DBJ04-T 511-2025 城市桥梁生命线安全工程监测技术标准

51总则22术语2243基本规定434系统设计4一般规定4.2监测内容4.2测点布设及传感器安装4.310测点布设及传感器安装4.3104.5测点数据编码、采集、传输4.5数据存储5系统实施5一般规定5.25.25.3系统集成与调试5.3系统试运行与验收一般规定一般规定系统试运行系统验收23系统应用2323一般规定237.2数据分析 7.3超限报警 7.4数据报告 8系统运维 8.1一般规定 8.28.2设备维护 本标准用词说明 引用标准名录34引用标准名录34contents1Generalprovisions·22Terms·2 4systemDesign 64.3LayoutMeasurementpointsandInstallationsensors4.5MeasurementpointDataEncoding,collection1313Datastoragesystem5Implementationsystem5GeneralprovisionsInstallation5.2HardwareEquipmentInstallation5.25.3systemIntegration5.3systemTrialoperationandAcceptanceInspectionGeneralprovisionssystemTrialoperation6.3systemAcceptance 7systemApplication 7.1Generalprovisions 23237.2DataAnalysis23Alarm25over-limitAlarm25DataReport32systemoperationandMaintenance32General32provisionsGeneral3232EquipmentMaintenance32standardExplanationofwordingin33ThisstandardExplanationofwordingin3334ListofQuotedstandards3435Explanationofprovisions351.0.1为提升山西省城市桥梁智慧管养水平,指导城市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内城市桥梁生命线安全工程结构监测系1.0.2本标准适用于山西省内城市桥梁生命线安全工程结构监测系统的设计、实施、试运行与验收、应用和运维。1.0.3城市桥梁生命线安全工程结构监测应遵循安全可靠、因桥制宜、先进适用"的原则。1.0.4城市桥梁生命线安全工程结构监测除应符合本标准外,尚应符合国家、行业、山西省现行相关标准的规定。2术语2.0.1城市桥梁municipalbridge城市范围内连接或者跨越城市道路、河流、沟壑等,供车辆、行人、市政管线通过的归属市政管养的桥梁。2.0.2桥梁生命线安全工程bridgelifelinesafetycngineering运用现代信息技术,运用现代信息技术,对桥梁运行状态进行实时监测、风险预警、协同处置,及早发现和管控风险隐患,有效防范事故发生,保障桥梁安全运行的系统工程。2.0.3桥梁监测系统bridgestructuralhealthmonitoringsystem通过传感和网络集成技术,对桥梁设定参数进行测量、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structural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。22.0.9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。2.0.10模态参数modalparameter结构的固有动力特性,包括结构的自振频率、型等。343基本规定3.0.1应根据城市桥梁结构特点、所处环境、运营现状等因素开展风险辨识,主要包括:1结构风险1结构风险:斜拉桥、悬索桥、系杆拱桥、异型桥、组合结构等特殊结构或复杂结构桥梁;2自然灾害风险:跨越城市主要河流,季节水位变化较大、基础为扩大基础且冲刷风险较大的桥梁;位于采空区范围内的桥梁;3车辆荷载风险:位于主要交通要道、交通繁忙、重载交通持续或周期性通行的桥梁;撞击高风险桥梁;4结构倾覆风险:独柱墩桥梁、弯桥等存在倾覆风险的桥梁;5承载力退化风险:技术状况等级评定为C级、D级且需要跟踪观测的在役桥梁;6结构劣化风险:服役年限超过30年且存在明显病害的桥梁;设计荷载等级低于现行荷载标准的桥梁;经结构加固需要重点关注的桥梁;专7经评估需要监测的其他桥梁。专3.0.2应根据桥梁风险评估结果,结合养护需求,3.0.2应根据桥梁风险评估结果,结合养护需求,制定桥梁监测方案。3.0.3桥梁监测系统应根据桥梁运行环境、结构形式、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建设和应用,宜与人工检查和养护维修相结合。实施前,应根据现场调研,编制施工图设计文件。3.0.4桥梁监测系统架构包括感知层、采集与传输层、数据处理层、应用层,如图3.0.4所示。53.0.5桥梁监测系统建设流程包括系统设计、系统实施、系统试运行与验收、系统应用、系统运维。3.0.63.0.73.0.84系统设计4.1一般规定4.1.14.1.1桥梁监测系统设计宜分为方案设计和施工图设计两阶段进行。4.1.2桥梁监测系统方案设计应包含下列内容:1桥梁基本工程概况、现状调研;2系统组成及基本功能设计;33主要监测内容与测点总体布置;4工程数量表及估算文件;5特殊结构桥梁监测方案宜结合桥梁实际情况增设比选方案4.1.3桥梁监测系统施工图设计应包括下列内容: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设备选型及技术参数要求;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工程数量表及预算文件。4.2监测内容4.2.1桥梁监测内容应包括环境、作用、结构响应和结构变化。4.2.2对于拱桥、斜拉桥、悬索桥等特殊结构桥梁,监测内容应符合表4.2.2的规定。监测内容表4.2.2监测内容监测类型监测项目监测内容拱桥环境温湿度桥址区环境温度、湿度主梁内温度、湿度主拱内温度、湿度主缆内温度、湿度锚室内温度、湿度作用车辆荷载风荷载结构地震桥岸地表场地加速度承台顶或桥墩底部加速度(抗震设防烈度为度及以上)承台顶或桥墩底部加速度(抗震设防烈度为度以下)结构响应位移主梁竖向位移主梁横向位移支座位移监测类型监测项目监测内容桥型选择拱桥斜拉桥悬索桥梁端纵向位移的风险水平,确定具体的监测场景,监测内容应符合表4.2.3的规定。1跨越城市主要河流,季节水位变化较大、基础为扩大基础且冲刷风险较大的水毁风险区桥梁;2位于采空区范围内的沉降风险区桥梁;3位于主要交通要道、、交通繁忙重载交通持续或周期性通行3位于主要交通要道、、交通繁忙的重载交通桥梁;4撞击高风险桥梁;5独柱墩桥梁、弯桥等存在倾覆风险的运行高风险桥梁;D级且需要跟踪观测的在役桥梁;技术状况评定等级为C级D级且需要跟踪观测的在役桥梁;服役年限超过3服役年限超过3。年且存在明显病害的桥梁;设计荷载等级低于现行荷载标准的桥梁;经结构加固需要重点关注的桥梁;结构自身监测应选择病害严重对于装配式梁桥8,、技术状况等级评级较低的孔跨进行监测布点。结构自身监测应选择病害严重对于装配式梁桥监测内容监测场景监测内容监测场景A视频视频主梁主梁主梁振动裂缝水位监测冲刷监测沉降监测主梁变位水毁风险区桥梁撞专球风险桥梁技术状况等级C级.D级桥梁服役年限超过30年且存在明显病害的桥梁设计荷载等级低于现行荷载标准的桥梁加固改造桥梁"/为无需监测项。注:·为应选监测项,"。"为宜选监测项,9为可选监测项,"/为无需监测项。4.3测点布设及传感器安装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,结合桥梁的风险评估结果、养护管理需求确定,应兼顾代表性、经济性、可更换性,并考虑设备布设条件所受约束性。4.3.2测点布设应符合下列规定:1测点应在结构响应最不利处、结构响应最大处或已损伤处布设。f2环境温湿度测点应布设在跨中桥面闭口箱梁、锚室等对湿f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在关键混凝土或钢结构构件上,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。3风速风向测点应布设在桥面两侧、塔顶、拱顶等各方向无遮;4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。;;:5主梁线形监测应能反映结构线形长期变化趋势,应在主跨四分点、边跨跨中等关键截面布设测点,跨度较大的悬索桥、斜拉桥应相应增加监测截面。;:6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。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、转角测点宜布设在主梁、桥墩、索塔、主缆、拱圈等关键构件响应极值点处。9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顶部、索塔根部等相对固定不动的位置,当主跨跨度超过·应增设测点。1010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,且质保期不应少于5年。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)》(GB/T,室外安装的相关规定存在水淹风险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表4.4.4的规定确定。表4.4.4监测设备技术要求监测内容监测设备技术参数温度、湿度桥址区环境温度、湿度温度传感器1.量程:量程上限宜超出大气温度年极大值30℃以上,量程下限宜低于年极小值20℃以上2.测温精度:±0.5℃监测内容监测设备技术参数主梁内环境温度、湿度3.分辨力:≤0.1℃湿度传感器1.量程:0~100%RH(非凝露)2.测湿精度:士2%RH续表4.4.4监测内容监测设备技术参数混凝土或钢结构1.量程:-30℃~+80℃结构温度结构温度构件温度2.测量精度:≤0.1℃风速风向桥面风速、风向1.量程:>其安装高度处设计风速的1.2倍2.测量精度:0.3m/s塔顶风速、风向车辆荷载车道车重、轴重、轴数、车速车道车流量视频监控桥面设施异常等特殊事件1.像素:≥40MP2.帧率≥25FPS3.动态范围:≥55dB4.应具备全天候、自动光圈、变焦镜头、昼夜自动转换功能、防护罩位移主梁竖向位移ni,ix:3.支座位移、梁端纵向位移的测量精度:ni,ix:3.支座位移、梁端纵向位移的测量精度:≤主梁竖向位移的测量精度:≤2mm转角塔顶转角1.角度量程宜为-50~+5。2.角度误差不大于0.02e梁端水平转角梁端竖向转角应变主梁关键截面应变1.应变传感器量程≥1000ye2.静应变传感器量程:≥1.2倍预测被测量变化范围3.动应变传感器量程:≥2倍预测被测量变化范围4.分辨率:≤1HE索塔关键截面应变主拱关键截面应变续表4.4.4监测内容监测设备技术参数振动主梁竖向振动加速度主梁、塔、主拱振动加速度传感器:1.量程:>1.2倍计算分析振动响应最大值,且宜≥±lg2.横向灵敏度:≤5%3.频响范围:≤100HZ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传感器:1.量程:>1.5倍计算分析振动响应最大值,且宜≥±5g2.横向灵敏度:≤5%主梁纵向振动加速度主梁横向振动加速度塔顶水平双向振动加速度主拱振动加速度裂缝混凝土结构裂缝1.量程:>5倍裂缝宽度2.测量最大允许误差:≤0.02mm钢结构裂缝地震承台顶或桥墩底部加速度量程:量程:>r8isr8is'索力监测传感器:量程:>12倍索力设计值2.误差:<5%被测索力设计值,wite,wite支座反力支座反力误差:<5%被测支座标称竖向承载力值4.5.1系统数据宜定义数据字典进行编码管理,监测数据编码宜由 地级市简称区县简称类别简称-桥名简称-监测类别简称构件类型编码及截面序号构件序号测点编号"组成,各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图4.5.1所示。15图4.5.1监测点编号命名规则示意图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。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。4.5.5数据采集方式及采集频率应符合表4.5.5的规定。采样频率1次/10min1次/10min1次/10min1.超声风速仪10次/s2.机械式风速仪:1次/s采集方式连续采集监测内容桥址区环境温度、湿度主梁内环境温度、湿度温度、采样频率1次/10min1次/10min1次/10min1.超声风速仪10次/s2.机械式风速仪:1次/s采集方式连续采集监测内容桥址区环境温度、湿度主梁内环境温度、湿度温度、湿度混凝土或钢结构构件温度连续采集结构温度桥面铺装层温度桥面风速、风向风速风向塔顶风速、风向车道车重、轴重、轴数、车速车辆荷载车道车流量连续采集触发采集入续表4.5.5监测内容采集方式采样频率视频监控桥面设施异常等特殊事件连续采集25FPS地震承台顶或桥墩底部加速度触发采集触发采集加速度:50次/s位移主梁竖向位移连续采集1.动位移:20次/s2.静位移:1次/s主梁横向位移梁端纵向位移支座位移塔顶偏位拱脚位移连续间断采集连续:1次/h2.间断1~2次/年转角塔顶转角梁端水平转角应变主梁关键截面应变连续采集1.动应变:10次/s2.静应变:1次/10min振动连续采集20次/s塔顶水平双向振动加速度主拱振动加速度裂缝混凝土结构裂缝定时采集即时采集1.动态:10次/s2.静态:1次/h3.图像:1次/周钢结构裂缝吊杆(索)索力连续采集1.压力传感器1次/s2.加速度传感器50次/s3.电磁弹式传感器:斜拉索索力系杆力支座反力支座反力连续采集4.5.6各采集设备的数据采集应保持时间同步,宜采用北斗卫星导航时钟同步技术。动态监测变量的数据采集时钟同步误差宜小于0.1ms,静态监测变量的数据采集时钟同步误差宜小于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。f4.5.9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。f4.5.10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。4.6数据存储4.6.1监测数据存储宜包括在线存储和离线存储,可分为桥梁现场工控机存储、监控机房中心存储和云存储。4.6.2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。4.6.3监测数据的存储形式宜符合下列规定:1对于关系型的业务数据,宜采用关系型数据库;2对于周期性的时序数据,宜采用时序型数据库;3对于指标类型数据,宜采用文档型数据库;4.6.4数据存储架构宜进行数据分层存储设计,并宜根据数据ETL18顺序从底层至上层分多层次存储。4.6.5桥梁现场采集站存储空间应确保原始监测数据的存储时间大于90d、视频图像数据的存储时间大于30d。4.6.6监控中心平台的实时监测原始数据存储时间宜大于5年。经处理后的特征提取数据、超限报警数据、评估评价结果等结构化数据存储时间宜大于20年。4.6.7监控中心平台的非结构化视频数据存储时间宜大于90d,突发事件的监测数据应转移备份、永久保存。4.6.8监测系统宜设置容灾备份机制,可具备各类数据压缩存储和异地备份功能。4.6.9数据安全应包含数据完整性、数据加密、数据访问权限控制和数据可审计性。1数据完整性应包含数据传输完整性和数据存储完整性数据传输和存储时应设置数据完整性校验机制,保证数据传输和存储过程中的完整性。对于非完整数据,应重新发起传输或采取其他有效措施。:2通过公网传输监测数据时,应根据管理要求进行加密传输,加密过程应使用国家密码管理部门批准使用的算法;对监测系统敏感字段或业务数据应加密存储。:3监测系统应具备数据访问权限控制功能,能够对用户访问权限进行分级管理。4数据审计应具备监测记录外部用户访问监测数据行为的功能。5系统实施5.1一般规定5.1.1桥梁监测系统实施前,应结合施工图设计编制施工组织设计、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桥梁监测系统实施主要包括:硬件设备安装、系统集成和调试5.25.2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、采集工作站布设及安装、传感器及采集仪等设备安装。5.2.2如果设计文件有硬件设备安装方式的规定,应按照设计文件执行;如果设计文件没有相关规定,应选用便于更换和维护的方式。5.2.35.2.4根据现场条件,现场设备供电可选用太阳能供电或接入市电5.2.35.2.4符合下列规定: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光电缆线与桥梁其他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。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205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监测系统各个相应的外场工作站内,接入采集设备。66线缆终端应设置编号及标签,用于接序及回路检查。7线缆接线图应放置于机柜明显位置。5.2.5采集工作站的布设原则应符合下列规定: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。5.2.6采集工作站的安装应符合下列规定:;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;;2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;3机柜及配电箱等部件采用不锈钢或其他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;4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;5机柜、安装支架、电气保护、防雷措施、供电电源等满足通用电气技术规范要求。5.2.7传感器及采集仪等设备安装及防护应符合下列规定:1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,技术性能应满足设计要求;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21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。5.3.25.3.2硬件设备调试应在设备安装完成后通过采集软件逐个对传感5.3.3软件系统部署及调试应符合下列规定:1软件宜采用国内主流的软件开发技术和框架,5.3.3软件系统部署及调试应符合下列规定: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,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、通信等满足设计要求;j3操作系统、应用组件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45.3.4软件安装和调试分步进行,软件部署完成后进行功能确认45.3.4软硬件联合调试应符合下列规定: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。226系统试运行与验收6.1一般规定6.1.1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。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、系统使用培训等工作,形成系统试运行报告。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6.2.2系统验收前,应对输入和输出的监测数据进行逻辑性、相关性和匹配性检验。6.3系统验收6.3.1系统验收包括硬件验收、软件验收、资料验收和数据成果验收四部分。6.3.2硬件验收应包含以下内容:1安装设备的数量、规格型号、技术参数等应与设计文件一致。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。23244光电缆线路敷设应满足现行行业标准《公路工程质量检验评定标准第二册机电工程》JTG2182的要求。6.3.3软件验收应包含以下内容:1数据采集和传输软件功能完整性和一致性检查,正常采集、存储、转发监测数据,各项功能指标满足设计文件技术要求;2软件整体请求响应速度满足设计文件技术要求。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;22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、系统试运行报告。6.3.5数据成果验收主要检查设备的在线率、数据的完整性和响应速度,应符合下列规定:1设备的在线率应满足设计文件要求;2平台静态基础数据、实时监测数据、历史统计数据等各类数据显示准确、齐全3数据刷新率满足设计文件技术要求。257系统应用7.1一般规定7.1.17.1.1系统应用包括数据分析、超限报警和数据报告。7.1.2监测数据分析应结合桥梁养护管理、检测评估的数据开展。7.1.3应基于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。7.1.4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。7.2数据分析7.2.1监测数据分析前应进行数据预处理,内容宜包括重复数据、缺失数据、离群点、突变点和噪声。7.2.2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。7.2.3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、模态分析等。7.2.4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。7.2.5环境监测数据分析应符合下列规定:7.2.6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;2结构温度监测数据分析应包括最大值、最小值和年极值等;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外力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。7.2.7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。265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。7.2.8结构变化监测数据分析应符合下列规定:11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悬索桥锚硫位移、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。7.2.9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。7.3超限报警7.3.1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。7.3.2报警原则应符合下列规定: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、撞击、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27警,应排除监测系统自身故障引起的数据错误情况。7.3.3根据表7.3.5监测数据超限程度,将超限报警等级设定为四级,按表7.3.3超限报警等级设定的规定确定。表级,按表7.3.3超限报警等级设定超限报警等级颜色标识级别描述红色i产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承载能力极限状态i产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四级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7.3.47.3.4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Y值、材料允许值和仿真计算值,并结合特殊事件应急管理等监测应Y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。7.3.5监测数据超限阈值超限级别设定参考表7.3.5的规定。桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥报警超限级别四级报警内容超限阈值a类别达到1.0倍设计值桥梁类型悬索桥斜拉桥梁桥拱桥报警超限级别四级报警内容超限阈值a类别达到1.0倍设计值达到1.1倍设计值温度、最大温差环境达到1.2倍设计值构件封闭空间内相对湿度b达到50%四级四级四级续表7.3.5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作用车辆总重或轴重达到1.2倍设计车辆荷载四级达到1.5倍设计车辆荷载达到2.0倍设计车辆荷载风速、风向桥面10min平均风速达到25m/s桥面10min平均风速达到0.8倍桥面设计基准风速桥面10min平均风速达到桥面设计基准风速混凝土、钢结构构件温度撞击桥岸地表场地地震动加速度达到设计E2地震作用加速度峰值达到0.8倍设计值达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限达到0.8倍设计值结构响应主梁横向位移达到设计值或一个月内出现10次以上二级超限支座位移绝对值达到0.8倍设计值绝对值达到设计值续表7.3.5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1010min振动加速度均方根值达到50cm/s2、能量比因子大于1010min振动加速度均方根值达到80cm/s2、能量比因子大于10监测数据分析结果d钢结构疲劳疲劳损伤指数达到出现较多疲劳裂缝,或裂缝长度和宽度较大塔顶或主缆或主拱偏位主梁下挠桥墩沉降e墩台均匀总沉降达到20mm,或相邻墩台总沉降差值达到10mm桥墩沉降e索力基准值与成桥索力相比变化超过10%与成桥索力相比变化超过15%剔除环境影响超过3%的桥梁主要频率变化超过5%注:为应报警项;针对大跨度钢桥;为无需报警项。a"超限阈值"一列中的tu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。32b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以及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)。7.4数据报告7.4.1监测数据分析应定期形成分析报告,宜采用月报、年报形式,报告内容应符合下列规定:1月报内容宜包括本标准第7.2.5~第7.2.9中规定的一月内监测数据分析结果以及超限的数量、比例、位置和时间;2年报内容宜包括本标准第7.2.5~第7.2.9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。7.4.2监测数据分析报告宜包括下列内容: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。33348系统运维8.1一般规定系统监测期间应合理制订运维计划,并列支年度运维费用。8.1.2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。8.1.3对关键设备应建立监测系统备品备件库制度,设备维护宜通过自校互校在线校准方式提升监测数据的稳定性。对于数据异常设备,宜拆除校准。8.2设备维护8.2.1设备维护应分为状态巡查、定期维护和故障维护。8.2.2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、网络通信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。8.2.3定期维护宜每6个月开展一次,应对设备完好性进行全面检查。8.2.4故障维护宜快速响应并在24h内处置完成。35本标准用词说明1为便于在执行本标准条文时区别对待,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:正面词采用正面词采用必须",反面词采用t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";33)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用"宜",反面词采用u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执行的写法为应符合的规定"或"应按执行"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《外壳防护等级(IP代码)》GB/T4208《公路桥梁结构监测技术规范》JT/T《公路工程质量检验评定标准第二册机电工程》JTG《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城市桥梁生命线安全工程监测技术标准DBJ04/T5112025条文说明总则3基本规定4系统设计4.2监测内容4.3测点布设及传感器安装 4.3测点布设及传感器安装4.5测点数据编码、采集、传输46数据存储5系统实施5.3系统集成与调试系统试运行与验收一般规定系统应用数据分析超限报警城市生命线工程建设对城市燃气是指运用现代信息技术城市生命线工程建设对城市燃气同时也有效提升了城市桥梁重大风险防控与突发事件处置能力桥梁(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。城市桥梁生命线工程结构监测作为城市生命线工程的重要组成部分,对提升城市桥梁智慧管养有着非常重要的意义,同时也有效提升了城市桥梁重大风险防控与突发事件处置能力i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。i因桥制宜1.0.3是因为城市桥梁的结构形式、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因桥制宜1.0.3先进适用是指一方面要积极采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且具有良好的性价比和可维护性;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;安全可靠是城市桥梁生命线安全工程的核心目标。安全可靠3基本规定3.0.6新建桥梁监测系统的设备安装(如应变计、位移计、环境传感器等)应与主体工程同步进行,确保通车时即可实现对桥梁运行状态的实时监控,为初期运营维护提供数据支撑。状态的实时监控,为初期运营维护提供数据支撑。424系统设计4.2监测内容4.2.1环境监测主要包括温度、湿度等气象参数的监主要针对车辆荷载、风荷载、结构温度、地震荷载等进行监测。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,影响结构的耐久性。4.2.2特殊结构或复杂结构桥梁监测内容的特点主要是:1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;2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;3规范性:严格遵循相关的标准和规范进行设计、建设和运行,4344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;4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。4.2.3特殊场景监测内容的特点主要是:监测对象和监测指标,遵循一桥一策9的原则,重点关注关键部位和关键参数;2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;3易部署:数据采集与处理模块、通信模块、供电模块集成处理,通信采用蓝牙、wi-Fi和4G/5G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;4重报警:更注重报警功能,当监测数据达到或超过设定的阈入值时,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;入5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,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测点布设及传感器安装4.3.1测点布设及传感器安装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。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45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。结构的已损伤处主要是指裂缝位置,对于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。i: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i: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。3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。4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