端纵向位移绝对值达到0.8倍设计值二级●●●●绝对值达到设计值一级●●●●塔顶偏位达到0.8倍设计值二级●● 达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级●●——主缆偏位达到0.8倍设计值二级●———达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级●———梁桥高墩墩顶位移达到0.8倍设计值二级 ● 达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级——●—拱桥主拱拱顶位移达到0.8倍设计值二级———●达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级———●主梁、索塔、主拱关键截面静应变超过历史最大值三级●●●●超过设计最不利工况计算值二级●●●●悬索桥吊索、锚跨索股力斜拉桥斜拉索超过0.95倍设计值二级●●—●超过设计值或一个月内出现10次以上二级超限一级●●—●支座反力绝对值达到0.8倍设计值二级●●●●绝对值达到设计值一级●●●●结构主梁振动加速度10min加速度均方根达到31.5cm/s2且持续时间超过30min●●●●10min加速度均方根超过31.5cm/s2且接近50cm/s2三级●●●●10min加速度均方根达到50cm/s2二级●●●●幅值持续增大、呈现发散特征一级●●●●悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）振动加速度10min加速度均方根达到100cm/s2●●—●10min加速度均方根超过100cm/s2且接近300cm/s2三级●●—●10min加速度均方根达到300cm/s2且频繁出现二级●●—●结构变化基础冲刷达到0.7倍设计冲刷深度二级●●●●达到设计冲刷深度一级●●●●锚碇位移锚碇水平位移达到0.00005倍主跨跨径，锚碇竖向位移达到二级●———报警类别报警内容超限阈值a超限级别桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥0.0001倍主跨跨径锚碇水平位移达到0.0001倍主跨跨径，锚碇竖向位移达到0.0002倍主跨跨径一级●———拱脚位移达到0.8倍设计值二级 ●达到1.0倍设计值一级———●裂缝出现结构性裂缝●●●●出现结构性裂缝，且持续扩展三级●●●●结构性裂缝宽度超过规范限值或发展速度二级●●●●腐蚀腐蚀深度到达保护层深度二级●●●●预应力体外预应力相对损失超过5%二级—●●—体外预应力相对损失超过10%一级—●●—断丝出现断丝二级●● ●断丝率达到2%一级●● ●螺栓状态个别螺栓轻微松动●●●●个别螺栓松动三级●●●●部分螺栓松动二级●●●●较多螺栓发生严重松动或少量脱落一级●●●●索夹滑移索夹出现滑移二级●———索夹滑移严重或较多数量索夹出现滑移一级● 主梁涡振c10min振动加速度均方根值达到31.5cm/s2、能量比因子大于10三级●●◐—10min振动加速度均方根值达到50cm/s2、能量比因子大于10二级●●◐—10min振动加速度均方根值达到80cm/s2、能量比因子大于10一级●●◐—监测数据分析结果钢结构疲劳疲劳损伤指数达到0.1三级●●●●出现较多疲劳裂缝，或裂缝长度和宽度较大二级●●●●塔顶或主缆或主拱出现永久偏位一级●●—●报警类别报警内容超限阈值a超限级别桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥d偏位主梁下挠持续下挠一级●●●●桥墩沉降e墩台均匀总沉降达到20imm，或相邻墩台总沉降差值达到10imm一级——●—索力基准值与成桥索力相比变化超过10%二级●●—●与成桥索力相比变化超过15%一级●●—●剔除环境影响的桥梁主要频率变化超过3%二级●●●●超过5%一级●●●●注：●为应报警项；◐针对大跨度钢桥；—为无须报警项。a“超限阈值”一列中的“设计值”参考了JTGD60、JTG3362、JTG/TD65-05、JTG/T3365-01、JTG/TD65-06、JTG/T3360-01的相关规定。锚碇位移限值参考了JTG/TD65-05的相关规定。裂缝限值参考了JTG5120-2021、JTG/TH21的相关规定。b构件封闭空间为主梁内，悬索桥主缆、锚室和鞍罩内，斜拉桥索塔和索塔锚固区内，拱桥主拱内封闭空间。c桥梁涡振报警选取主梁竖向加速度均方根值和能量比因子作为报警指标，阈值取值的原则依据已有桥梁发生涡振的加速度均方根值统计规律一级ISO2631-1舒适性标准制定。d数据分析结果超限报警为非同步报警项。eL为相邻墩台最小跨径，单位为米（m）。9.3车辆通行管控9.3.1车辆通行管控建议宜基于桥梁结构监测数据分析并协同其他运行管理系统信息给出。9.3.2监测数据显示出现影响行车安全状况时，应给出车辆通行管控建议。9.3.3根据气象数据，12h内降雨量超过50mm或12h内降雪量超过4mm以上，宜进行车辆限速限流；大雾能见度小于200m时，宜进行车辆限速；大雾能见度小于50m时，宜封桥。9.3.4桥面结冰，缆、索、吊杆结冰时，宜进行车辆限速和除冰处治。9.3.5桥面风速超过表9.2.2中三级限值时，可进行封桥管理。9.3.6主梁加速度超过表9.2.2中四级限值时，宜进行车辆限速。9.4结构健康度评估9.4.1桥梁结构健康度应包括结构整体健康度和结构构件健康度，等级宜划分为Ⅰ基本完好、Ⅱ轻微异常、Ⅲ中等异常、Ⅳ严重异常四级。表9.4.1桥梁结构健康度等级评定依据健康度等级结构构件结构整体9.4.21）中所列监测数据无超限或超限等级四级9.4.22）中所列监测数据超限等级全部为四级或无超限Ⅱ轻微异常9.4.21）中所列监测数据超限等级三级除塔顶偏位、锚碇位移、拱脚位移之外，9.4.22）中所列其它监测数据与分析结果超限等级仅为1项为二级、无一级Ⅲ中等异常9.4.21）中所列监测数据超限等级二级9.4.22）中所列监测数据与分析结果超限等级出现多项（2项及以上）二级或1项一级；或当塔顶偏位、锚碇位移、拱脚位移出现1项或以上二级；或多项构件健康度中等异常Ⅳ严重异常9.4.21）中所列监测数据超限等级一级9.4.22）中所列监测数据与分析结果超限等级出现多项一级；或多项构件健康度严重异常9.4.2宜通过监测数据分析、并与超限阈值比较，进行桥梁结构健康度评估，评估参数包括：1）构件健康度表征评估参数：采用梁端纵向位移、关键截面应变、索力、支座反力、索振动、裂缝、断丝、螺栓状态、索夹滑移、疲劳等监测数据；2）结构整体健康度表征评估参数：采用主梁竖向和横向位移、塔顶偏位、主缆偏位、支座位移、高墩墩顶位移、锚碇位移、拱脚位移、基础冲刷深度、锚跨索股力、预应力、主梁振动等监测数据，以及塔顶或主缆或主拱永久偏位、主梁持续下挠、桥墩沉降、索力基准值变化、剔除环境影响的桥梁主要频率变化等分析结果。9.4.3也可通过损伤识别和模型修正建立可靠的有限元模型，将计算的结构响应和结构变化结果与表9.2.2中超限阈值进行对比，参考表9.4.1进行桥梁结构健康度评估。9.4.4当构件健康度或结构整体健康度为Ⅲ级中等异常或Ⅳ级严重异常时，应进行专家研判。9.5特殊事件应急管理9.5.1桥梁在遭受涡振、强（台）风，悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）等异常振动，地震、车辆超载、船撞等特殊事件时，应进行特殊事件数据分析辅助应急管理措施决策，并评估结构健康度，必要时组织专家研判。9.5.2涡振应急管理应符合下列规定：1宜采用10min加速度均方根值sa和振动能量比因子R作为涡振判定指标，也可补充其它参考数。sa和R按公式（1）和（2）计算：sa=Σ1a（1）式中：sa——加速度均方根值，单位为米每平方秒（m/s2ai——主梁振动加速度，单位为米每平方秒（m/s2N——10min加速度采样点数。式中：A1——结构振动响应功率谱密度中最大幅值，单位为平方米每三次方秒（m2/s3）；A2——结构振动响应功率谱密度中次最大幅值，单位为平方米每三次方秒（m2/s32可采用机器学习算法自动判断涡振，也可采用其它可靠方法；3涡振超限阈值宜按表9.2.2规定选取，检查建议宜符合下列规定：1）超限三级，提醒持续关注；2）超限二级，提醒采取车辆限速等管理措施；3）超限一级，提醒封闭桥梁，按9.4.1和9.4.2的规定进行桥梁结构健康度评估。4应提供桥梁涡振事件分析报告，报告内容宜包括：涡振前、涡振事件全过程、涡振后数据分析结果。数据分析宜符合下列规定：1）分析桥面10min平均风速、平均风向、风攻角、湍流度；2）分析主梁10min加速度均方根值、模态参数变化；3）分析涡振全过程持续时间、风况条件、加速度和位移均方根值、振动频率。9.5.3强风应急管理符合下列规定：1强风风速超限阈值宜按表9.2.2规定选取，检查建议符合下列规定：1）超限三级，提醒封闭桥梁；2）超限二级，提醒检查桥梁构件状态；3）超限一级，提醒检查桥梁构件状态，并按9.4.1和9.4.2的规定进行桥梁结构健康度评估。2应提供桥梁强风分析报告，报告内容宜包括：强风前、强风全过程、强风后数据分析结果。数据分析宜符合下列规定：1）分析桥面10min平均风速、平均风向、风攻角、湍流度、阵风因子；2）分析主梁、悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）等振动加速度均方根值、模态参数变化；3）分析主梁竖向和横向位移、塔顶偏位、主拱拱顶位移、索力基准值变化等最大值。9.5.4悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）等索构件振动加速度超限二级，应提醒检查减振设施有效性并进行数据分析，数据分析内容宜包括：索构件异常振动前、异常振动全过程、异常振动后数据分析结果。数据分析宜符合下列规定：1分析桥面10min平均风速、平均风向、风偏角、风攻角、降雨量；2分析索构件10min加速度均方根值、模态参数变化；3分析索构件异常振动全过程持续时间、风况条件、加速度和位移均方根值、振动频率；4分析索构件索力基准值变化；5分析索构件异常振动的类型。9.5.5地震应急管理符合下列规定：1地震动加速度超限二级时，宜提醒对桥梁进行全面检查；2地震动加速度超限一级时，宜提醒封闭桥梁，对桥梁进行全面检查，并满足下列规定：1）按9.4.1和9.4.2的规定，利用监测数据进行桥梁结构健康度评估；2）也可采用可靠的考虑土结相互作用的非线性结构有限元模型，通过计算分析在地震动作用下桥梁加速度、位移、支座反力、构件内力和应力等结构响应的最大值和残余量，进行桥梁结构健康度评估；3提供地震事件分析报告，报告内容宜包括：震前、地震过程中和震后数据分析结果。数据分析宜符合下列规定：1）分析地震过程中桥址地表场地和桥梁墩底（承台）加速度峰值、均方根值、反应谱；2）分析主梁竖向和横向位移、支座位移、梁端纵向位移、塔顶偏位、主缆偏位、梁桥高墩墩顶位移、拱桥主拱拱顶位移的最大值和残余位移；分析主梁、索塔、主拱关键截面应变最大值和残余应变；分析悬索桥吊索、锚跨索股力，斜拉桥斜拉索，拱桥吊杆（索）、系杆等索力基准值变化；分析支座反力的最大值和残余力。3)分析主梁、塔顶、主拱、索构件等振动加速度的峰值和均方根值；4）分析震前和震后桥梁模态参数变化。9.5.6车辆超载应急管理符合下列规定：1监测车辆荷载超限二级时，应提醒进行桥梁结构检查；2可根据9.4.1和9.4.2的规定，利用监测数据进行桥梁结构健康度评估；3也可采用可靠的修正有限元模型，验算超载车辆荷载作用下的主梁竖向位移、支座反力、构件内力和应力，并通过与实测监测数据对比，进行桥梁结构健康度评估；4车辆超载特殊事件专项报告内容宜包括：超载车辆荷载、发生时间，主梁竖向位移、支座位移、主梁关键截面静应变，悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）、系杆等索力，支座反力等最大值。9.5.7船舶撞击应急管理符合下列规定：1发生船舶撞击后，应提醒进行桥梁结构检查；2可按9.4的规定进行桥梁结构健康度评估，提供分析报告，报告内容宜包括船舶撞击前、撞击全过程、撞击后数据分析结果。数据分析宜符合下列规定：1）对船舶撞击全过程视频监测数据进行分析；2）分析主梁、塔顶、桥墩墩顶振动加速度，主梁横向位移、梁桥高墩墩顶位移、支座位移、主梁关键截面静应变、悬索桥吊索、斜拉桥斜拉索、拱桥吊杆（索）、系杆等索力，支座反力、拱脚位移等监测数据的绝对最大值与残余值，模态参数等。9.5.8特殊事件数据分析报告内容宜包括特殊事件概况、特殊事件过程和特殊事件之后的数据分析结果。9.5.9特殊事件的确认和审核应结合监测数据、视频图像、现场检查的结果综合研判。9.5.10特殊事件的归档应包括监测数据、桥梁检查和处置情况等，应纳入全寿命周期数字化档案。9.6桥梁安全专项评估9.6.1存在倾覆风险的桥梁应进行抗倾覆性能专项评估，宜包括车辆荷载、支座竖向位移、支座横向位移和梁体横向倾角等。9.6.2桥梁加固维修后应进行专项评估，宜包括主梁应变、主梁挠度、裂缝宽度和动力特性等。9.6.3预制装配式多主梁梁桥应进行横向连接性能专项评估，宜包括横梁应力、各片主梁挠度相关性、加速度相关性以及应变相关性等。9.6.4桥梁动力特性专项评估宜包括桥梁振动加速度、振动加速度均方根值和模态参数变化等。9.6.5结构安全评估可通过建立有限元模型，结合模型修正和损伤识别技术计算分析结构响应和变化。本标准用词说明1为了便于在执行本指南条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：1）表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；2）表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；3）表示允许稍有选择，在条件允许时首先应这样做的：正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准、规范执行的，写法为“应按……执行”或“应符合……的引用标准名录《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB50982《公路桥梁结构监测技术规范》JT/T1037 《城市桥梁养护技术标准》CJJ99《山西省城市基础设施生命线安全工程建设指南（试行）》山西省工程建设地方标准DBXXXXXX-XXXXXX条文说明 393基本规定 404系统设计 414.2监测内容及监测方案 414.3测点布设 424.5数据采集、传输、存储 445系统实施 475.2硬件设备安装 475.3系统集成与调试 476系统试运行及验收 486.3系统验收 487系统运维 497.2设备维护 498数据管理及数据分析 508.1一般规定 508.2数据编码 508.3数据存储 508.5数据分析 509监测结果应用 529.2超限报警 521.0.1城市生命线工程建设，是指运用现代信息技术，对城市燃气、桥梁（隧道）、供水、排水、综合管廊、热力等城市基础设施运行状况进行实时监测、动态预警、精准溯源、协调处置，及早发现和管控风险隐患，有效防范事故发生，保障城市基础设施生命线安全运行的系统性工程。市政桥梁生命线工程作为城市生命线工程的重要组成部分，对提升市政桥梁智慧管养有着非常重要的意义，同时也有效提升了市政桥梁重大风险防控与突发事件处置能力，为新时代山西宜居韧性智慧城市建设提供坚实稳固的安全保障。1.0.3“因桥制宜”是因为市政桥梁的结构形式、使用功能、建设年代、所处环境等各不相同，因此在安全工程建设中要充分考虑每座桥梁的具体特点和实际需求；“先进适用”是指一方面要积极采用先进的技术、设备和方法，如利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现对桥梁结构状态、运行环境等的实时监测和智能分析，提高安全监测的精度和效率，及时发现潜在安全隐患，另一方面，所采用的技术和设备要适应桥梁的实际情况和使用要求，确保在不同环境条件下都能稳定可靠运行，且具有良好的性价比和可维护性；“安全可靠”是市政桥梁生命线安全工程的核心目标；“互联互通”是指市政桥梁生命线安全工程不是孤立的，要与城市的其他基础设施以及相关管理系统实现互联互通，一方面桥梁的监测数据要与城市的交通管理系统、应急指挥系统等进行共享和交互，为城市的整体运行和应急决策提供支持，另一方面要与周边的道路、隧道、地下管线等基础设施进行协同管理，实现信息共享和资源整合，共同保障城市基础设施的安全运行。3基本规定3.0.4桥梁生命线安全工程中的监测系统可以为人工检查和养护维修提供准确的信息和依据，明确检查和维修的重点部位和关键环节，人工检查则可以对监测系统的结果进行验证和补充，两者相互结合，形成一个完整的桥梁安全保障体系。最终的目的都是发现问题后通过养护维修措施来进行整改和修复，恢复桥梁的使用性能，延长桥梁的使用寿命。3.0.6新建桥梁的生命线安全工程监测系统涉及大量传感器、数据传输设备等，其电力供应、数据通信等与机电工程紧密相关，应同步进行设计；生命线安全工程监测系统的传感器安装、数据采集等工作就要与施工监控的节奏一致，及时获取施工过程中的结构响应数据，为施工决策提供依据，保证施工质量和安全；交工荷载试验是检验桥梁承载能力和工作性能的重要环节。此时，生命线安全工程监测系统同步试运行，可在试验过程中监测桥梁在不同荷载工况下的应变、位移等数据，验证监测系统的准确性和可靠性，也能为桥梁的验收提供更全面的数据支持；土建工程完成时，生命线安全工程监测系统也应完成建设并具备验收条件。3.0.8桥梁健康监测系统涵盖传感器、数据采集与传输、数据分析处理等多个子系统。通过不少于3个月的试运行，可以在不同环境条件和交通荷载等情况下，全面检验各子系统及整体系统的稳定性、准确性和可靠性。如检验传感器能否准确采集数据，数据传输是否稳定、无丢失，数据分析算法是否能正确处理数据并输出有效结果等。3.0.12阈值是判断桥梁结构是否处于安全状态的关键指标。合理的阈值能够准确反映桥梁结构的实际承载能力和安全状况，既不会因阈值设置过低而导致频繁误报警，也不会因阈值设置过高而使一些安全隐患无法及时被发现。监测系统会持续采集大量的数据，通过对这些数据的分析，如统计分析、相关性分析、趋势分析等，可以发现桥梁结构性能的变化规律和潜在问题。若发现监测数据的变化趋势超出了原有的预期，或者出现了一些异常数据特征，就需要对阈值进行相应的调整。比如，当发现桥梁在长期使用过程中，某些部位的应变数据逐渐增大，接近原设定的阈值，但结构实际并未出现明显的安全问题，此时可能需要根据数据分析结果，综合考虑结构的剩余寿命、安全裕度等因素，适当调整应变阈值。4系统设计4.2监测内容及监测方案4.2.1环境监测主要包括温度、湿度、风速、风向、降雨量、日照等气象参数的监测。作用监测主要针对车辆荷载、风荷载、地震荷载、流水压力等进行监测。结构响应与变化监测主要包括位移监测、应力应变监测、振动监测、裂缝监测，位移监测涵盖桥梁的竖向位移、横向位移、纵向位移以及转角等；应力应变监测通过在桥梁关键构件如主梁、桥墩、拱肋等部位布置应变计，监测结构在荷载作用下的应力应变状态，评估结构的受力情况和承载能力；振动监测主要采集桥梁的振动频率、振型、阻尼比等动态参数，分析桥梁的动力性能，判断结构是否存在损伤，如悬索桥在风或车辆激励下的振动监测，可及时发现结构的异常振动；裂缝监测是对桥梁表面裂缝的位置、长度、宽度、深度及发展情况进行监测，常用裂缝计、光学显微镜等设备，裂缝是桥梁结构损伤的直观表现，如混凝土桥梁的裂缝扩展可能导致钢筋锈蚀，影响结构耐久性。4.2.2标准化监测的特点主要是：全面性：涵盖环境温湿度监测、车辆荷载监测、结构温度监测、桥面温度监测、主梁挠度监测、关键截面应变监测、典型裂缝监测等众多方面，还包括人工定期对桥面系构造、上部结构、支座、桥墩与基础等的检查。系统性：从监测指标的选取、传感器的布置到数据的采集、传输和处理，都有一套完整、规范的体系，能够全面、深入地反映桥梁的健康状况。规范性：严格遵循相关的标准和规范进行设计、建设和运行，确保监测结果的准确性和可靠性，便于不同桥梁之间的数据对比和分析。高成本性：需要大量的传感器、复杂的数据传输和处理设备以及专业的技术人员进行维护和管理，建设和运营成本相对较高。适用场景：主要适用于大型桥梁、特大桥、结构复杂的桥梁以及对交通有重要影响的桥梁，这些桥梁的安全至关重要，需要全面、精确的监测来保障其运营安全。轻量化监测的特点主要是：针对性：根据桥梁的实际情况和特定需求，有针对性地选取监测对象和监测指标，遵循“一桥一策”的原则，重点关注关键部位和关键参数。低成本：在硬件设备上，采用高集成、短链路、低功耗的设计，减少了不必要的传感器和设备，降低了系统的复杂度和成本。易部署：数据采集与处理模块、通信模块、供电模块集成处理等无线传输方式，供电可采用电池集成等方式，简化了布线，安装和维护更加便捷。重报警：更注重报警功能，当监测数据达到或超过设定的阈值时，能够及时通过多种方式发出预警报警信号，提醒管理人员关注桥梁安全。适用场景：适用于数量众多、分布广泛的中小跨径桥梁以及常规桥梁，这些桥梁如果采用标准化监测成本过高，轻量化监测可以在满足基本安全需求的前提下，以较低的成本实现对桥梁的有效监测。4.3测点布设4.3.2测点布设时应根据实桥运营环境、荷载特点、结构特点、桥梁计算分析结果和桥梁的养护管理需求确定测点，测点布设应符合以下要求：1结构响应最不利处及响应最大处一般为结构在荷载作用下受力的最薄弱位置，例如对于梁桥、拱桥等，跨中通常是竖向位移最大的部位，通过在跨中布设位移测点，能直观地反映桥梁在荷载作用下的变形情况，判断结构的刚度是否满足要求；在斜拉桥和悬索桥中，塔顶在风荷载、车辆荷载等作用下，水平位移相对较大，在塔顶布设位移测点，可监测塔顶的位移变化，评估桥梁的整体稳定性。对于结构的已损伤处主要是指裂缝位置，对已出现裂缝的部位，在裂缝的两端、最宽处等位置布设裂缝监测点，监测裂缝的发展情况，如裂缝的宽度、长度变化等，判断裂缝是否会继续扩展，对结构安全造成更大的威胁。2桥面是车辆行驶的主要区域，风对桥梁结构和行车安全都有重要影响。在桥面两侧布设风速风向测点，能直接获取作用于桥面的风环境数据，了解风对桥梁的横向作用力等情况。同时，桥面两侧相对开阔，无遮挡位置可以保证风速风向传感器准确测量自然风的参数，避免受到桥梁结构本身或其他障碍物的干扰。要求桥面测点的竖向高度大于1倍梁高，是为了使传感器处于不受梁体干扰的自由风场中，确保测量到的风速风向数据真实反映桥梁所受的风荷载情况。如果测点高度过低，梁体可能会对风流产生干扰，导致测量数据不准确。对于斜拉桥、悬索桥等具有高耸塔结构的桥梁，塔顶是整个桥梁结构中受风影响较为显著的位置。塔顶的风速风向变化对桥梁的整体稳定性和结构安全至关重要，例如强风可能会使塔顶产生较大的位移，进而影响拉索或主缆的受力状态。将风速风向测点布设在塔顶的无遮挡位置，能够实时监测塔顶处的风况，为评估桥梁在风荷载作用下的安全性提供关键数据。拱桥的拱顶是结构的关键部位，风荷载可能会在拱顶产生复杂的受力情况，如水平推力、扭矩等。在拱顶布设风速风向测点，有助于了解风对拱结构的作用效果，监测拱顶在风作用下的响应。3环境温度监测主要体现在闭口箱梁内部空间相对封闭，空气流通性差，湿度容易积聚且受外界环境影响的变化规律与桥面不同，可能会对箱梁内部的钢筋、混凝土等结构材料产生腐蚀等不利影响，增设测点可及时掌握箱梁内部的湿度变化，为结构耐久性评估提供数据支持。锚室是悬索桥、斜拉桥等桥梁中锚固主缆或拉索的重要部位，湿度对锚具的腐蚀、拉索的性能等都有重要影响，在锚室增设测点能针对性地监测湿度环境，保障锚室结构的安全可靠。桥面铺装层直接与外界环境接触，温度变化迅速且受日照、降雨、季节等因素影响大，其温度状况不仅影响铺装层材料的性能和使用寿命，还会通过热传导等方式影响桥梁主体结构。在桥面铺装层布设温度测点，可以及时了解铺装层的温度变化情况，为桥面铺装的养护管理以及分析其对桥梁结构的热影响提供依据。结构温度监测中，关键混凝土或钢结构构件上布设要点：对于混凝土桥梁，如箱梁的顶板、底板及腹板等部位，由于在日照、散热等条件下温度变化存在差异，会产生温度梯度，在这些部位布设测点可以准确测量不同位置的温度，分析温度梯度对结构内力和变形的影响。对于钢结构桥梁，像钢箱梁、钢桁架等的关键节点、杆件等，在温度作用下可能会产生较大的应力变化，在这些位置设置测点能有效监测结构温度应力状态。反映温差效应的重要性：不同部位构件之间的温差可能会导致结构产生不均匀变形，进而产生附加内力，对桥梁结构的安全性和稳定性造成威胁。通过在不同部位构件上布设温度测点，能够实时监测温差变化，评估温差效应的影响程度，为桥梁结构的受力分析和安全评估提供关键数据。4缆索结构体系如悬索桥、斜拉桥等，其受力和结构安全受多种气象因素综合影响。将雨量测点与风速仪等布设在同一位置，可同时获取精确对应的雨量、风速等数据，便于分析风雨等气象条件共同作用对缆索结构的影响，例如研究风雨耦合作用下缆索的振动特性、桥梁结构的响应等。5桥梁承台是连接桥墩和地基的重要结构部件，它与地基紧密相连，能较为直接地接收来自地基的地震动输入。将地震动监测测点布设在承台顶部，可以准确获取地震时地基传递给桥梁结构的地震动信息，包括地震波的幅值、频率等关键参数，为分析桥梁结构在地震作用下的受力和响应提供基础数据。索塔根部是索塔与基础或承台连接的部位，在地震时，索塔根部既要承受索塔自身的惯性力，又要传递来自基础的地震动作用，是索塔结构中受力最为复杂和关键的部位之一。在此处布设测点，能够有效监测到地震动对索塔的输入情况，了解索塔根部在地震过程中的加速度、位移等响应，对于评估索塔的抗震性能和结构安全至关重要。当主跨跨度超过600m时，桥梁结构的尺寸和规模较大，地震动在桥梁结构上的空间变化效应较为明显，可能会出现行波效应、多点激励等复杂的地震响应情况。增设测点可以更全面地捕捉地震动在大跨度桥梁结构上的分布和变化规律，提高监测数据的完整性和准确性，为准确评估大跨度桥梁在地震作用下的整体安全性提供更充分的数据支持。6通过对交通荷载的监测，能够实时获取桥梁所承受的实际荷载情况，为桥梁结构的受力分析、疲劳评估、剩余寿命预测等提供准确的数据支持，以便及时采取养护维修、交通管制等措施，保障桥梁的安全运营。上桥方向的截面在车辆驶入桥梁的第一时刻，振动较小的位置对监测设备的冲击和磨损相对较小，有利于抓拍高质量的画面，同时降低设备的振动损耗，保证监测系统的长期稳定运行。11不同规格型号的索，其力学性能如刚度、强度等存在差异，阻尼影响索在振动时能量的耗散和振动的衰减特性。索力最大的索承担着桥梁结构的主要荷载，其受力状态对桥梁的整体稳定性和安全性至关重要。一旦索力超过其承载能力，可能引发索的断裂等严重事故。监测索力最大的索，能直接掌握桥梁结构的荷载传