【JT交通运输标准】 公路桥梁结构安全监测系统技术规程

规范性引用文件
术语和定艾
总体设计
一般规定
系统架构
传感器模块
数据采集与传输模块
数据处理与管理模块
4.6数据分析与安全预警及评估模块4.7系统集成及用户界面交互·
监测内容与测点选择
一般规定
5.2监测内容
5.3测点选择
传感器
6. 1、一般规定
6.2荷裁与环境监测传感器
6.3结构整体响应监测传感器
6.4结构局部响应蓝测传感器·
7数据采集、传输、处理与管理-7.1一般规定
7.2数据采集-
7.3数据传输·
7.4数据处理--
数据管理
数据分析与安全预警及评估
一般规定
JT/T 1037—2016
JT/T 1037—2016
数据分析
安全预警.
8.4安全一级评估
安全二级评估·
专项评估·
系统集成及用户界面交互
般规定·
9.2系统渠成·
9.3用户界面交互·
本标按照CB/T1.1-2009给出的舰则起草。JT/T1037—2016
本标准由全国交通工程设施（公路）标准化技术委员会（SAC/TC223）提出并归口。本标准主要起草单位：中交公踏规划计院有限公司、哈尔滨工业大学。本标准参加起草单位：大连理工大学、中交公路长大桥建设国家工程酬究中心有限公司、同济大学、香港理工大学，南京重大路桥建设指挥部，宁波市杭州湾大桥发展有限公司、港珠澳大桥管理局、舟山市大桥建设管理局。
本标主要起草人：欧进萍、张喜刚、季惠、牟娜、玛良平、翟袜、宋瞬、刘志强、郭安薪、周文松、张东昱、鲍族全、季顺龙、叶志龙、刘芳亮、梁柱、徐幼麟、孙利民，孙小飞、张晓斌、胡斌、张福俭，毛幸全、马、殿鹏雷、冷俊、徐性、谢造、郭健王金权、刘瑾、张建、武焕陵，丁鸿志、张胜利、喻言、周智。1范围
公路桥梁结构安全监测系统技术规程JT/T 1037—2016
本标准规定了公踏桥梁结构安全蓝测系统的总体设计，监测内容与测点选挥、传感器模块、数据采集与传输模块，数据处理与管理模块，数据分析与安全预警及评估模块，系统集成与用户界面交互的技术要求。
本标准适用于桥梁主跨跨轻不小于150m梁桥，200m拱桥300m斜拉桥，500m悬索桥等结构复和重要桥的结构安全监测系统，其他桥梁结构安全监测系统亦可参照使用。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注甘期的引用文件，仅注目期的版本适用于本文件。凡是不注月期的[用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 18233
GB/T 21296
GB50139
GB/T 50283
JTC H11
JTGAT H21
BS EN 50173
EIA/TIA—568
3术语和定义
信息技术用户建筑群的通用布缆动态公路车辆白动衡器
内河通航标准
公路工程结构可靠度设计统标准公路桥涵养护规范
公路桥梁技术状况评定标耀
信息技术通用布线系统（Informationtechnology-CenericcablingsyBterns）商用建筑电信电缆数设标准（Commercialbuildingtelecomunicationscablingstand-ard)
下列术语和定义适用于本文件。3.1
结构安全监测系统 structural safety monitoring system由安装在桥梁上的传感器以及数据采架与传输，数据处理与管理等软硬件构成，对桥梁的荷载与环境作用以及桥梁结构性能参数进行测量，收集，处理、分析，并对桥梁结构正常使用水平与安全状态进行评估和预警的系统。
环境梦数environmentalparameter桥樂所在区域的自然环境参数，包括风、温度，湿度、降雨等。3.3
结构整体响应structuralglobalresponise在荷载作用下桥梁结构整体的振动、位移，变形和转角等。3.4
结构局部响应structuralkocalTesponse1
JT/T1037—2016
在荷载作用下桥梁构件扁部的应变、裂缝、腐蚀、拉索索力、支座反力、基础冲剃等3.5
模态参数modal parameter
结构的固有动力特性，包括结构固有颗率，阻尼比和模态振型。按照模态参数是实数还是复数，分为实模态和复模态。
模态参数识别modal parameter identificatiorn对监测的桥梁结构响应及外部激励数据，采用模态识别方法获得结构模态参数。3.7
安全评估safetyevahuation
通过蓝测数据分析桥梁结构当前的工作状态，并与相应的临界状态进行比教分析，评价其要个等级。
安全一级评估safetyevaluatlon：level1将各类传感器监测数据特征值与预先设计计算分析确定的容许值进行对比，分析结构安全的方法：3.9
安全二级评估safetyevaluation：level2利用修正的结构有限元模型，监测荷载和设计荷载进行结构重分析和极限承载力分析，评估桥结构安全状态和安全储备的方法。3.10
专项检查specialinspection
使用专业技术于段为实现特定日的而开展的桥梁检查活动。3.11
专项评估specialeraluadan
桥梁遭受洪水、蔬冰、漂流物和船舶车辆的撞击、滑坡，泥石流、地熹、风灾、游、火灾、化学剂魔蚀和特殊车辆过桥等突发事件后，确定桥翠结构整体或局部构件安全状态的评估方法。3.12
预管值alarming value
对桥梁运营环境，结构构件可能山现的不同程度异常或危险，所设定的各监测点设备的监测参数警戒值。
预警early-warning
安全监测系统在监测数据特征值超过预警值时，发出异常情况警告的行为。4总体设计
4.1—般规定
4.1.1系统应进行专项设计，应与桥主体结构设计同步进行；系统构建宜与桥施工同步进行。4.1.2系统宜兼顾施T监控和成桥荷载试验的功能要求，宜与桥巡检和养护管理相结台。4.1.3系统硬件和软件应技术先进、稳定可靠，操作方便、经济实用，便于维护更换及扩展升级。4.1.4监测内容及测点选择应根据桥梁的复杂生、重要性、外部环境与荷载作用、结构力学特性设计确定。4.1.5监测内容、测点选择、设备选型、数据采集与传输、数据处理与管理及软件开发应满足数据分析、安全预警、安全一级评估、安全一级评估及专项评估的要求。2
4.1.6系统设计应基于桥梁主体结构设计方案进行，应包括下列主要内穿：桥梁主体结构计算分析与结构危险性分析：a)
系统功能要求与总体方案设计
系统各模块的工作流程、功能设计，详细设计及集成方案：c)
监测内容和测点选择，监测方法，设备选型与安装方案d)
系统数据采集,传输、处理与管理方案e)
系统供电、通信、防雷、防护方案；f)
系统及具附属设施的预埋件和预留孔洞方案；g
系统安全预警和评估方策；
JT/T 1037—2016
系统与王体结构工程、蓝腔中心的房建工程.供配电工程，通信工程等的界面划分：根据系统的正常使用维护需求，提出对桥梁检修通道的设要求。系统在桥梁现场的供配电、通信需求应由系统设计单位提出，由桥梁机电工程设计单位统一设4.1.7
计预留，工作界面划分应设在系统数据采集机柜内；系统在监控中心的需求应由系统设计单位提出，由监控中心的房建T程设计单位统一设计预留。4.1.B系统实施不应影响桥结构承载能力，不应对桥梁结构防腐等防护T程造成损坏，4.1.9预理在绪构内部的理人式监测设备的使用寿命应不低丁20年；附着安装在结构上的非埋人式监测设备的使用寿命应不低于5年；在正常维护和可更换条件下，系统应与桥结构同寿命，监测设备的维护与更换应保证数据的致性和续性。4.1.10桥梁结构安全监测系统设计与构建，除应符合本标雅要求外，还应符合国家现行相美标准和规范的有关规定。
4.2蔡统架构
4.2.1系统应包括传感器模块、数据采策与传输模块，数据处理与替理模块、数据分析与安全预及评估模块，并通过系统集成技术将各模块集成为统一协调的整体。4.2.2传感器模快由荷载与环境监测，结构整休响应监测和结构局部响应监测传感器构成，应实现桥梁环境参数、车辆荷载参数及视频信息、结构响应的测量，4.2.3数据采集与传输模块由数据采集设备、数据传输设备与缆线，数据采年与传输软件构成，应实现传感器数据同步采集与传输，保证数据质量、不失真。4.2.4数据处理与管理模块由数据预处理，中心数据库，数据查询与管理软硬件构成，应实现桥梁监【检)测数据的处理,查询、存储与管理等功能。4.2.5数据分析与安全预警及评估模块应实现数据实时在线显示，数据分析、安全预箸及评估等功能：4.3传感器模块
4.3.1传感器模快设计应包括蓝测内容和测点选择的设计以及传感器选型。4.3.2监测内容应包括荷载与环境监测,继构整体响应监测与结构局部响应监测：a）荷载与环境监测内容包括车辆荷载、风、地寇、温度、湿度、降雨量和船舶撞击力等；b）结构整体响应监测内容包括结构振动、变形、位移、转角等；c)
结构局部响应监测包括构件局部应变、索力、钢构件疲劳、支座反、裂缝、腐蚀、基础神刷深度等。
4.3.3测点选择应满足数据分析与要全预等及评估要求，应采用结构计算分析、结构危险性分析和易摄性分析方法确定监测的关键构件和部莅。4.3.4传感幕模块设订应券虑防雷、防静电、防个、防水等防护措施，3
JT/T1037—2016
4.4数据采集与传输模块
4.4.1数据采集与传输模块设应包括与传感器接口的匹配性设计借号调理与数据采集方案，数据传输方案与路由设计、软件功能设计与集成方案。4.4.2极据蓝测数据特点和数据分析要求，采用相应的数据采集方案，应保证信号信噪比高、不失真动态信号还应满足采样定理。
4.4.3信号调理与数据采集设备鹿基于接口匹配性，环境适虚性、稳是性、耐久性等要求进行选型。4.4.4数据采集与传输设备应选用兼容性、耐久性和坏境适应性好的产品，并应易小维护、便更换且采最防水、防尘、防雷、防搞坏等防护猎施。4.4.5数据来集站（机柜）布置方案应考愿传感器布置、信号传输距离、易于维护等要求，立与通信、监控等机电工程资源共享。
4.4.6数据采集和传输软件应自动采集与传输数据，并可进行人工干预采集与采集参数调整。4.4.7数据传输路出与综台布线应基于桥藥现肠情况，传感器与数据采集站布置方案及信号传输距离进行设计，宜利用机电工程已有桥樂和预留孔走线，并远离强电等噪声源。4.5数据处理与管理模块
4.5.1数据处理与管理模块设计应包括架构设计、功能设计、性能设计、安全设计，软件开发应考虑先进性、实用性、要全性稳是性、容错性、可操作性和可扩展性。4.5.2数据处理与管理模块应包括下列主要功能：a）数据预处理、数据存储、白动生成报告报表：b)）操作系统中心数据库,进行数据查谢和管理：c）备份数据、自动导人和导出数据及于工导人利导出数据：d）统一的数据标准挤式和接口；e）数据安全性，可采设定不同用户级别权限和密码，以及网络防护等技术措施。4.5.3数据处理与管理模块应根据不同数据类型设计数据库以及数据维护和备份机制。4.6数据分析与安全预警及评估模块4.6.1数据分析与安全预警及评估模块应包括数据分析、安全预普、安全一级评估、安全二级评估和专项评估。
4.6.2数据分析应对荷载与环境数据、结构整体响应数据和结构局部响应数据进行全面统计分析和特殊分析，为安全预警、安全一级评估、安全二级评估和专项评估提供基础数据。4.6.3安全预警应根据监测数据流和数据分析结果进行实时预警。4.6.4要全一级评估应对监测数据统计特征值与规范设计值进行比对并分析，形成要全一级评估结果。
4.6.5安全二级评利用修正结构有限元模型、监测荷载、规范设计荷裁进行结构重分析和极限承载能力分析，评估桥结构安全储备和安全状态等级，形成安全二级评估结果。4.6.6桥粱遭受洪水、流冰、漂流物和船舶车辆的撞击、滑坡、泥石流、地震、风炭、海啸、火炭、化学剂蚀和特殊车辆过桥等奕发事件后，应采用专业分析方法进行专项评估，形成专项评估结果。4.6.7安全评估应选用可靠的评估方法，兼顾结构安全评估技术发展预留升级接口。4.7系统集成及用户界面交互
4.7.1系统荣成应包括硬件集成、软件集成和T具平合集成。4.7.2系统集成应通过工具平台实现硬件和软件最优配臀，形成完整架成方案，使系统整体性能4
最优。
JT/T 1037—2016
4.7.3系统集成应进行硬件、软件、网络等接口设，使各模块协调统一T作，形成桥梁安全监测一体化协作平台。
4.7.4用户界面交互应清断，友好地显示监测数据、数据采集与传输工作状态数据处与分析结果、安全预警信息及评估结巢，
4.7.5系统投入运行前,成基于桥梁结构特性对输入和输出的监测数据进行逻性、相关性和匹配性检验。
5监测内睿与测点选择
5.1一般规定
监测内奔应根据运营环境、结构特点、结构危险性分析，结构设计和监测功能确定。5.1.1
测点选择砸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。5.1.3监测内容和测点选择符合下列规定：a）荷载与环境监测内容和测点选择应根据荷载与环境作用特点确定：h）结构整体响应监测内容和测点选屏应根据结构振动和变形特点，模态参数识别及安全评粘要求确定；
c）结构局部响应监测内容和测点选择应根据继构计算分析和易损性分析结果确定。5.2监测内客
荷载与环境监测内容选择符合下列规定：5.2.1
应对桥梁车辆荷载进行监测，包括断面交通流，车型、车轴重、轴数、车辆总重，车速等：应对桥桑结构温度场和湿度进行蓝测；b)
应对大跨轻斜拉桥和忌案桥等风敏感结构的风参数进行监测，其他桥梁可根据抗风设计和安c
全评估要求进行选择：
应对特大型桥梁桥址区域地震动进行监测，育对抗震设防等级较高区城的其他桥梁地震动进行监测，非抗震设防区域宜根据抗震设计和安全评估要求进行选择：e）按GR 50139规定,航道等级为I级～级的桥梁宜进行船舶撞击监测,非通航孔桥宜在船舶撞击风险区迹行船舶撞击监测：f)宜对斜拉桥进行降雨量监测。5.2.2结构整体响应监测内容包括结构振动、位移、变形和转角，各种桥型均应进行振动与变形监测位移和转角可根据结构受力特点选择确定。5.2.3结构局部响应监测内容选择符合下列规定：应对关键构件应变进行监测；
应对索（主缆、吊索和素杆)力进行蓝测：宜对边界约束体系中关键健支座的支座反力进行监测；c）
应对钢箱梁正交异性钢桥面板、吊索、斜拉索以及其他存在疲劳效应的钢构件进行疫劳监测：d)
e）宜依据大跨径混凝土桥染结构受力特点，易损性和纤构设计要求进行裂缝监测：f)
宜对水文和地质条件复杂，冲刷严重的桥梁迹行流速和冲刷深度监测；宜对位于海辫环魔、盐碱地区域和石油化工等侵蚀性工业环境的桥梁进行腐蚀监测：g)
极据桥型和受力特点按表1选择相应监测内容，除表1所列桥型之外的复杂和重要桥梁电可参照表1。
JT/T 10372016
与环境
结构整体
车辆荷载
船舶撞击
风速,风向
表1监测内容
主要奏数
断面交通流、车型、车轴重、轴数、车辆总重、车速
空间分布
桥墩加速度
梁表面风压
桥岸地表场地加速度
承台预或桥墩底部加速度
箱梁内外环境温度
混凝土温度
钢结构温度
主拱温度
土缆温度
锚室内温度
鞍学内温度
桥面铺装层温度
箱梁内湿度
环境湿度
索塔销固区湿度
主统内湿度
锚案内湿度
鞍罩内湿度
降雨景
主架紧向振动加速度
主染横向振动加速度
主粱纵向振动加速度
桥嫩项部纵向和横向振动加速度拱顶三向振动加递度
塔顶水平双向振动加速度
吊杆(索)振动加速度
斜拉案振动加速度（面内、面外）梁桥
桥型选择
斜拉桥
悬索桥
结构整体
结局部
基础冲剧
支座友力
表1(续）
主要藝数
主染挠度
主梁横向变彦
嫩顶偏位
拱预偏位
拱脚偏位
塔顶偏位
主缆偏位
支座位愁
梁端纵向位愁
铺麓位
塔顶面倾角
主架关键面应变
体内、体外预应力
主拱关键截面应变
混凝土结构
流速,基础神刷深度
混凝土侵蚀深度
钢结构、拉索,主缆及锚具腐蚀
吊杆(索）
斜拉索
拉案断丝
支座反力
解拉索
伸缩鐘
注：“”为必选监测项，“”为宜选监测项，“_”为不包含项。5.3
测点选择
5.3.1荷载与环境监测
JT/T1037-—2016
桥型选押
斜拉桥
悬索桥
5.3.1.1车辆荷载监测宜采用不停车称重方法，称重测点宜选择在路基或有稳定支撑的混凝土结构铺装层内，应覆盖所有行车道，7
JT/T1037—2016
5.3.1.2船助撞击荷载监测宜采用监测结构振动的方法，测点宜选择在易遭受船撞击的桥激处，5.3.1.3风荷载监测应测量风速和风向，测点宜选择在桥面两侧,塔顶、拱顶，其安装位置应尽量能够蓝测自由场风速和风向。跨度小于80m斜拉桥和跨度小于1500m忌索桥宜在王梁跨中上下游两侧客布设一个测点;跨度大于或等于800m斜拉桥和跨度大于或等于1500m悬索素桥，宜结合风场空间相关性适当增加测点数量，
5.3.1.4对风敏感的特大跨桥梁，宜根据钢箱梁绕流场特性进行钢箱表面风压监测，测点应沿钢箱梁截面周向和纵向布置。
5.3.1.5对地震动监测宜测量地表振动，测点选择符合下列规定：a）长度小于800m的桥梁，宜布设一个测点；长度不小于800m的桥梁，考虑地震地而运动非一敏性，立增设，个测点；
桥岸地表区域可将测点布设于护岸，锚旋锚室内、近桥址蓝控中心等自由场地上，水体区域可布置于人可到达的紧塔和桥嫩底部或來台顶部，并易于保护和维护。5.3.1.6温度监测测点选择符合下列规定：根据截面温度梯度及结构整体升降温和空间分布特点，可通过有限元模拟或参考相关桥梁设a)
计规范确定测点位置；
宜在主梁跨中、索塔、拱圈、主巍等关键截面布设测点：b)
测点布叠宜与应变监测的温度补偿测点统一设计，数据共享。5.3.1.7湿度监测测点选择符合下列规是：a)
单体桥梁湿度测点不宜少于两个，宜布设于桥梁结构内外湿度变化较大和对湿度敏感的桥梁结构内部或外部：
b）大型桥梁关键钢结构应布设禄度测点，宜布设在桥面上、钢结构箱内、斜拉桥的斜拉案铺固区，总索桥的锚索内和主缆内以及鞍罩内。5.3.1.8降雨量监测测点宜布设在桥梁开阔部位，且不宜布设在振动较大部位。5.3.2结构整体响应监测
5.3.2.1结构整体振动监测测点选择：a）测点选择应根据桥梁结构动力计算结果振型特点以及所需监测振型阶数综合确定；传感器宜布设在结构主要报型搬幅最大或较大部位，并避开节点位置；5）采用以识别振型为日标的测点最优选择方法：）宜采用以结构损价识别与模型修正为H标的测点最优选择方法。5.3.2.2结构整体变形和微移蓝谢测点选择应根锯最不利荷载组价作用下主梁，紧塔，主缆、主拱等关键构件的揽度、位移和倾角包线选择变形、位移和倾角最大或较大的位置。5.3.3结构高部响应监测
5.3.3.1应变监测测点选择：
a）宜根据结构计算分析选择变力较大或影响结体安全的关键构件、截面和部位：b）肾根据结构易损性分析选择最易破坏或局部破坏易导致结构倒塌的关键构件，截面和部位：）受力复杂的构件、截面和部位，宜布设三问应变测点。5.3.3.2案力监测宜根据拉索主要参数选择有表性，索方较大，拉素应力变化较大的拉案进行监测。宜采用振动频率法、磁通孟测试法、铺垫板承压力测试法及其他不影响结构安全的监测方法。5.3.3.3支座反力监测宜采用测力支座；宜选择可能出现横向尖稳等倾覆性破坏的独柱桥、弯桥。基而易发生沉降、采用压重设计等桥的关键支座。5.3.3.4疲劳监测宵采用监测动应变方法，根据结构肩部计算分析结果，选择钢箱梁正交异性铜桥面8
板U肋，横隔板过焊肇等易产生劳效应的部位，5.3.3.5腐蚀监测宜选择代表性桥的水位变动区，浪溅区的关键截面。JT/T1037—2016
5.3.3.6基础冲刷监测宜根据桥染基础局部冲刷专题研究成果以及水文勘测资料综合选择冲刷监测区域，应选择冲刷最大区域以及桩基薄竭区域。6传感器
6.1一般规定
6.1.1转感器选型应满足量程、测量精度，分辨率，灵敏度，动态频响特性、长期稳定性、耐久性、环境适应性和经济性等要求。
6.1.2转感器选型立便于系统集成。6.1.3传感器安装前应进行必要的标定校推或自校。6.2荷载与环境监测传感器
6.2.1车辆荷载监测育选用动态称重系统，斤满定下列要求：a）动态称重传感器技术参数和安装要求应符合CB/T21296的规定：b）动态称重系统传感器布设尺小应考虑车道觉度，量程应根据桥梁车辆限载重以及预估车辆荷载重综合确定，单轴监测量程不宜小丁限载车辆轴重的200%：应其备数据白动采集功能，现场数据存储能力不宜少于14d。e)
风速风向蓝测育选用三向超声风速仪或机械式风速设，并满定下列要求；处于台风区城的桥梁宜选择三向超声风速仪，测试参数应包括脉动风速，平均风速，风向和风a)
攻角等：
风速仪量程不应小于其安装高度的设计风速：当同时菜用多个风速仪时，可菜用三问超声风速仪和机械式风速仪联合使用方案，但主梁两c)
谢应采用相同类型风速仪：免费标准bzxz.net
风速仪置安装在专用支架上，支架应真有足够刚度和强度，与桥体连接牢固，并满足抗风设计要求；支架伸出主体结构（主梁、索塔，拱顶等）边缘不宜少于5m。某些情况下，风仪也可根据监测要求安装在桥案沾线设施构件上，但应尽可能避免主体结构紊流对风速仪测试数据的影响。
8.2.3风压监测可选择陶瓷型或扩散硅型微压差传感器；自出场处风压监测宜选择皮托管，皮托管应要装在不受于扰的百由风场处，月在不同位角不应少丁一个（每个位置的角度间隔宜为知）。风压传感器满足下列要求：
a）量程不宜小于-1000Pa～+1000Pa；h）测益精度不宜大于0.2%FS;应能在雷雨环境下止常工作：c）传感器沿主梁截面周向和纵桥向布置，可安装于梁体外表面，应使气嘴与桥面平行，风向正对皮托管测压孔：皮托管安装应有固定支架，防止皮托管振动。6.2.4桥址处地震蓝测可选用强震动记录仪或一向加速度传感器，传感器应符合地震动监测相关标准的要求。
6.2.5船舶撞击监测可与地囊监测统一设计、数据共享。8.2.6温度蓝测宜选用温度传感器，开满定下列要求：）温度传感器选型应考虑量程、精度、分辨率和耐久性，技术参数满足下列要求：1）监测大气环境温度的传感器，量程宜超出年极值最高温度+20和年极值最低温度-20℃
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。