DB63T 2222-2023 公路长大桥梁结构健康监测系统建设应用指南

DB632023-12-27发布I 6 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》的规定海省交通检测有限公司、青海省交通科学研究院、青海省1公路长大桥梁结构健康监测系统建设应用指南结构健康监测系统的建设与应用，其它需要健康监测GB/T8566系统与软件工程软件生GB/T9386计算机软件测试文档GB50311综合布线系统工程设计GB50343建筑物电子信息系统防雷技术JTG/T5122公路缆索结构体系桥梁养护4.1长大桥梁结构健康监测系统的设计4.2系统建设需充分考虑与部、省监测数据平台互联互通、数据共享的需求。4.4对于新建桥梁的健康监测系统，宜与桥梁主体同步设计、同步实施、同步验收、同步运维。a)传感器：适用性、兼容性和可扩展性；c)数据传输设备：保证数据传输的安全性和可靠性，且提供足够的带宽和数据冗余度。4.6系统网络安全等级保护达到二级及以上。25.1概要a)桥梁环境、作用、结构响应、结构变化特征；b)桥梁服役期病害规律；5.2.1监测方案编制前，需收集的资料包括但不限于：a)桥梁设计、施工和验收档案资料；b)桥址运营环境条件、交通流状况；5.2.2资料收集时需保证资料的真实性、有效性和保密性。5.3监测项目5.3.1监测内容的确定宜综合考虑桥梁运营环境、受力状态分析、耐久性分析、风险评估结果、部构件技术状况、病害类型与损伤程度、监测应用目标等5.3.2综合集成监测系统是为了保证桥梁结构整体安全性，同时监测多个目标或多种项目的长期监测5.3.3特定目标监测系统是针对某一项或几项特定的结构安全风险专门实施的长期监测系统，其监测1●○●2●●○●3●○◎◎◎4●●●●35●●○○6●●7●●○●○8●○○9●○○○●◎◎○●●●●○●○○●○○5.4测点布设5.4.1宜合理利用监测点之间联系和结构的对称性等，优化测点布设。5.4.2测点布设宜明确传感器的数量、安装位置、方向等，对于不可更换的测点，宜做冗余设计。5.4.3监测测点布设位置和数量，需考虑但不限于以下因a)桥址环境、所受作用分布；b)结构构造特点、静力特性及动力特性；d)监测项目数据分析和结构状态评估e)对于结构既有损伤及缺陷位置，需设置针对性412345桥(≥1500m）、斜拉桥(≥800m）6根据温度场分布特点、结合结构类型、联长、跨径789桥岸、承台顶或桥墩底部；护岸、锚碇锚室、近桥主跨跨中和1/4、3/4主跨、边跨跨中；有扭转根据主缆锚固方案、索股布置形式确定，至根据支座类型、构造、安装方式确定；可能出现横坏的独柱桥、曲线桥、基础易发生沉降或采用压索根据主拱振型确定，宜布设在振型峰值点出根据基础冲刷风险分析确定；圆形桥墩不设置上下设在上下游及侧面最大冲刷位置；冲刷严重5墩台水位变动、浪溅区混凝土保护层内；根据求确定位置和数量；结合结构特点、特殊部位、定根据结构计算分析和结构易损性分析结果，布设在1234567895.5监测设备6123456789加速度传感器（压电式、伺服式、电容式）、速度传感器、长标加速度传感器、磁通量传感器、压力传感器（锚索计）、长标振弦式裂缝计、光纤光栅裂缝计、裂缝观测传感器、长标距光纤光栅传感器、导电涂料传腐蚀传感器、长标距光纤光栅传感器、混凝土保护层深度安装多电极传感器（腐蚀5.6数据采集与传输5.6.1宜综合考虑监测手段、传感器数量及空间位置分布，选取采集模式：a)传感器空间分布较集中、传感器网络与采集站的距离较近时，采用集中式采集；b)传感器和采集设备较多，各监测部位相距较远且相对分散时，采用分布式采集；5.6.2数据采集需考虑但不限于下列因a)采样频率的适用性：宜按JT/T5.6.3数据传输需考虑但不限于以下因a)数据传输的及时性、可靠性和完整性；b)高速数据传输宜采用同步传输，低速数据传输可采用异步传输；c)远距离宜采用光纤传输技术、无线传输技术或两者相结合的方5.6.4监测系统上传至省、部级监测平台的数据包含但不限于：a)基础数据：桥梁基本信息、监测设备信息、传感器监测点位信息等；b)原始数据：各类监测指标的初始数据；7c)特征值数据：最大值、最小值、平均值、均方根值、方差d)状态数据：桥梁健康度、单桥系统运行状态、传感器运行状态等数f)应急监测数据：应急预案、应急通讯录、事中处置信息、处置结果信息、处置报告等；g)视频数据：动态称重、桥面、航道等视频监控数据。5.7数据存储5.7.1监测系统数据宜采用模块化架构的数据库存储技术，具备提供存储调度、存储监控及存储管理可视化功能，可对桥梁结构信息、监测系统信息和监测数据进行分层、分类存储5.7.2监测系统数据库包括但不限a)桥梁结构信息数据库：宜对桥梁设计、竣工图纸以及专题研究等资料进行存储和管理，数据b)监测系统信息数据库：宜存储和管理传感器、数据采集和传输设备、数据处理和管理设备及软件等信息，包括设备厂商、安装位置、技术参数、品c)结构有限元模型数据库：宜存储和管理桥梁结构有限元模型，有限元模型宜使用标准文件格式进行保存，并可根据监测数据应用和桥梁养护结d)实时数据数据库：宜存储和管理监测系统所有监测内容的原始数据；e)数据分析数据库：宜存储和管理采用统计方法、相关分析、趋势分析、比对分析及机器学习f)监测应用数据库：宜存储和管理超限报警、评估、分析结果等数据。a)现场采集站存储时，宜在采集站内安装采集计算机，采用循环更新存储方式。在网络中断情b)对于交变类型的较高频连续监测数据，可根据数据存储准则存储数据，存储数据时间宜采用c)监控中心计算机机房监测数据存储结构化数据：不少于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d)监测系统宜采用容灾备份机制，可具备各类数据压缩存储和异地备份功5.8报警处置5.8.2报警值应满足工程设计及被监测对象的控制要求，数据超限报警宜分为三级，当监测数据超过5.8.3监测数据和报警信息宜实时在线显示，并将报警信息及时传送给运维管理人员。8a)系统总体方案与功能组成；b)监测内容与测点布设；d)软件开发、数据库设计、软件部署和联调方i)设计图：测点布置图、分项测点布置与安装图、采集站布置图、系统拓扑图、综合布线图、6.1.2系统硬件包括传感器、数据采集及传输设备、计算存储设备、网络安全设备及供电设备，设计a)技术适用性：传感器宜符合监测指标对灵敏度、通频带、动态范围、线性度、稳定性、供电方式及寿命等方面的要求，并具备足够的量程储备量，对于受冲击的传感器宜工作在满量程不低于IP65，其他参数宜符合GB/Tc)长期稳定性：按照可靠性设计流程，从设备选型、降额设计、冗余设计、供电电源、传感器d)系统兼容性：传感器选型、采集仪选型宜和软件系统相适配，满足数据同步采集、实时传输6.1.3系统软件设计采用主流的设计架准确地获取传感器采集到的桥梁监测数据，支持多种传感器类型和数据接口，并添加校验机并设计合适的数据存储结构，支持大容量的数据存储和高效的数据管理，具备数据备份与恢c)用户界面：宜选用B/S模式，具备数据及结果显示a)预埋件及预留孔洞：宜合理设置；9管线桥架能够承受管线的重量和外部环境的作用，d)供电及通信网络：通信网络宜具备可靠性，综合考虑传输距离、网络覆盖状况等因素，宜采用光缆传输和组网，可采用无线传输和组网。新建桥梁机电工程设计时宜预f)监测数据中心：宜满足长期稳定运行的需6.2.1传感器安装需考虑但不限于a)定位准确：安装位置与设计文件一致；b)牢固可靠：选择合理的安装方式，使用的预埋件、锚杆、基座、支架和夹具等宜具有足够的强度、刚度和耐久性，与被测结构物连接牢固，安装工艺符合监测期内的使用需求及技术指c)标识唯一：标识清晰、准确、完整，粘贴牢6.2.2采集与传输设备安装需考虑但不限于a)安装位置、数量宜与设计保持一致；b)采集站与结构间的连接宜采用焊接或防松脱螺栓等方式，保证连接牢固；c)采集站内设备布置安装稳固，走线规整，接线端子接触良d)安装后进行校验，包括接线正确性校验和数据完整性校验，并宜定期对比校a)线缆宜敷设于桥架内，桥架外线缆宜采用防护管，且与结构物连接牢固，防护管弯曲符合相b)光电线缆宜与桥梁其他线缆保持合适的距离，并根据强弱电缆位置采取屏蔽措施；c)光缆接续时每道工序完成后宜采用前向双程测试法测量接头损耗，中断段光纤的平均接头损e)线缆宜从底部进入设备箱，并设置防6.2.4系统供配电需考虑但不限于a)市电供电时系统需配备独立配电箱供电；太阳能供电时保证b)设置过载、接地、漏电、短路、防雷等保护装置；6.2.5软件开发测试与部署需考虑但不限于b)软件部署前编制软件部署指南，过程规范有序，部署完成后测试系统功能及性能；a)检查硬件设备的运行状态；b)测试采集数据的可靠性、完整性、有效性以及信号传输的稳定性；d)检查干扰信号的来源，并采取有效6.3.2开展软件功能优化、基准值校正、超限阈值设置6.3.3检验监测数据的完整性、准确性、逻辑性、相关性监测系统验收及资料编制宜按JT/T103软件工作状态检查、数据完整性分析、超限报警确认、数据库备份情况检查宜每周进行1监控中心硬件设备工作状态检查、存储空间情况统计宜每周进行1次，并结合桥梁日常巡查，开展硬件设施的表观完好性、线缆牢固性维护频次：至少每半年进行1次；当监测设备发生故障或桥梁遭遇地震、火灾、车船撞击软件维护：对数据完整性、性能指标、报警功能、安全性、分析总结：每年对系统工作状态进行分析总结，提c)应急维护：对系统运行出现的突发故障排查原因，并及时采取处置措施。7.2.1各级阈值宜综合考虑监测内容历史统计值、材料允许值、仿真计算值、设计值和规范容许值，b)技术状况为3、4类的桥梁：宜基于设计值、荷7.2.2宜对传感器采集到的数据进行处理分析，状态特征值超过阈值后，7.2.3报警内容包括传感器编号、位置、监测值、报警阈值a)监测系统根据预设的报警阈值自动触发相应的报警级别；b)人工对自动触发报警等级进行确认，必要时升级或降级；c)根据报警类型、报警级别等采取闭合处理措施，形成联动机制。a)日报和月报：以自动化报警情