DB34T3703.5-2022长大桥梁养护指南 第5部分：健康监测报警阈值设定

34GuideforthemaintenanceoflongspanbridgesPart5：WarningThresholdGuideforthestructuralsafetymonitoriI 2 2 4 9 9 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：安徽省交通控股集团有限公司、苏交科集团股份开洋、柯云雷、杨洋、蔡传勇、赵先民、承宇、刘守苗、刘辉、赵亮、袁祖峰、黄贺洪、王1长大桥梁养护指南第5部分：健康监测报警阈值设定本文件规定了长大桥梁健康监测系统阈值设定的总体设计、阈值设定、阈值验证等GB1589汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质JTG/T3360-01公路桥梁JTG/TD65-05公路悬索桥a)荷载类包括车辆荷载（如：车重、轴重、车辆荷载分布）；b)环境类包括风速、温度（如：大气温度、桥面温度、结构温度）、湿度；支座位移）、索力、应力、结构振动（主梁振动、索振动）、结构4.2报警阈值设定应满足报警指标的物理意义及相应的养护管理要求，并通过多传感器、多参数和连4.3报警等级分为三级：黄色报警、橙色报警和红色报警，各报警等级的技术状态见表1。缺乏技术2接近或超过结构正常使用性能条件下界限值，但不会对桥梁安全、正常使超过正常使用性能下界限值且可能对桥梁安全、正常使用和行车安接近结构使用安全界限值或者严重影响桥梁安全、正常a)在线报警：在数据采集和经过预处理之后，立即对数据进行计b)离线报警：数据在本地存储后，再对数据进行读取和计算处理5.1车辆荷载5.1.1.2车辆荷载报警宜采用实时5.1.1.3汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷5.1.1.4桥梁养护管理应按照JTGH10相关规定执单轴超载比例0~50%单车超载比例0％~30%单轴超载比例超过50%单车超载比例30％~100%单车超载比例超过100%30%注：W分布总重——根据影响线加权计算出的35.2.2.1桥面风速速包括风速仪、GPS、路灯、塔柱射灯、主缆V10横≥f(Δ横)所对应风速或V10横≥设计风速Vf(Δ横)——根据跨中横向风—位移曲线计算得到的当跨中横桥向位移达到最大允许值时的V10横值。5.2.2.2塔顶风速4在强风过后进行附属设施检查，包括航空障碍灯的检查，包括：桥面系、伸缩缝、主桥箱梁5.3.1.1阈值指标包括大气温度、桥面温度、混凝土温度和钢结构温度等，对不同的环境或构件温度宜采用不同的报警等级，对于混凝土和钢结构，应增加5.3.2.1桥面温度5.3.2.2结构温度结构温度报警等级宜设定橙色报警和红色报警值，报5ΔT≥设计最大温度梯度或经研究确定5.4环境湿度5.4.1.1阈值指标包括钢箱梁内湿度、锚室内的湿度等，阈值报警等级设定二级。表7钢箱梁和锚室内湿度报警阈值设定及50%≤Hmax<60％或经研究确定的其他5.5整体变形5.5.1.1阈值指标包括主梁变形（包括竖向变形、横桥向变形）和主塔变形（包括横桥向和顺桥向变5.5.1.2主梁变形宜采用在线准实时报警；主塔变形的黄色报警宜采用离线延时报警，红色报警宜采5.5.2.1主梁变形6D≥规范允许最大值≥0.8倍规范或设计文件规定最大横向D梁横≥规范或设计文件规定最大横向位移5.5.2.2主塔变形差异度ρ≥0.2注1：差异度和相似度的计算方法见附录B和附录C，塔顶D塔顺0——主塔的顺桥向坐标原点或年坐标年平均值。75.5.2.3主塔倾斜主塔倾斜只设定黄色和红色报警阈值，其设定及养护管理对策参差异度ρ≥0.2 (QX顺-QX顺0)2(QX横 a2b2QXQX注1：差异度和曲线相似度的计算方法见附录B和附录C，塔顶QX横——主塔的横桥向倾斜实时监测值；QX横0——主塔的横桥向倾斜年平均值或设QX顺0——主塔的顺桥向倾斜年平均值或设计原始倾斜值。5.6结构位移5.6.1.1结构位移阈值指标包括锚碇位移、梁端位移、支座位移等，对于不同构件的位移，宜采用不5.6.1.2锚碇位移宜采用离线延时报警；梁端位移黄色报警宜采用在线准实时报警和离线报警，橙色5.6.2.1锚碇位移8表12悬索桥锚碇位移报警阈值设定及相DA≥0.0001倍桥主跨度，竖向锚碇位5.6.2.2梁端位移BeDsp≥DM(temp)或经研究确定的其％（DspAcm≥DspAcmmax或经研DB——伸缩缝位移；BeDsp——梁端位移实测值。5.6.2.3支座位移S≥规范允许的支座最大位移值或95.7.1.1缆索承重桥梁宜监测斜拉索、吊索或锚索索力，阈值报警等级设定三级。5.7.1.2当采用振动法测索力时，其报警宜采用在线准实时报警，依据系统采样频率和计算基频时的力年平均值的0.9倍或经研究确定的其5.8.1.1应力分为静应力、动应力。5.8.1.2静应力阈值指标为结构构件可靠度，动应力阈值指标为结构构件累积疲劳损伤，阈值报警等5.8.1.3静应力、动应力宜采用离线延时报警。5.8.2.1静应力表16结构构件可靠度指标报警阈值设定及相安全指标：6.0≤β<8.0安全指标：4.6≤β<6.0安全指标，β<4.65.8.2.2动应力表17结构构件累积疲劳损伤报警阈值设定及相应Lf≤2.5倍设计寿命或经试验确定Lf与时间关系曲线呈现明显非线性Lf≤设计寿命注2：公路钢结构桥梁承受汽车荷载作用，结构构件与连接的正应力和剪应力均不是固定值，在监测到钢结构桥梁结构构件与连接的疲劳应力谱后，需要利用“雨流计数法”按应力幅进行划分，并统计分析相应应力幅对应5.9结构振动5.9.1.1阈值指标包括主梁、索等构件的振动加5.9.1.2振动加速度幅值报警宜采用在线实时报警。5.9.2.1主梁振动主梁振动加速度幅值报警阈值设定及养护管理对策表18主梁振动加速度幅值报警阈值设定及相10min振动加速度均方根大于31.5立即实行交通管制，减少重车同时通过，对并安排专项检查，对地震可能影响的构件进10min振动加速度均方根大于50立即实行交通管制，禁止重车通过，立即开10min振动加速度均方根大于80立即中断交通，禁止车辆通行，立即开展桥5.9.2.2索振动表19索振动加速度幅值报警阈值设定及相立即实行交通管制，禁止重车通过，立即开展5.10结构固有频率5.10.1一般规定5.10.1.1长大桥梁或重要性高的桥梁宜对其结构固有频率进行监测。5.10.1.2结构固有频率报警可采用离线的方式报警。表20结构固有频率报警阈值设定及相超过3%超过5%6.1.1荷载类监测指标报警初始阈值宜基于荷载试验、定期检查及技术状况评定成果、设计值，根据6.1.3结构响应类监测指标报警初始阈值宜基于荷载试验、设计值、规范允许值、理论计算结果，根6.1.4对于需长周期监测数据统计分析确定的监测指标报警阈值，可依据理论计算、前期经验或专家6.1.5如前期针对监测指标报警阈值已开展专项研究，应优先基于研究结果设定初始阈6.2.1超过3年未修订的荷载类、环境类监6.2.2超过2年未修订的结构响应类监测指标6.2.3开展定期检测或荷载试验的桥梁，应基于定期检查及技术状况评定或荷载试验成果对相关监测6.2.4突发事件（如地震、台风、船撞等）后，应基于桥梁检查结果和结构状态评估结果研究当前报6.2.5桥梁主要结构构件加固改造或更换后，应基于施工后结构状态分析与评估结果，对相应监测指6.2.6结构发生了一定程度的损伤后，应对相应监测指标的报警阈值进行适当调整，使报警阈值偏于6.3报警信息应根据桥梁安全隐患的发展态势和应急处置进展，进行发布、调整和解除。报警形式可包括指示灯、声音、网络、短信提示、可变情报板、路侧广W分布总重计算方法A.1某大桥主梁跨中挠度影响线如图A.1所示，该挠度影响线的表达y=ff(x)——挠度影响线函数。）：f(x))··········································y*=f*(x)=yymax································································(A.3)y*(x)——将主梁上任意位置的车辆荷载转化到主梁跨中截面，对主梁跨中挠度的影响效假设某时刻，主梁上有n辆车使得主梁跨中下挠，则车辆荷载等效到跨中截面的荷载计算公式为公）：W分布总重=Σ=1Wif*(xi)······························································(A.4)Wxi——第i辆车在主梁上的位置。αj——监测指标在统计周期A内分布在第j个统计区间内的数据个S1南