DB4201-T624-2020城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

DB4201/T624-2020

城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)程

1總則

1.1.1本規(guī)程規(guī)定了城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施與驗收、系統(tǒng)維護等內(nèi)容。

1.1.2本規(guī)程適用于武漢市城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，其他城市的橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安

全監(jiān)測可參照執(zhí)行。

1.1.3為規(guī)范城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)實施，提高市政橋梁與隧道養(yǎng)護管理水平，保障橋梁

與隧道服役安全，制訂本實施規(guī)程。

1.1.4本規(guī)程所稱城市橋梁與隧道，是指武漢市市區(qū)和市人民政府確定實行城市化管理的其他區(qū)域的

運營期內(nèi)供車輛、行人通行的，具備一定技術(shù)條件的橋梁、隧道及其附屬設(shè)施等。

1.1.5本規(guī)程中關(guān)于橋梁與隧道規(guī)模的定義應(yīng)按照《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》(CJJ11-2011)、《城市地下

道路工程設(shè)計規(guī)范》(CJJ221-2015)的規(guī)定執(zhí)行。

1.1.6城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)立足于長期規(guī)劃，結(jié)合實際橋梁與隧道的結(jié)構(gòu)特點

和使用環(huán)境，考慮橋梁與隧道結(jié)構(gòu)施工、運營、維修加固等階段對結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測的需求，為結(jié)構(gòu)設(shè)計驗

證、結(jié)構(gòu)模型校正、結(jié)構(gòu)損傷識別、結(jié)構(gòu)養(yǎng)護和維修以及新方法、新技術(shù)的應(yīng)用提供支持。系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)

做到安全可靠、效費合理、方案可行、便于維護。

1.1.7新建橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)宜與主體結(jié)構(gòu)設(shè)計同步進行，與結(jié)構(gòu)施工同步實施，并提前

規(guī)劃好現(xiàn)場供電、數(shù)據(jù)通訊、預(yù)埋件安裝、預(yù)留孔道、檢修通道等工程界面。既有橋梁與隧道安全監(jiān)測

系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮橋梁的運營維護現(xiàn)狀。

1.1.8在選用傳感器與采集裝置時，要綜合考慮監(jiān)測要求和經(jīng)費預(yù)算等多方面因素合理選擇。傳感器

布設(shè)應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境考慮一定程度的冗余，宜優(yōu)先選用技術(shù)成熟可靠的產(chǎn)品。

1.1.9結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的硬件應(yīng)具備適當?shù)谋Ｗo措施設(shè)計與維修替換設(shè)計，各硬件的使用壽命應(yīng)符

合現(xiàn)行國家/行業(yè)設(shè)備標準。

1.1.10結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)軟件應(yīng)與硬件匹配良好，且具有兼容性、易擴展性、易維護性與較好的人機

交互功能，且能長期穩(wěn)定運行。

1.1.11城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實施應(yīng)考慮納入橋梁與隧道施工監(jiān)控、橋梁成橋荷

載試驗等檢測數(shù)據(jù)，為橋梁安全狀態(tài)評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1.1.12城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計、實施、驗收與維護，除應(yīng)執(zhí)行本規(guī)程外，還應(yīng)符合

國家相關(guān)標準的規(guī)定。

1.1.13城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實施應(yīng)充分考慮到《武漢市城市橋梁與隧道安全管

理條例》的要求。

1.1.14新建城市橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)考慮系統(tǒng)整合的需求，宜接入政府主管部門建立的

橋梁統(tǒng)一管理平臺。

3

DB4201/T624-2020

2術(shù)語和定義

2.1.1結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)StructuralSafetyMonitoringSystem

由安裝在橋梁與隧道等結(jié)構(gòu)物上的傳感器以及數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與管理等軟硬件構(gòu)成，對

結(jié)構(gòu)的荷載與環(huán)境作用以及結(jié)構(gòu)性能參數(shù)進行測量、收集、處理、分析，并對結(jié)構(gòu)正常使用水平與安全

狀態(tài)進行評估和預(yù)警的系統(tǒng)。

2.1.2傳感器Transducer/Sensor

指將特定的被測量信息（包括環(huán)境變化、結(jié)構(gòu)應(yīng)變、結(jié)構(gòu)變形、結(jié)構(gòu)振動等）按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成

某種可用信號輸出的器件或裝置通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

2.1.3環(huán)境參數(shù)EnvironmentalParameter

結(jié)構(gòu)所在區(qū)域的自然環(huán)境參數(shù)，包括風(fēng)、溫度、濕度、降雨等。

2.1.4結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)StructuralGlobalResponse

在荷載作用下結(jié)構(gòu)整體的振動、位移、變形和轉(zhuǎn)角等。

2.1.5結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)StructurallocalResponse

在荷載作用下結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件的應(yīng)變、索力、支座反力、裂縫、腐蝕、基礎(chǔ)沖刷深度等。

2.1.6全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)GlobalNavigationSatelliteSystem-GNSS

GNSS是所有在軌工作衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的統(tǒng)稱，包括GPS衛(wèi)星全橋定位系統(tǒng)，GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、

BEIDOU衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、WAAS廣域增強系統(tǒng)、EGNOS歐洲靜地衛(wèi)星導(dǎo)航重疊系統(tǒng)、DORIS星載多普勒無線電

定軌定位系統(tǒng)，PRARE精確距離及其變率測量系統(tǒng)、QZSS準天頂衛(wèi)星系統(tǒng)、GAGANGPS靜地衛(wèi)星增強系統(tǒng)、

以及正在建設(shè)的Galileo衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、IRNSS印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。

2.1.7數(shù)據(jù)采集與傳輸DataAcquisitionandTransmission

通過數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備，將傳感器輸出的信號轉(zhuǎn)換為支持長距離傳輸?shù)臄?shù)字信號及光信號，傳輸

至后端處理設(shè)備。

2.1.8RJ45

RJ45是布線系統(tǒng)中信息插座（即通信引出端）連接器的一種，連接器由插頭（接頭、水晶頭）和插

座（模塊）組成，插頭有8個凹槽和8個觸點，RJ45接口屬于一種網(wǎng)絡(luò)輸出接口。

2.1.9UDP協(xié)議UserDatagramProtocol

UDP（UserDatagramProtocol）即用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是OSI（OpenSystemInterconnection，開

放式系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型中一種無連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡單不可靠信息傳送服務(wù)。

2.1.10CAT5E

一種超5類網(wǎng)線，傳輸距離不宜大于100米。

2.1.11數(shù)據(jù)處理與管理DataProcessingandManagement

對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理、存儲、自動生成報告報表，并能操作系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫，進行數(shù)據(jù)查詢與管

理；對數(shù)據(jù)進行備份、自動或手工導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)；施加系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)防護功能。

2.1.12數(shù)據(jù)庫Database

長期儲存在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。

2.1.13數(shù)據(jù)分析與安全評估DataAnalysisandSafetyEvaluation

對荷載與環(huán)境數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)數(shù)據(jù)進行全面系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，以實現(xiàn)在正

常使用狀態(tài)、突發(fā)事件時對橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)的評估與預(yù)警。

2.1.14預(yù)警Early-warning

安全監(jiān)測系統(tǒng)在監(jiān)測數(shù)據(jù)特征值超過預(yù)警值時，向相關(guān)部門報告異常情況的行為。

2.1.15閾值Threshold

4

DB4201/T624-2020

表征結(jié)構(gòu)監(jiān)測參數(shù)指標的界限值。

2.1.16系統(tǒng)集成SystemIntegrating

通過結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個分離的設(shè)備(傳感器、采集傳輸設(shè)備、監(jiān)控

中心設(shè)備)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達到充分共享，實現(xiàn)集

中、高效、便利的管理。

2.1.17視頻監(jiān)控管理平臺VideoMonitoringManagementPlatform

視頻監(jiān)控管理平臺對接入城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻資源進行整合，實現(xiàn)視頻資源的存儲、共享，對

視頻資源進行統(tǒng)一調(diào)配和管理，并實現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)的深度應(yīng)用，是城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心。

2.1.18采集站DataAcquisitionUnit

以外場機柜保護的安置有數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)備的站點。

2.1.19監(jiān)控中心MonitoringCenter

結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)的中央控制室，安全監(jiān)測系統(tǒng)在此接收、存儲和處理各子系統(tǒng)發(fā)出的監(jiān)測信息、

檢測數(shù)據(jù)、報警信息、狀態(tài)評估信息等，并將處理后的數(shù)據(jù)和信息分別發(fā)往各相關(guān)子系統(tǒng)。

2.1.20網(wǎng)絡(luò)安全Cybersecurity

通過采取必要措施，防范對網(wǎng)絡(luò)的攻擊、侵入、干擾、破壞和非法使用以及意外事故，使網(wǎng)絡(luò)處于

穩(wěn)定可靠運行的狀態(tài)，以及保障網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的完整性、保密性、可用性的能力。

2.1.21系統(tǒng)維護SystemMaintenance

為保障結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)有的性能而進行的例行檢查、修復(fù)活動。

5

DB4201/T624-2020

3橋梁與隧道結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

3.1一般規(guī)定

3.1.1系統(tǒng)的設(shè)計必須做到安全可靠，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性、分析方法的可靠性和系統(tǒng)軟硬件的可

靠性。

3.1.2應(yīng)合理運用計算機技術(shù)和遠程信息傳輸技術(shù)，保障系統(tǒng)的實時性。

3.1.3應(yīng)采用先進的硬件設(shè)備、先進的網(wǎng)絡(luò)平臺、先進的開發(fā)技術(shù)，保證系統(tǒng)具有一定的超前性。

3.1.4監(jiān)測內(nèi)容及測點選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的形式、重要性、既有病害及風(fēng)險、外部環(huán)境與荷載作用設(shè)計

確定。

3.1.5多跨橋梁宜選擇合理跨數(shù)的典型斷面進行針對性監(jiān)測內(nèi)容設(shè)計；隧道結(jié)構(gòu)宜選擇合適的監(jiān)測對

象進行針對性監(jiān)測內(nèi)容設(shè)計。

3.1.6監(jiān)測內(nèi)容、測點選擇、設(shè)備選型、數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與管理及軟件開發(fā)應(yīng)滿足數(shù)據(jù)分

析、結(jié)構(gòu)安全評估及預(yù)警的要求。

3.1.7系統(tǒng)宜考慮人工巡檢APP的開發(fā)。

3.1.8結(jié)構(gòu)安全評估及預(yù)警應(yīng)結(jié)合人工巡檢、定期檢測、特殊檢測等檢測結(jié)果進行結(jié)構(gòu)綜合狀態(tài)評估

和預(yù)警。

3.1.9系統(tǒng)應(yīng)滿足用戶的不同需求，系統(tǒng)軟件應(yīng)操作簡便。

3.1.10系統(tǒng)應(yīng)能比較容易地實現(xiàn)擴展和升級。

3.1.11系統(tǒng)應(yīng)便于養(yǎng)護、管理部門進行維護。

3.1.12系統(tǒng)應(yīng)在各個環(huán)節(jié)提供安全措施，防止非法侵入。

3.2監(jiān)測內(nèi)容與傳感器選擇

3.2.1監(jiān)測內(nèi)容設(shè)計

a)測點選擇宜根據(jù)系統(tǒng)造價的要求遵循有代表性、少而精的選擇原則。

b)監(jiān)測內(nèi)容和測點選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)荷載與環(huán)境監(jiān)測內(nèi)容和測點選擇應(yīng)考慮荷載與地質(zhì)、水文等自然環(huán)境作用的特點確定；

2)結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容和測點選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)振動和變形的特點、模態(tài)參數(shù)識別及安全評

估的要求確定；

3)結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容和測點選擇應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)計算分析和易損性分析結(jié)果確定。

c)監(jiān)測內(nèi)容包括三方面內(nèi)容：荷載與環(huán)境、結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)、結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)，應(yīng)按照不同橋梁、隧

道結(jié)構(gòu)形式，選擇合適的監(jiān)測項目。

3.2.2傳感器布置原則與方法

a)所選擇的位置能盡可能全面地、精確地獲取結(jié)構(gòu)參數(shù)的信息；

b)所選擇的位置有較好的抗噪、抗干擾性能；

c)測得的模態(tài)信息應(yīng)與有限元分析的結(jié)果保持良好的吻合度；

d)宜具備合理添加測點對感興趣的部分模態(tài)進行數(shù)據(jù)重點采集的能力；

e)所選測點布置位置應(yīng)對結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化較為敏感；

f)宜布置在結(jié)構(gòu)響應(yīng)最不利位置或已損傷位置；

g)應(yīng)考慮方便安裝和更換傳感器；

h)布置的位置應(yīng)考慮盡量減少信號的傳輸距離；

i)所選的位置能使測量結(jié)果具有良好的可視性和魯棒性。

6

DB4201/T624-2020

3.2.3梁橋監(jiān)測內(nèi)容

特大型、大型梁橋監(jiān)測內(nèi)容宜參考《公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（JT/T1037-2016）

的要求執(zhí)行，按表1選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

表1特大型、大型梁橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型監(jiān)測需求

車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)★

地震地震儀●

溫度溫度計★

荷載與環(huán)境環(huán)境溫濕度溫濕度計★

路面溫度紅外溫度計●

抓拍抓拍鏡頭●

視頻高清攝像頭*

振動加速度計▲

主梁撓度撓度儀★

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

主梁傾覆拉繩位移計●

伸縮縫/支座位移位移計▲

靜應(yīng)變計★

應(yīng)變

動應(yīng)變計★

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★

支座反力測力支座●

中、小型梁橋根據(jù)橋梁受力特點按表2選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

表2中、小型梁橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測需求監(jiān)測需求

監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型

（中型梁橋）（小型梁橋）

車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)●/

溫度溫度計★/

荷載與環(huán)境路面溫度紅外溫度計●/

抓拍抓拍鏡頭●/

視頻高清攝像頭**

應(yīng)變應(yīng)變計★/

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★/

注1：根據(jù)橋址環(huán)境特點、橋梁結(jié)構(gòu)形式、病害特征確定最終數(shù)量；

注2：*表示必選監(jiān)測項；★表示應(yīng)選監(jiān)測項；▲表示宜選監(jiān)測項；●表示可選監(jiān)測項，以下類同；

注3：橋下有公路鐵路通行、通航要求的應(yīng)布置攝像頭監(jiān)測，下表同。

3.2.4拱橋監(jiān)測內(nèi)容

特大型、大型拱橋監(jiān)測內(nèi)容宜參考《公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（JT/T1037-2016）

執(zhí)行，按表3選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

7

DB4201/T624-2020

表3特大型、大型拱橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型監(jiān)測需求

車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)★

風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向儀●

地震地震儀●

溫度溫度計★

荷載與環(huán)境

路面溫度紅外溫度計●

環(huán)境溫濕度溫濕度計★

抓拍抓拍鏡頭●

視頻高清攝像頭*

振動加速度計★

主梁撓度撓度儀★

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

空間偏位GNSS★

伸縮縫/支座位移位移計▲

靜應(yīng)變計★

應(yīng)變

動應(yīng)變計★

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

索力索力計★

疲勞動應(yīng)變計★

支座反力測力支座●

中、小型拱橋根據(jù)橋梁受力特點按表4選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

表4中、小型拱橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測需求監(jiān)測需求

監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型

（中型拱橋）（小型拱橋）

車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)●/

溫度溫度計★/

荷載與環(huán)境路面溫度紅外溫度計●/

抓拍抓拍鏡頭●/

視頻高清攝像頭**

振動拾振器★/

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

空間偏位GNSS★/

應(yīng)變應(yīng)變計★/

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★/

3.2.5斜拉橋監(jiān)測內(nèi)容

斜拉橋監(jiān)測內(nèi)容宜參考《公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（JT/T1037-2016）執(zhí)行,按表5

選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

表5斜拉橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型監(jiān)測需求

荷載與環(huán)境車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)★

8

DB4201/T624-2020

風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向儀★

地震地震儀●

加速度計●

船撞

雷達防撞●

溫度溫度計★

路面溫度紅外溫度計●

溫濕度計★

環(huán)境溫濕度

除濕系統(tǒng)▲

抓拍抓拍鏡頭●

視頻高清攝像頭*

振動加速度計★

主梁撓度撓度儀★

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

空間偏位GNSS★

伸縮縫/支座位移位移計▲

靜應(yīng)變計★

應(yīng)變

動應(yīng)變計★

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

索力索力計★

疲勞動應(yīng)變計★

支座反力測力支座●

3.2.6懸索橋監(jiān)測內(nèi)容

懸索橋監(jiān)測內(nèi)容宜參考《公路橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（JT/T1037-2016）執(zhí)行，按表6

選擇相應(yīng)監(jiān)測內(nèi)容。

表6懸索橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型監(jiān)測需求

車輛荷載動態(tài)稱重系統(tǒng)★

風(fēng)速風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向儀★

地震地震儀●

加速度計●

船撞

雷達防撞●

荷載與環(huán)境溫度溫度計★

路面溫度紅外溫度計●

溫濕度計★

環(huán)境溫濕度

除濕系統(tǒng)▲

抓拍抓拍鏡頭●

視頻高清攝像頭*

振動加速度計★

主梁撓度撓度儀★

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

空間偏位GNSS★

伸縮縫/支座位移位移計▲

9

DB4201/T624-2020

錨碇變形傾角儀★

靜應(yīng)變計★

應(yīng)變

動應(yīng)變計★

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★

主纜索力索力計★

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)

吊桿索力索力計●

主梁疲勞動應(yīng)變計★

吊桿疲勞動應(yīng)變計★

支座反力測力支座●

3.2.7人行橋監(jiān)測內(nèi)容

人行橋根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點按表7選擇監(jiān)測內(nèi)容，測點布置宜滿足如下要求：

a)高清攝像機不宜少于2個，一個監(jiān)控人行橋梁橋面通行情況，視場對準橋梁主跨橋面，一個監(jiān)

控橋梁總體情況，視場能夠覆蓋大部分橋梁立面及橋下通行情況；

b)振動傳感器在主跨布置不宜少于2個，1個測試橫橋向振動，1個測試豎向振動；

c)其他類型傳感器應(yīng)根據(jù)橋梁檢測報告及風(fēng)險評估進行合理布置，應(yīng)適當控制傳感器數(shù)量。

表7人行橋監(jiān)測內(nèi)容

類別監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型監(jiān)測需求

荷載與環(huán)境視頻高清攝像頭*

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)振動拾振器★

裂縫裂縫計●

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)基礎(chǔ)沉降撓度儀●

結(jié)構(gòu)變形位移計●

注4：根據(jù)人行橋的橋址環(huán)境特點、橋梁結(jié)構(gòu)形式、病害特征確定最終數(shù)量；

3.2.8隧道監(jiān)測內(nèi)容

隧道宜根據(jù)隧道規(guī)模及結(jié)構(gòu)形式按表8選擇監(jiān)測內(nèi)容。

短距離隧道宜僅實施視頻監(jiān)控。

表8中等以上距離隧道監(jiān)測內(nèi)容

類別明挖或蓋

盾構(gòu)法管沉管法管礦山法襯

監(jiān)測參數(shù)設(shè)備選型挖法現(xiàn)澆

片隧道段隧道砌隧道

隧道

環(huán)境溫濕度溫濕度計▲▲▲▲

溫度溫度計★★★★

視頻高清攝像頭****

荷載與環(huán)境空氣質(zhì)量空氣質(zhì)量監(jiān)測站▲▲▲▲

風(fēng)速風(fēng)速儀●●●●

光照度光照度儀●●●●

地震動及車輛撞擊三向加速度計▲▲▲▲

管片結(jié)構(gòu)豎向位移撓度儀★///

結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)

管片結(jié)構(gòu)水平位移位移計★///

10

DB4201/T624-2020

管片結(jié)構(gòu)凈空收斂收斂計★///

二次襯砌拱頂沉降位移計//★/

二次襯砌底板豎向

撓度儀//★/

位移

二次襯砌凈空收斂收斂計//★/

地表沉降★★★★

不均勻沉降撓度儀/★/★

結(jié)構(gòu)縱向變形位移計▲▲▲▲

結(jié)構(gòu)接縫擴展裂縫計▲▲▲▲

應(yīng)變計/土壓力

結(jié)構(gòu)內(nèi)力▲▲▲▲

結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)盒

結(jié)構(gòu)裂縫裂縫計★★★★

注5：根據(jù)環(huán)境特點、隧道結(jié)構(gòu)形式、病害特征確定最終數(shù)量；

注6：對于長度大于100m的短距離通道，可根據(jù)實際需要按中長以上距離通道設(shè)計監(jiān)測內(nèi)容；

3.2.9傳感器設(shè)備選型

a)傳感器設(shè)備選型時，宜選用穩(wěn)定、可靠的傳感監(jiān)測設(shè)備；

b)傳感器選型應(yīng)滿足附錄A中傳感器設(shè)備性能指標要求；

c)傳感器選型宜便于系統(tǒng)集成；

d)傳感器安裝前應(yīng)進行必要的標定、校準或自校；

e)傳感器應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)實際使用的環(huán)境因素，且應(yīng)便于維護和更換。

3.3數(shù)據(jù)采集與傳輸設(shè)計

3.3.1數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊設(shè)計

a)數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)能在無人值守條件下連續(xù)運行；

b)數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)具有連續(xù)采集、觸發(fā)采集及定時采集功能；

c)數(shù)據(jù)采集軟件應(yīng)具有數(shù)據(jù)自動采集和緩存管理功能；

d)數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)具有自啟動功能，支持遠程控制；

e)數(shù)據(jù)采集模塊宜實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步采集，具備斷點續(xù)傳功能；

f)數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)能夠滿足長期穩(wěn)定工作的要求；

g)數(shù)據(jù)傳輸模塊應(yīng)具有數(shù)據(jù)接收、交換和傳輸?shù)哪芰Γ瑧?yīng)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、高效性和?shù)據(jù)

傳輸質(zhì)量；

h)橋梁與隧道現(xiàn)場傳輸設(shè)備應(yīng)安置于現(xiàn)場機柜中，保證電力穩(wěn)定供給、防火、防水等較高等級防

護要求（IP55防護等級），并滿足內(nèi)部溫濕度工作環(huán)境要求；橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)場還需具備防雷要

求；

i)數(shù)據(jù)傳輸模塊的線路應(yīng)滿足設(shè)備安裝的相關(guān)要求，并采取一定的防護措施；

j)數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)根據(jù)實際情況制定應(yīng)對特殊突發(fā)情況的應(yīng)急預(yù)案。

3.3.2數(shù)據(jù)采集傳輸設(shè)備組網(wǎng)方式

a)采集傳輸設(shè)備宜采用統(tǒng)一的RJ45輸出網(wǎng)絡(luò)接口；

b)非RJ45輸出網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備應(yīng)通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為RJ45接口，遵循TCP/IP或UDP協(xié)議；

c)采集傳輸設(shè)備通過以太網(wǎng)總線進行數(shù)據(jù)的匯總與上傳；

d)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間采用不低于CAT5E標準接線方式的網(wǎng)線進行數(shù)據(jù)交互，傳輸距離不大于100m。

11

DB4201/T624-2020

3.3.3數(shù)據(jù)采集模塊軟硬件

a)應(yīng)根據(jù)傳感器種類、數(shù)量、信號特征、采樣頻率及對信號的預(yù)處理等要求，確定數(shù)據(jù)采集硬件

系統(tǒng)的基本方式和硬件設(shè)備選型；

b)系統(tǒng)應(yīng)遵循標準協(xié)議和標準接口，便于數(shù)據(jù)傳輸和存儲；

c)采集模塊應(yīng)具有較高的精度（不宜低于16位），并配置信號增益、濾波等功能；

d)采集設(shè)備應(yīng)具備實時采集、自動存儲、自動傳輸功能，并保證現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)的真實性、有效性、

實時性和可用性；

e)采集設(shè)備應(yīng)便于更換且不影響軟件的使用；

f)不同種類的傳感器數(shù)據(jù)采集，應(yīng)采用統(tǒng)一的軟件架構(gòu)，提供一致的用戶操作界面、規(guī)范的代碼、

統(tǒng)一的參數(shù)配置，以提高軟件模塊的可重用性；

g)不同物理信號的采集模塊，應(yīng)配備相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備，實現(xiàn)統(tǒng)一組網(wǎng)方式；并可實現(xiàn)模塊組

合配置，以提高采集軟件的可配置性、可擴展性；

h)應(yīng)提供統(tǒng)一參數(shù)配置界面，可以對所有采集軟件進行遠程參數(shù)配置；

i)宜采用多線程技術(shù)編制采集軟件，以提高采集軟件的并發(fā)性，確保高頻采集；

j)采集軟件應(yīng)可記錄軟件和設(shè)備運行狀態(tài)，并可定時將設(shè)備和軟件運行狀態(tài)寫入狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，以

方便用戶遠程查看；

k)宜采用二進制數(shù)據(jù)格式文件存儲高頻采樣數(shù)據(jù)，以確保數(shù)據(jù)存儲的完整性；宜采用標準數(shù)據(jù)庫

格式存儲低頻采樣數(shù)據(jù)，提高采集軟件的運行效率；

l)數(shù)據(jù)采集站（機柜）布置方案應(yīng)考慮傳感器布置、信號傳輸距離、易于維護等要求，并預(yù)留與

通訊、除濕、監(jiān)控等其他機電工程的接入接口，并與大功率的設(shè)備（如抽濕機）的供電完全隔

離。

3.3.4數(shù)據(jù)傳輸方案

a)數(shù)據(jù)傳輸方式的選擇應(yīng)考慮建設(shè)成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性及可靠性等因素，宜優(yōu)先選擇穩(wěn)定、可靠、

低功耗的無線傳輸技術(shù)；

b)橋梁、隧道現(xiàn)場與數(shù)據(jù)中心之間的遠距離數(shù)據(jù)傳輸，宜采用光纖有線傳輸方式至數(shù)據(jù)中心，線

路網(wǎng)絡(luò)帶寬（Mbps）不小于（攝像機數(shù)量+1）×4；

c)橋梁、隧道現(xiàn)場采集站、采集傳輸設(shè)備在距離接入點≥100m時宜采用光纖線路進行數(shù)據(jù)傳輸；

d)系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)采集器、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換器、網(wǎng)絡(luò)傳感器等應(yīng)遵循TCP/IP或UDP協(xié)議。

3.3.5數(shù)據(jù)采集設(shè)備性能參數(shù)要求

數(shù)據(jù)采集設(shè)備性能參數(shù)滿足附錄B中的內(nèi)容要求，并按照附錄C的要求對設(shè)備進行編碼。

3.4數(shù)據(jù)處理與管理設(shè)計

3.4.1應(yīng)通過數(shù)據(jù)預(yù)處理確保監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，包括數(shù)據(jù)的準確性、完整性、同步性和時效性等指標。

3.4.2應(yīng)對含噪信號進行降噪處理，提高信號的信噪比，可以使用平滑、回歸、濾波等方法。

3.4.3應(yīng)對數(shù)據(jù)誤差進行處理，包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差，應(yīng)根據(jù)各測點實際情況，辨別誤差類別，

選用合適算法對誤差進行處理。

3.4.4宜對監(jiān)測信號進行缺失值填充，主要針對較短時段靜態(tài)數(shù)據(jù)缺失的情況，可以使用回歸、基于

推理方法等進行處理。

3.4.5監(jiān)測數(shù)據(jù)的單位宜采用國際單位制，同類型監(jiān)測數(shù)據(jù)的單位應(yīng)統(tǒng)一。

3.4.6所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均宜帶有時間標記，在采集存儲階段沒有添加時間標記的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)預(yù)

處理添加時間標記，并確保時間標記的統(tǒng)一和同步。

3.4.7監(jiān)測數(shù)據(jù)實時預(yù)警應(yīng)基于預(yù)處理后的數(shù)據(jù)，應(yīng)確保數(shù)據(jù)預(yù)處理的時效性。

3.4.8數(shù)據(jù)管理應(yīng)實現(xiàn)快速顯示、高效存儲、生成報告和數(shù)據(jù)歸檔等功能。

12

DB4201/T624-2020

3.4.9結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫宜包括原始數(shù)據(jù)庫、預(yù)處理數(shù)據(jù)庫、分析數(shù)據(jù)庫及系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫。

3.4.10原始數(shù)據(jù)庫應(yīng)存儲和管理車輛荷載、風(fēng)、地震、溫度、濕度、降雨量、空氣質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)的振

動加速度、位移、變形、傾角、應(yīng)變、裂縫、索力、腐蝕、沖刷等原始時程數(shù)據(jù)。

3.4.11預(yù)處理數(shù)據(jù)庫存儲和管理原始采集數(shù)據(jù)預(yù)處理后的結(jié)果。

3.4.12分析數(shù)據(jù)庫存儲和管理數(shù)理統(tǒng)計以及各種數(shù)據(jù)分析方法得到的分析結(jié)果。

3.4.13系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫應(yīng)對橋梁設(shè)計、竣工圖紙、檢測報告以及科研專題研究資料進行存儲和管理，

數(shù)據(jù)庫中的表格宜按照橋梁設(shè)計、竣工圖紙目錄及科研報告分類進行。

3.4.14數(shù)據(jù)存儲和管理可在本地計算機上進行，也可采用云存儲和云管理技術(shù)。

3.5數(shù)據(jù)分析與安全預(yù)警評估設(shè)計

3.5.1數(shù)據(jù)分析內(nèi)容

a)數(shù)據(jù)分析包括統(tǒng)計分析和特殊分析，統(tǒng)計分析包括最大值、最小值、平均值、均方根值、累計

值等統(tǒng)計值，特殊分析包括荷載譜分析、風(fēng)參數(shù)分析、模態(tài)分析、疲勞分析等。采樣頻率大于

1Hz的數(shù)據(jù)應(yīng)以10分鐘、日、月、年為統(tǒng)計間隔獲得其統(tǒng)計值。溫濕度、靜應(yīng)變、靜位移等

監(jiān)測變量，應(yīng)給出以日、月、年為統(tǒng)計間隔的統(tǒng)計值。

b)荷載與環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析

1)分析過橋車流量、車型、軸重、總重、速度及超載車比例等車輛荷載參數(shù)，提取出車輛荷

載日、月、年最大值及其統(tǒng)計分布；將車輛荷載統(tǒng)計和模型轉(zhuǎn)化為疲勞荷載譜，也可將車

輛荷載重量、數(shù)量和相應(yīng)時間直接作為車輛疲勞荷載；

2)分析風(fēng)參數(shù)，包括風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)攻角、脈動風(fēng)速譜、湍流強度、陣風(fēng)系數(shù)及各等級風(fēng)速

疲勞譜等；

3)分析地震數(shù)據(jù)，包括加速度峰值、速度峰值、持續(xù)時間、頻譜和反應(yīng)譜等；

4)分析溫度數(shù)據(jù)，包括最高溫度、最低溫度、構(gòu)件斷面的最大溫度梯度等；

5)分析濕度數(shù)據(jù)，包括構(gòu)件內(nèi)/外濕度的最大值、平均值和超限的持續(xù)時間等；

6)分析雨量數(shù)據(jù)，包括每小時最大降雨量、累積降雨量等；

7)分析隧道空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，包括空氣中CO、SO2等有害氣體濃度峰值。

c)結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析

1)結(jié)構(gòu)整體響應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括加速度、變形、位移、模態(tài)參數(shù)等；

2)分析加速度，包括絕對最大值、最大均方根值，可進行車橋耦合振動分析；

3)分析橋梁結(jié)構(gòu)變形，包括平均值、絕對最大值，宜進行撓度與溫度、車輛荷載的相關(guān)性分

析，水平變形與風(fēng)荷載的相關(guān)性分析；

4)分析梁端位移與支座位移，包括絕對最大值、累計位移，宜進行梁端位移、支座位移與溫

度、車輛荷載的相關(guān)性分析；

5)分析錨碇位移的最大值和累計值等；

6)模態(tài)參數(shù)包括結(jié)構(gòu)的頻率、振型和阻尼比等；

7)分析隧道結(jié)構(gòu)變形，包括平均值、絕對最大值，宜進行結(jié)構(gòu)變形與溫度相關(guān)性分析。

d)結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析

1)結(jié)構(gòu)局部響應(yīng)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括應(yīng)變、裂縫、沖刷、腐蝕、索力、支座反力和疲勞等；

2)應(yīng)變花等三向應(yīng)變應(yīng)轉(zhuǎn)化為主應(yīng)力方向的應(yīng)變；

3)應(yīng)變時程的數(shù)據(jù)分析，包括平均值、最大值、最小值、應(yīng)力幅最大值等；鋼箱梁等鋼結(jié)構(gòu)

宜根據(jù)雨流計數(shù)法和Miner線性損傷理論計算疲勞損傷指數(shù)；

4)索力時程的數(shù)據(jù)分析，包括平均值、最大值、最小值等；應(yīng)對監(jiān)測索力與成橋索力、設(shè)計

容許索力、破斷索力進行對比分析；宜根據(jù)拉索應(yīng)力計算疲勞損傷指數(shù)；

13

DB4201/T624-2020

5)支座反力時程的數(shù)據(jù)分析，包括平均值、最大值和最小值、最大變化量等；

6)應(yīng)對沖刷深度、腐蝕深度、裂縫寬度的最大值進行數(shù)據(jù)分析；宜分析沖刷深度的變化規(guī)律

與發(fā)展趨勢，分析腐蝕進程并預(yù)測其發(fā)展趨勢。

e)橋梁與隧道因遭遇強風(fēng)、地震、船撞、雪災(zāi)、洪水、特殊車輛過橋等突發(fā)事件而進行專項評估

時，應(yīng)對事件發(fā)生前后的數(shù)據(jù)進行對比分析。

f)數(shù)據(jù)分析報告應(yīng)包括橋梁與隧道及安全監(jiān)測系統(tǒng)的基本信息、分析項目、分析方法和分析結(jié)果

等。

g)數(shù)據(jù)分析可基于在線分析與離線分析兩種方式實現(xiàn)。

3.5.2結(jié)構(gòu)安全評估

a)系統(tǒng)應(yīng)能對自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)和定期檢測結(jié)果進行統(tǒng)計、對比分析，趨勢分析和相關(guān)性分析；

b)系統(tǒng)應(yīng)能綜合各種監(jiān)測數(shù)據(jù)、定期檢測信息和分析結(jié)果，對結(jié)構(gòu)異常狀態(tài)進行識別和診斷，在

線對結(jié)構(gòu)安全和使用狀態(tài)進行總體評價；

c)系統(tǒng)應(yīng)能在線生成結(jié)構(gòu)安全評估日報，定期上傳結(jié)構(gòu)綜合評估報告（如月報、季報、年度報告

等），特殊事件發(fā)生后7天內(nèi)上傳特殊事件綜合評估報告。

3.5.3安全預(yù)警

a)預(yù)警分為初級預(yù)警與結(jié)構(gòu)性預(yù)警：

1)初級預(yù)警宜設(shè)置于數(shù)據(jù)采集單元，按傳感器量程設(shè)置閾值對原始采集數(shù)據(jù)進行預(yù)警；

2)結(jié)構(gòu)性預(yù)警宜設(shè)置于結(jié)構(gòu)狀態(tài)評估服務(wù)器，按黃色和紅色兩級預(yù)警設(shè)置閾值。

b)應(yīng)設(shè)定合理閾值實現(xiàn)自動化實時報警，要求報警在軟件界面與自動報表體現(xiàn)；

c)預(yù)警閾值設(shè)置，宜結(jié)合規(guī)范限值與有限元模型計算值綜合考慮，并隨系統(tǒng)長期監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累，

進一步根據(jù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析進行修正；

d)預(yù)警閾值可根據(jù)正常使用極限狀態(tài)效應(yīng)值分級設(shè)置；

e)系統(tǒng)應(yīng)能生成與存儲標準格式的報警信息，報警信息具體內(nèi)容及格式詳見附錄C。

表9閾值設(shè)置

分級類型黃色預(yù)警紅色預(yù)警

分級策略

注：Sm為實測效應(yīng)，SSLS為正常使用極限狀態(tài)效應(yīng)值；

3.5.4基于風(fēng)險問題導(dǎo)向的成套監(jiān)測預(yù)