DB32-T 4987-2024 橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范

橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范江蘇省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)發(fā)出布版I Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 1 14基本要求 1 2 6 6 8Ⅲ木文件按照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(qǐng)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(shí)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。木文件起草單位：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(zhǎng)大橋梁安全長(zhǎng)壽與健康運(yùn)維全國(guó)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?kù)?、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、1橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)規(guī)范本文件規(guī)定了公路與城市橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)建設(shè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成木文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)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(jí)(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(cè)技術(shù)規(guī)范3術(shù)語(yǔ)與定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。橋梁輕量化監(jiān)測(cè)lightweightmonitoringofbridge一種面向橋梁重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景特定參數(shù)。橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)lightweightmonitoringsystemofbridge采用橋梁輕量化監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過(guò)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(duì)橋梁重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景特定參數(shù)進(jìn)行專項(xiàng)測(cè)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(duì)橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種級(jí)別的異常、風(fēng)險(xiǎn)及養(yǎng)護(hù)需求，各監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)的特征指標(biāo)達(dá)到或超過(guò)報(bào)警閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警示。4基本要求4.1橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)符合針對(duì)性、有效性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性原則。4.2橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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(píng)估、特定場(chǎng)景需求、交通量大小、場(chǎng)地2DB32/T4987—2024供電和通訊條件，確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容、選擇監(jiān)測(cè)方法、布設(shè)監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)、安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備、開展系統(tǒng)應(yīng)用。4.3橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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(cè)系統(tǒng)硬件、系統(tǒng)軟件的更換與升級(jí)應(yīng)保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的銜接與分析的連續(xù)性。4.4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)不低丁5年。4.5橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與橋梁檢查結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析，綜合評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)安全狀態(tài)。5系統(tǒng)實(shí)施5.1.1橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜采用模塊化結(jié)構(gòu)，各模塊之間相對(duì)獨(dú)立、有序融合，應(yīng)方便維護(hù)、更換、擴(kuò)展和升級(jí)。5.1.2橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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(yáng)能等供電形式，應(yīng)滿足不少于1年的供電保障要求。5.1.3橋梁輕量化監(jiān)測(cè)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。5.1.4橋梁輕量化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)滿足數(shù)據(jù)交互與共享的要求。5.2方案設(shè)計(jì)5.2.2橋梁輕量化監(jiān)測(cè)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景包括但不限于：a)整體或主要受力構(gòu)件技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)為三類或四類的公路橋梁；b)Ⅱ類、Ⅲ類養(yǎng)護(hù)中被認(rèn)定為C級(jí)或D級(jí)的城市橋梁；c)服役年限超過(guò)25年且存在明顯病害的橋梁；d)重載交通或飽和交通橋梁；e)存在船舶或者車輛撞擊風(fēng)險(xiǎn)的橋梁；f)加固改造橋梁；g)曲線匝道或獨(dú)柱墩橋梁；h)檢修困難的橋梁；i)橋面附屬設(shè)施易受損壞或橋下空間易遭侵占的橋梁；j)多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁。5.2.3橋梁輕量化監(jiān)測(cè)內(nèi)容根據(jù)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)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(chǎng)景，應(yīng)同時(shí)滿足不同場(chǎng)景的監(jiān)測(cè)內(nèi)容要求。表1橋梁輕量化監(jiān)測(cè)內(nèi)容豎向橫向抓拍◎OO◎◎◎◎3豎向橫向抓拍Ⅱ類、Ⅲ類養(yǎng)護(hù)中被認(rèn)定為C級(jí)或D級(jí)的◎●OO◎◎◎◎梁◎●OO◎◎◎◎O●◎OOO◎●◎◎◎◎●◎◎●◎●◎●◎O◎◎曲線匝道或獨(dú)柱墩橋梁◎◎◎◎◎●●O◎●O●O◎◎O占的橋梁◎◎◎◎◎◎◎●多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁◎●◎O◎O◎◎5.2.5車輛荷載監(jiān)測(cè)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)。5.2.6對(duì)于多片梁結(jié)構(gòu)體系橋梁，豎向位移監(jiān)測(cè)宜布置在主梁跨中位置的多片相鄰梁體；對(duì)于其他重點(diǎn)移最大的截面位置布設(shè)點(diǎn)位。5.2.9對(duì)于易遭受船舶或車輛等撞擊的橋梁，振動(dòng)監(jiān)測(cè)宜布置在航道或車道附近易于感知撞擊信號(hào)位5.2.10橫向位移監(jiān)測(cè)宜選擇主梁跨中或支點(diǎn)位置。5.2.11梁體移位監(jiān)測(cè)應(yīng)選擇墩臺(tái)頂支座位置。5.2.12視頻抓拍監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)應(yīng)根據(jù)重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的需求確定點(diǎn)位位置。5.3設(shè)備選型與安裝60℃的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。5.3.3監(jiān)測(cè)設(shè)備的防護(hù)等級(jí)應(yīng)符合GB/T4208的相關(guān)規(guī)定。可能被水淹沒(méi)的設(shè)備，防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)到IP68,戶外安裝設(shè)備的防護(hù)等級(jí)應(yīng)不低于IP65。5.3.4戶外監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)采取有效防雷措施。45.3.6對(duì)關(guān)鍵部件或關(guān)鍵構(gòu)件的監(jiān)測(cè)設(shè)備，可布設(shè)校核設(shè)備。5.3.7監(jiān)測(cè)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。表2橋梁輕量化監(jiān)測(cè)設(shè)備技術(shù)參數(shù)要求車輛荷載監(jiān)測(cè)1)設(shè)備應(yīng)符合GB/T21296.1的相關(guān)規(guī)定豎向位移監(jiān)測(cè)測(cè)量精度：≤0.1mm(10m測(cè)距)≤0.2mm(20m測(cè)距)≤0.3mm(50m測(cè)距)裂縫監(jiān)測(cè)1)量程：≥1mm,且≥規(guī)范容許裂縫寬度的5倍應(yīng)變監(jiān)測(cè)1)應(yīng)變傳感器量程：≥1000μE2)靜應(yīng)變傳感器量程：≥1.2倍被測(cè)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(cè)被測(cè)量變化范圍振動(dòng)監(jiān)測(cè)1)量程：≥1.2倍計(jì)算分析振動(dòng)響應(yīng)最大值，且宜≥±1g3)頻響范圍：0.5Hz~100Hz橫向位移監(jiān)測(cè)測(cè)量精度：≤0.1mm(10m測(cè)距)≤0.2mm(20m測(cè)距)≤0.3mm(50m測(cè)距)梁體位移監(jiān)測(cè)視頻抓拍監(jiān)測(cè)1)像素：≥400萬(wàn)5.3.8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(chǎng)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。5.3.9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。5.3.10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。5.4數(shù)據(jù)采集與傳輸5.4.1根據(jù)橋梁感知方法、傳感器數(shù)量和測(cè)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。a)一體化采集流程：傳感器輸出信號(hào)經(jīng)微處理器處理后，通過(guò)通信模塊直接與應(yīng)用層對(duì)接，采集模5訂閱移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)應(yīng)用層監(jiān)測(cè)云平臺(tái)移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)應(yīng)用層移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)發(fā)布以太網(wǎng)加速度信號(hào)采集、傳輸、處理感知層振弦信號(hào)采集、加速度信號(hào)采集、傳輸、處理感知層圖1一體化采集模式圖監(jiān)測(cè)云平臺(tái)監(jiān)測(cè)云平臺(tái)綜合采集站信號(hào)采集微處理器振弦傳感器加速度傳感器以太網(wǎng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)發(fā)布邊緣網(wǎng)關(guān)電源傾角傳感器物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)溫濕度傳感器移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)無(wú)線通信應(yīng)用層傳輸層傳感層圖2匯聚化采集模式圖5.4.2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。5.4.3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。車輛荷載監(jiān)測(cè)一豎向位移監(jiān)測(cè)裂縫監(jiān)測(cè)連續(xù)采集：≥1/600Hz定時(shí)采集：≥每天1次應(yīng)變監(jiān)測(cè)動(dòng)應(yīng)變：≥10Hz梁體移位監(jiān)測(cè)一6DB32/T4987—2024表3數(shù)據(jù)采樣頻率表(續(xù))連續(xù)采集：≥25FPS5.4.4數(shù)據(jù)采集模塊的功能設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：a)在無(wú)人值守條件下能連續(xù)采集數(shù)據(jù)；b)支持?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步采集；c)數(shù)據(jù)采集程序具有自動(dòng)緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳功能；d)具有故障自診斷和重啟功能；e)具有遠(yuǎn)程控制功能，可按需設(shè)定數(shù)據(jù)采集時(shí)間；f)具備完善的口志記錄功能，能夠記錄常見(jiàn)系統(tǒng)運(yùn)行故障。5.4.5數(shù)據(jù)傳輸模塊的功能設(shè)計(jì)滿足以下要求：a)應(yīng)保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦浴⑼暾?、可靠性和安全性要求；b)可采用有線、無(wú)線或者兩者相結(jié)合的方式；c)宜采用物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議(常見(jiàn)的如HTTP、MQTT、LwM2M等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；d)對(duì)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。e)通過(guò)公網(wǎng)傳輸監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)使用國(guó)家密碼管理部門批準(zhǔn)使用的算法進(jìn)行加密傳輸。6系統(tǒng)維護(hù)6.1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。6.2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。6.3硬件定期維護(hù)：宜不低于每季度1次，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢測(cè)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。6.4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(kù)異地備份及軟件運(yùn)行日志檢查等，對(duì)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。6.5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)。6.6應(yīng)急維護(hù)：對(duì)強(qiáng)(臺(tái))風(fēng)、超限車輛過(guò)橋等可預(yù)見(jiàn)的特殊事件發(fā)生前，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)維護(hù)，對(duì)維護(hù)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題24h內(nèi)快速響應(yīng)并及時(shí)處置。7系統(tǒng)應(yīng)用7.1異常報(bào)警7.1.1異常報(bào)警宜設(shè)定三級(jí)報(bào)警閾值，報(bào)警閾值可參考表4進(jìn)行設(shè)置。7.1.2系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)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(cè)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。7.1.3出現(xiàn)異常報(bào)警時(shí)，應(yīng)深入分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，關(guān)注異常狀態(tài)的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)，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。表4報(bào)警閾值設(shè)定表71車輛荷載監(jiān)測(cè)車輛總重或軸重達(dá)到1.5倍設(shè)計(jì)車輛荷載車輛總重或軸重達(dá)到2.0倍設(shè)計(jì)車輛荷載2豎向位移監(jiān)測(cè)1.橋上通行限載車輛時(shí)測(cè)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3裂縫監(jiān)測(cè)4應(yīng)變監(jiān)測(cè)567梁體移位監(jiān)測(cè)7.2數(shù)據(jù)分析報(bào)告7.2.1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?qǐng)?bào)、季報(bào)和年報(bào)。7.2.2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。a)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。b)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。7.2.3日?qǐng)?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(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)進(jìn)行跟蹤分析。7.3數(shù)據(jù)交互與共享7.3.1監(jiān)測(cè)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(kù)同步等方式。7.3.2數(shù)據(jù)交互應(yīng)采取權(quán)限驗(yàn)證和安全管理措施，數(shù)據(jù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸時(shí)應(yīng)進(jìn)行傳輸加密和身份認(rèn)證。8[1]GB50982—2014建筑與橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范.[2]GB/T3702