DB23_T 3471-2023 寒区桥梁结构监测技术标准.docx
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1、ICS93.040CCSP2823黑龙江省地方标准DB23/TXXXXXXXX寒区桥梁结构监测技术标准XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施黑龙江省市场监督管理局发布DB23/TXXXXXXXX目次前言.II1范围.12规范性引用文件.13术语和定义.14总则.25总体设计要求.26传感器子系统设计.57数据采集和传输子系统设计.88数据管理子系统设计.99数据分析与安全预警及评估子系统设计.1010系统验收和维护.14附录A(资料性)测点布设示意图.16附录B(资料性)寒区桥梁结构监测要点说明.18IDB23/TXXXXXXXX前言本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1
2、部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。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。本文件由黑龙江省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位:哈尔滨工业大学、龙建科工(黑龙江)有限公司、中国铁路设计集团有限公司、哈尔滨市综合交通规划研究所、黑龙江省交通规划设计研究院集团有限公司、黑龙江省交通运输信息和科学研究中心、清华大学、浙江大学、黑龙江工程学院、中交基础设施养护集团有限公司、浙江数智交院科技股份有限公司、黑龙江省交通投资集团有限公司、黑龙江省工程质量道桥检测中心有限公司、中国市政工程华北设计研究总院有限公司、哈尔滨市市政工程设计院有限公司、黑龙江省林业设计研究
3、院、黑龙江省建设投资集团有限公司、龙建路桥股份有限公司、哈尔滨市城市道路桥梁服务中心、黑龙江省鼎捷路桥工程有限公司、中铁五局集团有限公司。本文件主要起草人员:李顺龙、李忠龙、高庆飞、郭亚朋、任凤军、禚一、齐琳、郭云峰、张志国、谢雄、董中英、于立泽、盛可鉴、李双、于微微、纪伟、郭斌强、谭洪涛、于连成、曾明鸣、徐浩、张熠、罗敏、许广鹏、于海波、刘成庆、齐奕巍、许德龙、关剑明、张明君、王海泉、刘玉双、王圣保、吴恩泽、王琦、张雪峰、滕书滨、林宝臣、吕宝伟、叶志峰、吕佳、陈晓伟、郑孝功、沈小雷、刘刚、王士全、姜久鸣、刘洋、李岩、杨大伟、张绍逸、刘昕、王鑫、田春河、杨永平、李绪森、史伟鉴、杜鹏、李明、李孟
4、奇、刘满、张伟、袁宏俊、姜云峰、肖继臣、李欣澄、徐伟量、张旭、王安冬、陈旸、申屠雅靖、牛津、崔洪涛、王杰、邴皓楠、葛思佳、王统、刘立东。IIDB23/TXXXXXXXX寒区桥梁结构监测技术标准1范围本文件规定了寒区桥梁结构监测技术的术语和定义、总则、总体设计要求、传感器子系统设计、数据采集和传输子系统设计、数据管理子系统设计、数据分析与安全预警及评估子系统设计以及系统验收和维护。本文件适用于寒区各类桥梁建设期和运营期监测系统设计、实施和运行管理,主要包括:a)新建和既有的各类公路桥梁;b)采用特殊结构、特殊材料、特殊施工工艺或具有特殊要求的桥梁;c)寒区其他桥梁结构监测亦可参照使用。2规范性引
5、用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T24726交通信息采集视频交通流检测器GB/T33697公路交通气象监测设施技术要求GB/T38894无损检测电化学检测总则GB50982建筑与桥梁结构监测技术规范JT/T1037公路桥梁结构监测技术规范JTG/TH21公路桥梁技术状况评定标准JTG/T3310公路工程混凝土结构耐久性设计规范JTG5120公路桥涵养护规范JTG/T5122公路缆索结构体系桥梁养护技术规范公路长大桥梁结构健康监测系统
6、试点建设技术指南3术语和定义JT/T1037界定的以及下列术语和定义适用于本文件。冰激振动大面积冰排在风和水流的作用下对桥墩产生交变性的动冰荷载,并引起结构发生振动的现象。覆冰水汽和雨滴在严寒情况下,凝聚粘附在结构或构件表面而形成冻结物的状态。结构可靠度结构在规定的时间、规定的条件下,完成预设功能的概率。1监测类别监测内容监测选项环境温度和湿度桥址区环境温度、湿度主梁内温度、湿度a覆冰桥面覆冰除冰盐桥面系水体中氯离子浓度冻融下部结构局部温度、湿度及覆冰情况风吹雪视频图像作用结构温度混凝土或钢结构构件局部温度桥面铺装温度冰撞击撞击作用力视频图像桥墩、主梁横向振动加速度结构响应位移主梁竖向位移DB
7、23/TXXXXXXXX4总则寒区桥梁结构监测技术考虑寒区环境对桥梁结构健康状态和监测系统硬件使用寿命的影响。寒区桥梁结构监测技术具有先进性,与北斗卫星导航、5G移动通信、人工智能、深度学习与大数据等新技术和新设备有机结合。桥梁结构监测系统满足安全性、稳定性、经济性和适用性,且易于施工、后期维护和升级扩容。桥梁结构监测系统与桥梁管理系统等外部系统相兼容,实现互联互通、数据共享。利用桥梁结构健康监测、桥梁建造施工全过程的监控和桥梁成桥荷载试验检测的数据集,为未来寒区桥梁结构监测技术的升级改进提供基础资料和参考基准。5总体设计要求一般规定5.1.1寒区桥梁结构监测内容考虑寒区环境对桥梁结构和监测系
8、统硬件的影响,主要包括大温差、降雪、覆冰、冻融以及流冰。5.1.2监测内容应按照不同桥梁结构型式和监测应用目标进行规定,并分为应选监测项和宜选监测项。5.1.3寒区桥梁结构监测系统应由传感器子系统、数据采集和传输子系统、数据管理子系统、数据分析与安全预警及评估子系统构成。5.1.4桥梁结构监测系统的设计应综合考虑桥梁结构体系力学特性、荷载、偶然作用、监测需求、温湿度、冰激振动、冻融作用以及经费预算多方面因素,应优先选用技术成熟可靠的产品。5.1.5桥梁结构监测系统硬件应具备保护措施,在正常维护和可更换条件下应与桥梁结构同寿命。5.1.6桥梁结构监测应贯穿桥梁结构建设期和运营期,监测系统的更换、
9、维护和升级应保障监测数据的衔接与分析的连续性。监测内容5.2.1梁桥监测内容除应满足本文件中表1的规定外,还应符合JT/T1037中关于梁桥监测内容的规定。表1梁桥监测内容2监测类别监测内容监测选项环境温度和湿度桥址区环境温度、湿度主梁内温度、湿度a主拱内的温度、湿度b覆冰桥面覆冰、吊杆覆冰除冰盐桥面系水体中氯离子浓度冻融下部结构局部温度、湿度及覆冰情况风吹雪视频图像作用结构温度混凝土或钢结构构件温度桥面铺装温度冰撞击撞击作用力视频图像桥墩、主梁横向振动加速度结构响应位移主梁竖向位移应变主梁关键截面应变主拱关键截面应变振动主梁竖向振动加速度主梁横向振动加速度主拱振动加速度吊杆(索)振动加速度索
10、力吊杆(索)力系杆力结构变化变位拱脚变位裂缝混凝土结构裂缝钢结构裂缝监测类别监测内容监测选项结构响应应变主梁关键截面应变振动主梁竖向振动加速度主梁横向振动加速度桥墩顶部纵向及横向振动加速度结构变化裂缝混凝土结构裂缝腐蚀墩身、承台混凝土氯离子浓度墩身、承台混凝土氯离子侵蚀深度注:为应选监测项,为宜选监测项。a仅适用于封闭箱梁。DB23/TXXXXXXXX表1梁桥监测内容(续)5.2.2拱桥监测内容除应满足本文件中表2的规定外,还应符合JT/T1037中关于拱桥监测内容的规定。表2拱桥监测内容3监测类别监测内容监测选项环境温度和湿度桥址区环境温度、湿度主梁内温度、湿度a索塔锚固区的温度、湿度雨量降
11、雨量覆冰桥面覆冰、斜拉索覆冰除冰盐桥面系水体中氯离子浓度冻融下部结构局部温度、湿度及覆冰情况风吹雪视频图像作用结构温度混凝土或钢结构构件温度桥面铺装温度冰撞击撞击作用力视频图像桥墩、主梁横向振动加速度结构响应应变主梁关键截面应变索塔关键截面应变振动主梁竖向振动加速度主梁横向振动加速度主梁纵向振动加速度塔顶水平双向振动加速度斜拉索振动加速度索力斜拉索索力结构变化裂缝混凝土结构裂缝钢结构裂缝腐蚀墩身、承台混凝土氯离子浓度墩身、承台混凝土氯离子侵蚀深度注:为应选监测项,为宜选监测项。a仅适用于封闭箱梁。监测类别监测内容监测选项结构变化腐蚀墩身、承台混凝土氯离子浓度墩身、承台混凝土氯离子侵蚀深度注:为
12、应选监测项,为宜选监测项。a仅适用于封闭箱梁。b仅适用于箱形拱。DB23/TXXXXXXXX表2拱桥监测内容(续)5.2.3斜拉桥监测内容除应满足本文件中表3的规定外,还应符合JT/T1037中关于斜拉桥监测内容的规定。表3斜拉桥监测内容5.2.4悬索桥监测内容除应满足本文件中表4的规定外,还应符合JT/T1037中关于悬索桥监测内容的规定。4监测类别监测内容监测选项环境温度和湿度桥址区环境温度、湿度主梁内温度、湿度a主缆内的温度、湿度锚室内的温度、湿度b鞍罩内的温度、湿度索塔内的温度、湿度覆冰桥面覆冰、主缆覆冰、吊杆覆冰除冰盐桥面系水体中氯离子浓度冻融下部结构局部温度、湿度及覆冰情况风吹雪视
13、频图像作用结构温度混凝土或钢结构构件温度桥面铺装温度冰撞击撞击作用力视频图像桥墩、主梁横向振动加速度结构响应应变主梁关键截面应变索塔关键截面应变振动主梁竖向振动加速度主梁横向振动加速度主梁纵向振动加速度塔顶水平双向振动加速度吊杆振动加速度索力主缆索力吊杆力结构变化裂缝混凝土结构裂缝钢结构裂缝腐蚀墩身、承台混凝土氯离子浓度墩身、承台混凝土氯离子侵蚀深度注:为应选监测项,为宜选监测项。a仅适用于封闭箱梁。b仅适用于地锚式悬索桥。DB23/TXXXXXXXX表4悬索桥监测内容6传感器子系统设计一般规定6.1.1传感器选型应符合下列要求:a)满足量程、测量精度、分辨率、灵敏度、动态频响特性、长期稳定性
14、、耐久性、环境适应性和经济性要求;5DB23/TXXXXXXXXb)用于寒区桥梁监测时,传感器应具有良好的耐寒性,其工作温度应能达到-40,极寒条件下应根据环境条件定制;c)在下部基础水位变动区不应选用外贴式表面传感器;d)传感器应具有抗震性、可维护和更换。6.1.2传感器布点应符合下列要求:a)根据寒区环境、结构特点和监测功能确定;b)传感器的布置应满足安全预警和评估要求,遵循“代表性、实用性、经济性、少而精”的选择原则;c)根据桥梁结构的受力特点,确定监测项目及监测部位,对特殊、重要部位进行重点监测;d)传感器数量和设备能力应确保系统的可靠性,并满足系统升级的需求;e)传感器的布设工艺不能
15、损伤桥梁主体结构。传感器的选择及监测方法6.2.1传感器的选择及监测方法除应满足本文件的规定外,还应符合JT/T1037中关于监测方法的规定。6.2.2环境监测方法应符合GB50982和GB/T33697的相关规定,且满足下列要求:a)环境温度监测宜采用热电偶、热电阻和光纤温度传感器,传感器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,最大允许误差0.5,分辨力小于等于0.1;b)环境湿度监测宜采用氯化锂湿度计、电阻电容湿度计和电解湿度计,量程应为0RH100%RH(非凝露),最大允许误差2%RH;c)覆冰监测宜采用电容传感器、光纤传感器、超声波测试法和视频监测法,覆
16、冰厚度监测分辨率宜小于等于0.1mm;摄像机技术参数应符合GB/T24726的相关规定。6.2.3作用监测满足下列要求:a)结构温度监测宜采用热电偶、热电阻和光纤温度传感器,技术参数应符合6.2.2.a的规定;b)冰撞击监测宜采用伺服加速度传感器和视频图像法,所采用的摄像机技术应具备低照度、透雾功能,并符合GB/T24726的相关规定。6.2.4结构响应监测应符合GB50982的相关规定,且满足下列要求:a)应变监测宜采用电阻式应变传感器、振弦式应变传感器和光纤应变传感器,应变传感器满足下列要求:1)静态测试量程宜不小于预测最大值的1.5倍3倍,动态测试量程宜不小于预测最大值的2倍,分辨力应小
17、于等于1;2)应进行温度补偿。b)振动监测宜采用伺服加速度传感器、电容式加速度传感器和压电式加速度传感器,并满足下列要求:1)应根据桥梁整体结构及梁、塔和索结构的动力分析结果进行传感器选型;2)主梁、塔、主拱振动加速度传感器量程应大于计算分析振动响应最大值的1.2倍且不宜小于-2g+2g,横向灵敏度小于1%,频响范围0Hz100Hz;3)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量程应大于计算分析振动响应最大值的1.5倍,且宜不小于-20g+20g,横向灵敏度小于等于5%,频响范围0Hz100Hz。6.2.5结构变化监测应符合GB50982的相关规定,且满足下列要求:6D
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- DB23_T 3471-2023 寒区桥梁结构监测技术标准 3471 2023 桥梁 结构 监测 技术标准
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