DB32T-橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范

ICS?FORMTEXT93.040FORMTEXTCCSP28FORMTEXT?????DBFORMTEXT32DBFORMTEXT32/FORMTEXTXXXXX—FORMTEXTXXXXFORMTEXT?????FORMTEXT橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范FORMTEXTConstructionspecificationsforlightweightmonitoringsystemofbridgesFORMTEXT?????FORMDROPDOWNFORMTEXT?????FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX發(fā)布FORMTEXTXXXX-FORMTEXTXX-FORMTEXTXX實(shí)施FORMTEXT江蘇省市場監(jiān)督管理局???發(fā)布DBXX/XXXXX—XXXX前言 II1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語與定義 14基本要求 25系統(tǒng)建設(shè) 26系統(tǒng)維護(hù) 67系統(tǒng)應(yīng)用 7前言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由江蘇省交通運(yùn)輸廳提出、歸口并組織實(shí)施。本文件起草單位：江蘇省交通運(yùn)輸廳公路事業(yè)發(fā)展中心、蘇交科集團(tuán)股份有限公司、長大橋梁安全長壽與健康運(yùn)維全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、東南大學(xué)、南京智行信息科技有限公司、南京市公路事業(yè)發(fā)展中心、鎮(zhèn)江市公路事業(yè)發(fā)展中心、南京市城市道路管理中心、南京市城建市政工程管理有限公司。 本文件主要起草人：胡萌、張宇峰、閔劍勇、徐劍、沙曉東、徐一超、周海川、承宇、紀(jì)軒煦、王浩、劉秀紅、周文舉、洪衛(wèi)星、張建、陳安京、付一帆、倪曉飛、徐衍亮、嵇業(yè)超、夏東、章茜、孫天馳、林梅、張金飛、余亮、毛明潔、茅建校。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范范圍本文件規(guī)定了公路與城市橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)的基本要求、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)維護(hù)與系統(tǒng)應(yīng)用等內(nèi)容。本文件適用于公路與城市橋梁的輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)。規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T4208外殼防護(hù)等級（IP代碼）GB/T21296.1動(dòng)態(tài)公路車輛自動(dòng)衡器—第1部分：通用技術(shù)規(guī)范JT/T1037-2022公路橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范術(shù)語與定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。橋梁輕量化監(jiān)測lightweightmonitoringofbridge一種面向橋梁重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景特定參數(shù)，通過布置低功耗、易安裝、高集成的感知設(shè)備，獲取定量數(shù)據(jù)或定性結(jié)果，實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警和長期數(shù)據(jù)跟蹤觀測，服務(wù)橋梁運(yùn)營養(yǎng)護(hù)的多學(xué)科交叉融合技術(shù)。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)lightweightmonitoringsystemofbridge采用橋梁輕量化監(jiān)測技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)集成將感知設(shè)備、軟件模塊及配套設(shè)施連接在一起，具有對橋梁重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景特定參數(shù)進(jìn)行專項(xiàng)測量、自動(dòng)記錄、異常報(bào)警的功能，輔助橋梁管養(yǎng)決策的信息系統(tǒng)。報(bào)警閾值alarmthreshold對橋梁運(yùn)營過程中可能出現(xiàn)的各種級別的異常、風(fēng)險(xiǎn)及養(yǎng)護(hù)需求，各監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)特征指標(biāo)所設(shè)定的臨界狀態(tài)警戒值。異常報(bào)警abnormalalarm監(jiān)測數(shù)據(jù)的特征指標(biāo)達(dá)到或超過報(bào)警閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警示。基本要求橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)遵循針對性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性原則。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)、風(fēng)險(xiǎn)評估、特定場景需求、交通量大小、場地供電和通訊條件，確定監(jiān)測內(nèi)容、選擇監(jiān)測方法、布設(shè)監(jiān)測測點(diǎn)、安裝監(jiān)測設(shè)備、開展系統(tǒng)應(yīng)用。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)適應(yīng)橋梁管理養(yǎng)護(hù)需求，在正常維護(hù)和更換條件下，監(jiān)測系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件的更換與升級應(yīng)保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的銜接與分析的連續(xù)性。預(yù)埋在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳感器的使用壽命應(yīng)不低于20年，附著安裝在結(jié)構(gòu)上的非埋入式傳感器的使用壽命應(yīng)不低于5年。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)與橋梁檢查制度形成互補(bǔ)機(jī)制，定期將監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果與橋梁檢查結(jié)果進(jìn)行對比與分析，綜合評估橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)。系統(tǒng)實(shí)施一般要求橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)宜采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊之間相對獨(dú)立、有序融合，應(yīng)方便維護(hù)、更換、擴(kuò)展和升級。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)宜接入市電?？陀^條件限制時(shí)，可采用獨(dú)立電源、太陽能等供電形式，應(yīng)滿足不少于一年的供電保障要求。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)備宜遵循低功耗、易安裝、高集成的原則，優(yōu)先考慮設(shè)備維護(hù)、更換的便利性。橋梁輕量化監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)滿足數(shù)據(jù)交互與共享的要求。方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)應(yīng)收集橋梁設(shè)計(jì)文件、竣工資料、養(yǎng)護(hù)歷史、交通量數(shù)據(jù)等，遵循“一橋一策”的原則。橋梁輕量化監(jiān)測重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景包括但不限于：整體或主要受力構(gòu)件技術(shù)狀況評定等級為三類或四類的公路橋梁；Ⅱ類、Ⅲ類養(yǎng)護(hù)中被認(rèn)定為C級或D級的城市橋梁；服役年限超過25年且存在明顯病害的橋梁；重載交通或飽和交通橋梁；存在船舶或者車輛撞擊風(fēng)險(xiǎn)的橋梁；加固改造橋梁；曲線匝道或獨(dú)柱墩橋梁；檢修困難的橋梁；橋面附屬設(shè)施易受損壞或橋下空間易遭侵占的橋梁；多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁。橋梁輕量化監(jiān)測內(nèi)容根據(jù)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景確定，應(yīng)符合表1要求。若單個(gè)橋梁存在多個(gè)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景，應(yīng)同時(shí)滿足不同場景的監(jiān)測內(nèi)容要求。橋梁輕量化監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測內(nèi)容重要風(fēng)險(xiǎn)場景車輛荷載豎向位移裂縫應(yīng)變振動(dòng)橫向位移梁體移位視頻抓拍整體或主要受力構(gòu)件技術(shù)狀況評定等級為三類或四類的公路橋梁◎●○○◎◎◎◎Ⅱ類、Ⅲ類養(yǎng)護(hù)中被認(rèn)定為C級或D級的城市橋梁服役年限超過25年且存在明顯病害的橋梁◎●○○◎◎◎◎重載交通或飽和交通橋梁○●◎○○○◎●存在船舶或者車輛撞擊風(fēng)險(xiǎn)的橋梁◎◎◎◎●◎◎●加固改造橋梁◎●◎●◎○◎◎曲線匝道或獨(dú)柱墩橋梁◎◎◎◎◎●●○檢修困難的橋梁◎●○●○◎◎○橋面附屬設(shè)施易受損壞或橋下空間易遭侵占的橋梁◎◎◎◎◎◎◎●多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁◎●◎○◎○◎◎注：●為應(yīng)選監(jiān)測項(xiàng)，○為宜選監(jiān)測項(xiàng)，◎?yàn)榭蛇x監(jiān)測項(xiàng)。監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)應(yīng)遵循系統(tǒng)性、代表性、經(jīng)濟(jì)性、可行性的基本原則，監(jiān)測點(diǎn)位宜布置在受力較大、變形較大、影響主要部件安全耐久和結(jié)構(gòu)整體安全的位置、已有病害和損傷的位置。車輛荷載監(jiān)測宜選擇布置在路基或有穩(wěn)定墩柱支撐的混凝土結(jié)構(gòu)鋪裝層內(nèi)。對于多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁，豎向位移監(jiān)測宜布置在主梁跨中位置的多片相鄰梁體；對于其他重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景，豎向位移監(jiān)測宜布置在跨中位置，或根據(jù)主梁在交通荷載作用下的豎向位移情況，選擇豎向位移最大的截面位置布設(shè)點(diǎn)位。裂縫監(jiān)測應(yīng)根據(jù)檢查（測）、技術(shù)狀況評定、養(yǎng)護(hù)維修結(jié)果確定點(diǎn)位位置。應(yīng)變監(jiān)測宜選擇受力較大的關(guān)鍵截面、部位。對于易遭受船舶或車輛等撞擊的橋梁，振動(dòng)監(jiān)測宜布置在航道或車道附近易于感知撞擊信號位置；對于其他重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景，振動(dòng)監(jiān)測宜選擇跨中、1/4跨、3/4跨。橫向位移監(jiān)測宜選擇主梁跨中或支點(diǎn)位置。梁體移位監(jiān)測應(yīng)選擇墩臺(tái)頂支座位置。視頻抓拍監(jiān)測的布點(diǎn)應(yīng)根據(jù)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場景的需求確定點(diǎn)位位置。設(shè)備選型與安裝監(jiān)測設(shè)備應(yīng)適應(yīng)監(jiān)測點(diǎn)位的監(jiān)測需求。設(shè)備選型應(yīng)滿足監(jiān)測量程、分辨力、精度、靈敏度、長期穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性等要求，能在-20℃～+60℃的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。監(jiān)測設(shè)備的防護(hù)等級應(yīng)符合GB/T4208的相關(guān)規(guī)定?？赡鼙凰蜎]的設(shè)備，防護(hù)等級應(yīng)達(dá)到IP68，戶外安裝設(shè)備的防護(hù)等級應(yīng)不低于IP65。戶外監(jiān)測設(shè)備應(yīng)采取有效防雷措施。設(shè)備選型應(yīng)明確傳感器的類型。對不可更換的監(jiān)測設(shè)備，宜做冗余布設(shè)。對關(guān)鍵部件或關(guān)鍵構(gòu)件的監(jiān)測設(shè)備，可布設(shè)校核設(shè)備。監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況按照表2的規(guī)定進(jìn)行選擇。橋梁輕量化監(jiān)測設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求監(jiān)測內(nèi)容監(jiān)測設(shè)備技術(shù)參數(shù)車輛荷載監(jiān)測1.設(shè)備應(yīng)符合GB/T21296.1的相關(guān)規(guī)定2.單軸監(jiān)測量程：≥限載車輛軸重的200%豎向位移監(jiān)測測量精度：≤0.1mm（10m測距）≤0.2mm（20m測距）≤0.3mm（50m測距）裂縫監(jiān)測1.量程：≥1mm，且≥規(guī)范容許裂縫寬度的5倍2.最大允許誤差：≤0.02mm應(yīng)變監(jiān)測1.應(yīng)變傳感器量程：≥1000με2.靜應(yīng)變傳感器量程：≥1.2倍被測量預(yù)計(jì)變化范圍3.動(dòng)應(yīng)變傳感器量程：≥2倍預(yù)測被測量變化范圍4.分辨率：≤1με振動(dòng)監(jiān)測1.量程：≥1.2倍計(jì)算分析振動(dòng)響應(yīng)最大值，且宜≥±1g2.橫向靈敏度：≤5％3.頻響范圍：0.5Hz～100Hz橫向位移監(jiān)測測量精度：≤0.1mm（10m測距）≤0.2mm（20m測距）≤0.3mm（50m測距）梁體位移監(jiān)測測量精度：≤1mm視頻抓拍監(jiān)測1.像素：≥400萬2.動(dòng)態(tài)范圍：≥55dB硬件安裝前應(yīng)進(jìn)行檢查、檢驗(yàn)，包括出廠檢驗(yàn)和現(xiàn)場開箱檢驗(yàn)等，硬件技術(shù)性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求及產(chǎn)品技術(shù)文件的規(guī)定。硬件安裝后應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)定做好防水、防潮、防雷、防干擾等措施。軟件安裝完成后應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)調(diào)試、多模塊聯(lián)調(diào)和試運(yùn)行，試運(yùn)行期應(yīng)檢驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集與傳輸根據(jù)橋梁感知方法、傳感器數(shù)量和測點(diǎn)位置分布，數(shù)據(jù)采集模式可采用基于微處理器的一體化采集或基于邊緣網(wǎng)關(guān)的匯聚化采集。一體化采集流程：傳感器輸出信號經(jīng)微處理器處理后，通過通信模塊直接與應(yīng)用層對接，采集模式如圖1所示；圖1一體化采集模式圖匯聚化采集流程：通過邊緣網(wǎng)關(guān)支持的各種物聯(lián)接口，連接各種傳感器和終端，采用內(nèi)置的程序算法，將處理后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一上傳至應(yīng)用層，采集模式如圖2所示。圖2匯聚化采集模式圖數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)采集和遠(yuǎn)程傳輸功能，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配置和調(diào)整。數(shù)據(jù)采集宜選用連續(xù)采集，必要時(shí)可選用觸發(fā)采集、定時(shí)采集等方式。采樣頻率應(yīng)滿足實(shí)時(shí)報(bào)警、數(shù)據(jù)應(yīng)用的要求，可參考表3設(shè)定。數(shù)據(jù)采樣頻率表監(jiān)測內(nèi)容采集方式采樣頻率車輛荷載監(jiān)測觸發(fā)采集—豎向位移監(jiān)測連續(xù)采集≥1Hz裂縫監(jiān)測連續(xù)采集、定時(shí)采集或觸發(fā)采集1.連續(xù)采集：≥1/600Hz2.定時(shí)采集：≥每天1次應(yīng)變監(jiān)測連續(xù)采集1.靜應(yīng)變：≥1/600Hz2.動(dòng)應(yīng)變：≥10Hz振動(dòng)監(jiān)測連續(xù)采集≥10Hz橫向位移監(jiān)測連續(xù)采集≥1Hz梁體移位監(jiān)測觸發(fā)采集—視頻抓拍監(jiān)測連續(xù)采集、觸發(fā)采集連續(xù)采集：≥25FPS數(shù)據(jù)采集模塊的功能設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：在無人值守條件下能連續(xù)采集數(shù)據(jù)；支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步采集；數(shù)據(jù)采集程序具有自動(dòng)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能；具有故障自診斷和重啟功能；具有遠(yuǎn)程控制功能，可按需設(shè)定數(shù)據(jù)采集時(shí)間；具備完善的日志記錄功能，能夠記錄常見系統(tǒng)運(yùn)行故障。數(shù)據(jù)傳輸模塊的功能設(shè)計(jì)滿足以下要求：應(yīng)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?、完整性、可靠性和安全性要求；可采用有線、無線或者兩者相結(jié)合的方式；宜采用物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議（常見的如HTTP、MQTT、LwM2M等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；對于觸發(fā)采集的設(shè)備，應(yīng)定時(shí)發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。通過公網(wǎng)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)使用國家密碼管理部門批準(zhǔn)使用的算法進(jìn)行加密傳輸。系統(tǒng)維護(hù)系統(tǒng)維護(hù)內(nèi)容應(yīng)包含日常檢查、硬件和軟件的定期維護(hù)、故障維護(hù)及應(yīng)急維護(hù)，并在維護(hù)完成后做好日志記錄。日常檢查：宜每日1次，結(jié)合橋梁日常巡查工作開展，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。硬件定期維護(hù)：宜不低于每季度1次，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測和保養(yǎng)，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，核查系統(tǒng)錯(cuò)誤記錄，排除潛在隱患。軟件定期維護(hù)：宜不低于每個(gè)月1次，主要包括軟件系統(tǒng)時(shí)間同步檢查、磁盤存儲(chǔ)空間檢查及清理、數(shù)據(jù)庫異地備份及軟件運(yùn)行日志檢查等，對于有配置參數(shù)修改、更正的維護(hù)操作，應(yīng)提前做好備份。故障維護(hù)：出現(xiàn)故障的設(shè)備應(yīng)及時(shí)進(jìn)行故障判斷、維修、更換等，并采取相應(yīng)的措施避免同一故障再次出現(xiàn)。應(yīng)急維護(hù)：對強(qiáng)（臺(tái)）風(fēng)、超限車輛過橋等可預(yù)見的特殊事件發(fā)生前，應(yīng)對系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)維護(hù)，對維護(hù)發(fā)現(xiàn)的問題24小時(shí)內(nèi)快速響應(yīng)并及時(shí)處置。系統(tǒng)應(yīng)用異常報(bào)警異常報(bào)警宜設(shè)定三級報(bào)警閾值，報(bào)警閾值可參考表4進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)運(yùn)行過程中報(bào)警閾值可根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)和歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，并結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。出現(xiàn)異常報(bào)警時(shí)，應(yīng)深入分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，關(guān)注異常狀態(tài)的影響程度和發(fā)展趨勢，并基于橋梁特點(diǎn)、報(bào)警頻次、異常極值等采取養(yǎng)護(hù)措施，養(yǎng)護(hù)措施宜遵守JT/T1037-2022中表10的相關(guān)規(guī)定。報(bào)警閾值設(shè)定表序號監(jiān)測內(nèi)容報(bào)警閾值報(bào)警級別1車輛荷載監(jiān)測車輛總重或軸重達(dá)到1.5倍設(shè)計(jì)車輛荷載一級車輛總重或軸重達(dá)到2.0倍設(shè)計(jì)車輛荷載二級2豎向位移監(jiān)測1.橋上通行限載車輛時(shí)測點(diǎn)位置處產(chǎn)生的撓度變化值2.相鄰梁體豎向位移變化幅值差異值達(dá)到歷史均值（或中位數(shù)）的1.2倍一級達(dá)到0.8倍的設(shè)計(jì)限值二級達(dá)到設(shè)計(jì)限值或一天內(nèi)出現(xiàn)10次以上二級報(bào)警三級3裂縫監(jiān)測結(jié)構(gòu)性裂縫寬度超過規(guī)范限值或發(fā)展加速二級4應(yīng)變監(jiān)測超過設(shè)計(jì)最不利工況計(jì)算值一級5振動(dòng)監(jiān)測結(jié)構(gòu)物受到碰撞時(shí)的激勵(lì)響應(yīng)特征二級6橫向位移監(jiān)測達(dá)到0.8倍的設(shè)計(jì)限值二級達(dá)到設(shè)計(jì)限值或一天內(nèi)出現(xiàn)10次以上二級報(bào)警三級7梁體移位監(jiān)測觸發(fā)梁體移位報(bào)警二級數(shù)據(jù)分析報(bào)告系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析應(yīng)定期形成數(shù)據(jù)分析報(bào)告，展現(xiàn)形式宜包括日報(bào)、季報(bào)和年報(bào)。數(shù)據(jù)分析報(bào)告應(yīng)在剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)后形成，內(nèi)容包括但不限于報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)和異常事件記錄。報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)應(yīng)包括報(bào)警內(nèi)容、報(bào)警設(shè)備、報(bào)警次數(shù)及異常極值。異常事件記錄應(yīng)包括異常事件名稱、起止日期、事件描述及處治措施。日報(bào)應(yīng)以報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)為主，季報(bào)和年報(bào)應(yīng)包括但不限于報(bào)警信息統(tǒng)計(jì)及異常事件記錄，并可對監(jiān)測數(shù)據(jù)的長期變化趨勢進(jìn)行跟蹤分析。數(shù)據(jù)交互與共享監(jiān)測系統(tǒng)與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互方式可采用數(shù)據(jù)交換接口，中間存儲(chǔ)介質(zhì)或數(shù)據(jù)庫同步等方式。數(shù)據(jù)交互應(yīng)采取權(quán)