DB51-T 3089-2023 梁式橋結構安全監(jiān)測系統實施指南

DB512023-06-19發(fā)布四川省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I 本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定1GB/T21296.1動態(tài)公路車輛自動衡器—第1部分：DB51/T2794-2021山區(qū)公路混凝土橋梁結構安全風險監(jiān)測指標體系設計與預橋梁結構安全監(jiān)測bridgestructuralsafetym2橋梁結構安全監(jiān)測系統bridgestructural34.2基于四川省自然災害多發(fā)特點，梁式橋結構安全監(jiān)測除應監(jiān)測橋梁自4.3梁式橋結構安全風險監(jiān)測系統建設應積極穩(wěn)妥地采用新方法、新技術和新設備。采用本文件或現5.4新建和在建梁式橋的結構安全風險監(jiān)測系統宜與橋梁主體結構同步建設，并與橋梁主體結構同步6.1.2系統設計宜基于橋梁主體結構設計（含維修加固設計）及結構安全風險分析結果進行，設計成46.1.4系統設計前應充分了解橋梁周邊環(huán)境及運營條件，以及現場供電、通信接入條件。對于供電及6.1.5橋梁結構安全風險監(jiān)測項目的概預算編制宜統籌考慮系統建設和運維成本。運維成本的測算不6.2.1本文件中關于梁式橋結構安全風險監(jiān)測內容與測點布設○○○●●―●●○○5―○⊕⊕⊕⊕注2：本表內容在DB51/T2794-2021表注3：表中對船舶撞擊的監(jiān)測適用于航道等級為I級至V級的橋梁，航道等級的確定依據橋梁設計時通航批復文件或ad○⊕邊○⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕○○○○⊕⊕注2：表內容在DB51/T2794-2021表6.2.5簡支梁橋結構響應和結構變化監(jiān)6表3簡支梁橋結構響應和結構變化監(jiān)測指○―――――――○―⊕主梁1/4及3/4截面⊕―○○⊕臺化○⊕―⊕―○○―○○―⊕注3：當被監(jiān)測橋梁由相同結構類型的多孔跨組成時，可選擇技術狀況較差或運行環(huán)境惡劣的不同跨徑代表性橋跨注5：本表內容在DB51/T2794-2021表7表4連續(xù)（剛構、T構）梁橋結構響應和結構變―⊕⊕―移⊕化⊕―⊕―○○⊕8注5：本表內容在DB51/T2794-2021表ab系統交互接口用戶交互界面6.3.1系統架構宜包括但不限于：系統交互接口用戶交互界面數據處理分析與預警評估子系統數據預處理與存儲管理子系統數據采集與傳輸子系統傳感器子系統系統集成系統集成6.3.2傳感器子系統由各類傳感器構成，應能夠感知作用于橋梁結構上的荷載和9基于測點超限報警驅動的橋梁結構健康度評估功能；3）基于橋梁結構健康度評6.3.6用戶交互界面實現用戶與監(jiān)測系統之間的信息和指令交互，宜包括但不限于以下功能：系統數6.3.7系統交互接口用于實現：1）監(jiān)測系統與上位系統之間的信息和指令交互；2）監(jiān)測a)埋入式：預埋于結構內部，不可維修或更換。傳感器及其附屬設施（含預埋安裝件）的正常b)外置式：附著安裝在橋梁結構表面或周邊環(huán)境，可維修或更換。傳感器及其附屬設施（含表感器與外置式傳感器監(jiān)測數據之間的對應關系，以注1：校準是指由具有計量檢驗資質的第三方機構，依據校準規(guī)范或方法，確定傳感器的示值誤差，必要時加以修注2：標定是指由傳感器生產廠商或用戶，分別在出廠前或使用過程中對其測量精度進行檢測，必要時加以修正的6.5.1數據采集與傳輸子系統的設計宜包括：信號調理方案設計、數據采樣方案設計、數據采集設備6.5.2數據采集和傳輸子系統宜具備自動采集與遠程傳輸功能，并可通過配套軟件對數據采集和傳輸6.5.3數據采集與傳輸子系統宜選用兼容性、耐久性和環(huán)境適應性好，且便于維修和更換的設備，并6.5.5應綜合考慮信號調理方案設計、傳感器接口匹配性設計及數據采樣方案設計的要求進行數據采a)數據采集軟件應支持連續(xù)采樣、定時采樣和觸發(fā)采樣等多種數據采樣模式，并可遠程配置采b)優(yōu)先選用具備自校準功能的數據采集設備，對無自校準功能的數據采集設備宜在系統后期運6.5.6用于模態(tài)分析的多路結構振動信號應實時同步采集，時間同步精度應小于0.1m6.5.7對時間同步精度要求不高設備6.5.9采用有線組網方案時，多個數采設備可集中布置在同一數據采集站中。數據采集站的安裝位置6.5.12采用無線組網方案時宜選用LoRa、NB-Io6.6.1數據預處理與存儲管理子系統宜包括但不限于以下主要功能：a)數據預處理；b)數據存儲管6.6.2數據預處理與存儲管理子系統的設計包括系統功能設計、數據庫性能和架構設計、數據安全和歷史監(jiān)測數據；b）圖像流的歷史視頻數據；c）嵌入式的文檔6.6.5數據存儲系統宜由分布式本地存儲和集中式機房存儲（或云存儲）兩部分組成。分布式本地存a)分布式本地存儲宜采用循環(huán)更新存儲方式。在網絡中斷情況下，應滿足本地結構化監(jiān)測數據b)集中式在線存儲：1）應至少存儲近1年的原始監(jiān)測數據、預處理數據；2）應至少存儲近36.6.7集中式數據存儲系統應配備網絡防火墻，并制定適當的安全策略對未經授權的訪問和數據傳遞6.7.1數據處理分析與預警評估子系統宜包含各類數據處理和分析算法工具，并具備橋梁結構安全預6.7.3監(jiān)測系統應支持對橋梁結構安全預警快訊及快報、橋梁結構安全定期（專項）評估報告的審核6.8.1用戶與監(jiān)測系統間交互功能通過軟件用戶界面實現，宜包括但不限于：用戶管理、橋梁結構及6.8.2系統用戶界面宜采用GIS+BIM模型對橋梁6.8.4監(jiān)測系統宜配套開發(fā)兼容主流智能手機的AP6.8.6監(jiān)測系統宜支持運行日志和操作日志的收集及存儲，通過日志審計功能滿足對用戶權限的安全7.1.1傳感器的安裝環(huán)境應符合設計文件和傳感器產品說明書的要求。當現場安裝條件達不到相e)在不影響使用功能的前提下，傳感器安裝完成后宜外罩保護盒進行防護，保護盒防護等級不a)室外安裝的溫度計宜位于開闊通風且免受陽b)封閉箱室內安裝的溫度計也宜避開構造倒角等閉塞處；7.2.2環(huán)境濕度監(jiān)測多用于墩梁構件封閉空間內潮濕部位，可選用電阻電容濕度7.2.3雨量監(jiān)測可選用翻斗式雨量計、電容雨量傳感器或紅外散射式雨量傳感器等，安裝時宜滿b)監(jiān)測船舶撞擊的振動傳感器宜安裝在有船撞風險的墩臺底部（可根據最高洪水位調整安裝標7.2.6動態(tài)稱重系統安裝的路面條件、道路幾何線形參數等應滿足設計要求。設計無要求時，宜滿足c)路面縱向或橫向坡度不宜超過2%；a)安裝時宜采用與傾角計配套的安裝基座：混凝土構件上的安裝基座宜采用膨脹螺栓并灌注植筋膠方式進行固定；鋼構件上的安裝基座宜采用冷焊進行固定，特殊情況下也可采用粘接固b)傾角計安裝方位和軸線方向應符合設計要求，并標識清晰。當設計無要求時，傾角計軸線宜c)傾角計安裝后應及時讀取并記錄初始測值，以便數據處理時消除7.3.2主梁撓度或墩臺沉降可采用連通管原理的液位式靜力水準系統b)液壓變送系統各監(jiān)測點的高程差應不大于其量程b)基準站點距最遠監(jiān)測站點的距離不宜超過8kM；b)安裝時宜采用與拾振器配套的安裝基座：混凝土構件上的安裝基座宜采用膨脹螺栓并灌注植筋膠方式進行固定；鋼構件上的安裝基座宜采用冷焊進行固定，特殊情況下也可采用粘接固a)宜根據橋梁沖刷專項檢測報告的結果布設聲吶探頭位置。無檢測結果時，圓形橋墩宜布設在b)聲吶傳感器預埋安裝件宜根據監(jiān)測區(qū)域水流速度、水壓、含沙量等水文特點進行專項設計，預埋件宜與橋墩（臺）結構長期牢固連接。聲吶探頭宜選用非永久方法固定，安裝連接材料7.4.2準靜態(tài)應變的監(jiān)測可選用振弦式應變傳感器或光纖光柵傳感器，動應變監(jiān)測可采用光纖光b)表貼式應變計宜采用膨脹螺栓并灌膠方式穩(wěn)妥地將傳感器底座錨固在混凝土結構表面，或采c)埋入式混凝土應變計安裝應牢固可靠且避免與鋼筋直接接觸，宜采取必要的防護措施以免混8.1.1數采設備和傳輸節(jié)點設備應設置防護、抗干擾措施，避免受溫濕度突變、雷擊、過載沖擊、環(huán)8.1.2根據傳感器在橋梁結構空間的布設方案，宜設置一個或多個數據采集站，將多個數采設備和傳8.2.1數采設備和傳輸設備安裝前應檢驗現場環(huán)境和安裝條件，確認是否滿足系統設計要求和設備技8.2.2數采設備和傳輸設備在采集站機柜中宜分類、分層安裝，強弱電端子分開布置，設8.2.3數采設備應與傳感器和數據采集軟件功能相適配，傳輸設備應與傳輸軟件8.3.1數據采集站的數量和位置宜根據橋梁現場系統供配電和網絡8.3.5采集站機柜宜用螺栓穩(wěn)固安裝在基座上，在振動環(huán)境中宜采取隔振措施，在橋面或路面安裝時9.1.1系統配套工程包括但不限于：綜合布線、供配電及網絡接入、防雷接地保護、開孔開洞、預留9.1.2傳感器、數采設備與傳輸節(jié)點設備間采用有線組網方案時，應在現場綜合布線為設備提供穩(wěn)定9.1.5管道和線纜的敷設不應影響橋梁結構承載能力和正常使用功能，也不宜妨礙對橋梁結構的養(yǎng)護d)信號線纜的標識部位：1）傳感器的接出端；2)橋架或管道的接入端和引出端e)供電線纜的標識部位：1)電源的接出端；2)橋架或管道的接入端和引出端；3)用電設備的接9.2綜合布線9.2.2在混凝土構件上安裝橋架時應避開預應力管道或鋼筋進行鉆孔，對廢棄不用的膨脹螺栓鉆孔宜9.2.3橋架的間距應滿足設計要求。當設計無要求時，水平安裝的橋架間距宜為9.2.6當線槽、導管等長度超過30m9.2.7當設計無要求時，線槽和導管宜敷設在易燃易爆氣體管道或熱力管道下方，與各類管道的凈距9.2.8線纜終接后，應留有余量。交接間、設備間對絞電纜預留長度宜為0.5m~1.0m，工作區(qū)為9.2.9敷設的線槽和導管宜橫平豎直、整齊美觀，不影響橋梁和橋下交通運營安全、不妨礙橋梁檢查a)光纜的彎曲半徑不應小于設計要求。當設計無要求時，彎曲半徑不宜小于光纜外徑的20倍；a)不宜敷設在有腐蝕性物質排放，強磁場和強電場干擾的區(qū)域；當無法避免時，應采取防護或b)電源線、信號線的接頭宜采用壓接，使其平直不受力；當采用焊接時應采用無腐蝕性的助焊e)線纜敷設時強電和弱電宜分別走線，否則宜對模擬信號傳輸線纜采取屏蔽措施，避免對監(jiān)測a)當橋梁結構自身有接地裝置時，宜將監(jiān)測系統接地線與橋梁接地裝置牢固焊接并應采取防腐b)當橋梁結構無接地裝置時，宜根據現場條件合理確定監(jiān)測系統的接地體的材質、埋設位置和深度，工頻接地電阻不宜大于10Ω,必要時可采取換土法、長效降阻劑法或其他新技術、新d)等電位連接導線宜使用銅質絕緣導線，等電位連接帶表面應無毛刺、明顯傷痕、殘余焊渣，f)宜根據監(jiān)測系統的傳感器類型、信號類型配置適量的信號線路浪涌保護器并連接在被保護設a)軟件部署前，現場監(jiān)測和傳輸設備、云服務器或監(jiān)控中心的工作站等硬件設備已安裝完畢并c)軟件部署前宜編制軟件部署指南，有序規(guī)范各軟件模塊的安裝和測試步驟，各模塊部署完成a)電源設備的帶電部分與金屬外殼之間的絕緣電阻應滿足產品設計要求。當設計無要求時，用b)數據存儲精度應不低于傳感器的測量精度。a)數據采集與傳輸軟件部署完成后應與橋梁現場感知設備進行數據采集校驗，確保數據輸出通b)數據處理與管理軟件部署完成后與橋梁現場感知設備和數據采集與傳輸軟件應進行數據對接，c)軟硬件聯合調試完成后，用戶界面軟件各項功能應正常，監(jiān)測數據展示準確，界面數據值、d)各軟件節(jié)點與外場傳感器之間的時間同步誤差、網絡延遲誤差、信號噪聲量等應滿足設計文1234567891234567891234567891234567891234567891234512341234123≤2°456789123456123頻率線180±10）Ω。溫度線：25℃456123456量789123456789123456789123456789a)在查看監(jiān)測數據、查驗監(jiān)測設備安裝相關資料的基礎上，宜選取內業(yè)資料描述不清或施工安1236.采集機箱內電力線、信號線、元器件等46.采集機箱內電力線、信號線、元器件等5677.采集機箱內電力線、信號線、元器件等布897.采集機箱內電力線、信號線、元器件等布7.采集機箱內電力線、信號線、元器件等布a)系統軟件分項驗收總體要求：各主要功能滿足項目合同要求，且方便操作；與上位管理系統a)系統設備每月平均無故障工作時間不小b)在監(jiān)測點與人工測試點相同或鄰近條件下，系統自動采集數據與對應時段內人工測試數據的a)設備每月平均無故障工作時間不小于每月總時長的95%；b)系統自動采集數據每日的數據完整率12性3能4b)各分項評分可采用“滿足總體要求得100分，再根據整改項或扣分項進行扣減分；不a)系統整體性能分項驗收總體要求：監(jiān)測系統運行穩(wěn)定，各監(jiān)測數據在正常范圍之內，預警狀值設置和預警規(guī)則的調整和優(yōu)化情況、以及系統交工驗收時提出的整改項落實情況，綜合評合評價監(jiān)測系統運行的穩(wěn)定性和監(jiān)測數據的有效性；查閱預警狀態(tài)特征值閾值設置等，綜合b)內業(yè)資料分項驗收在查閱相關內業(yè)資料的基礎上，綜合評價內業(yè)資料的完整性和規(guī)范性。內），c)內業(yè)資料分項驗收整改項每個扣減0.5~1分；對于安裝工程竣工圖或a)系統實施單位完成相關工作并自評合格后，向項目業(yè)主單位提交驗收申請并提交相關內業(yè)資b)項目業(yè)主單位對系統實施單位提交的內業(yè)資料進行初步審查，確認具備驗收條件后，由項目c)項目業(yè)主單位可邀請相關專業(yè)的技術專家、橋梁養(yǎng)管部門代表、行業(yè)主管部門代表、橋梁設d)驗收專家組按照本文件的相關要求進行系統驗收評定，并提出書面驗收意見和整改項。系統實施單位根據驗收意見完成相關整改工作，并經項目業(yè)主單位確認后交付監(jiān)測系統或開展下環(huán)境溫濕度環(huán)境溫濕度1#伸縮縫0#橋臺1#伸縮縫0#橋臺2#伸縮縫結構溫度結構溫度橋面鋪裝溫度 橋面鋪裝溫度橋面視頻圖像2#伸縮縫1#伸縮縫2#伸縮縫0#橋臺橋面視頻圖像橋下視頻圖像橋面視頻圖像橋下視頻圖像車輛荷載1#伸縮縫0#橋臺1#伸縮縫0#橋臺2#伸縮縫車輛荷載橋面風速風向0#橋臺梁端位移梁端位移0#橋臺2#伸縮縫梁端位移梁端位移 1#伸縮縫0#橋臺 1#伸縮縫0#橋臺2#伸縮縫·——主梁振動（豎）主梁振動（豎）主梁振動（豎）0#橋臺1#伸縮縫jj2#伸縮縫j'主梁振動（縱、橫、豎）墩臺傾斜墩臺傾斜墩臺傾斜2#伸縮縫2#伸縮縫0#橋臺墩臺傾斜墩臺傾斜墩臺傾斜墩臺傾斜墩臺沉降墩臺沉降