DBT29-208-2011 天津市橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程

備案號(hào)J11786-20112011-01-30發(fā)布2011-04-01實(shí)施天津市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)主編單位：天津市市政工程研究院批準(zhǔn)部門(mén)：天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)實(shí)施日期：2011年04月01日建科[2011]78號(hào)津市市政工程研究院等單位按照我委《關(guān)于下達(dá)2007年度天津市建設(shè)系統(tǒng)第一批工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的通知》(建科教[2007]1243號(hào))的要求，編制完成了《天津市橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，自2011年4月1日起在我市實(shí)施。二O一一年一月三十日根據(jù)天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)《關(guān)于下達(dá)2007年度天津市建設(shè)系統(tǒng)第一批工程建設(shè)地方標(biāo)準(zhǔn)編制計(jì)劃的通知》(建科教[2007]1243號(hào))文件要求，標(biāo)準(zhǔn)編制組經(jīng)廣泛調(diào)研，認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，制定本規(guī)程。統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)驗(yàn)收和系統(tǒng)維護(hù)共計(jì)9章組成。本規(guī)程由天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì)負(fù)責(zé)管理，由天津市市政工程研究院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過(guò)程中如有意見(jiàn)和建議，請(qǐng)寄天津市市政工程研究院(天津市河西區(qū)平山道39號(hào)，郵政編碼300074;Email:Lzh_he@126.com)。天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院天津市道路橋梁管理處天津市公路處吳景海孫運(yùn)國(guó)何立忠李宏偉齊懷展張永明劉文江張廣寅朱建國(guó)鄭連生趙鳳華曹長(zhǎng)海李文深賈明浩蘇寶耀高伯翔童文威周里智1總則 12術(shù)語(yǔ) 23總體設(shè)計(jì)要求 43.1一般規(guī)定 4 4 64傳感器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 74.1一般規(guī)定 7 8 84.4傳感器性能要求 5數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 5.1一般規(guī)定 5.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)要求 5.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求 5.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 6橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 216.1一般規(guī)定 216.2結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊設(shè)計(jì)要求 216.3結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)要求 226.4結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)要求 23 24 25 本規(guī)程用詞說(shuō)明 引用標(biāo)準(zhǔn)名錄 31 1 23DesigningofStruct 4 4 4 6 7 7 8 8 5.2Designingofhardwaresford 5.4Designingofdatatransmi 5.5Performancerequirements 5.6Performancerequirement 21 6.3DamageDetectionofBridges 226.4ComprehensiveEvaluationofBridges 23 24 259Maintenanceofsystems ExplanationofWordinginThis 27 28ExplanationofProvision 11.0.1為提高天津市橋梁養(yǎng)護(hù)管理水平，保障橋梁的服役安全，特制訂本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程適用于天津市既有和新建的各種市政公路橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)。1.0.3橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)與橋梁管理系統(tǒng)相兼容。1.0.4橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮與橋梁施工監(jiān)1.0.5按橋梁的建設(shè)規(guī)模、重要性、服役環(huán)境及其服役期內(nèi)性能退化情況，橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的等級(jí)劃分應(yīng)符合表1.0.5規(guī)定。度高；實(shí)時(shí)在線和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。150m)、較復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁、較重要注：(1)復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋梁指斜拉橋、懸索橋、拱橋以及組合結(jié)構(gòu)等橋梁，較復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)指連續(xù)梁橋、剛構(gòu)橋等橋梁；(2)重要橋梁指橋梁所在位置極為重要，該橋具有重要的政治或經(jīng)濟(jì)意義。1.0.6橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施，除執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定外，尚應(yīng)符合國(guó)家及行業(yè)頒發(fā)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。22.0.1橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)BridgeStructuralHealthMonitoring指通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的整體行為和實(shí)時(shí)環(huán)境響應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)久性和承載能力進(jìn)行智能評(píng)估，為橋梁的維修、養(yǎng)護(hù)與管理決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。2.0.2有限元模型修正FiniteElementUpdating指依據(jù)相關(guān)測(cè)試結(jié)果，利用有效手段修正結(jié)構(gòu)有限元模型中的參數(shù)，使所建立的有限元模型盡可能地反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)狀態(tài)。2.0.3傳感器Sensor指將特定的被測(cè)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(dòng)等)按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件2.0.4光纖光柵傳感器FiberBraggGratingSensor是將光纖光柵作為敏感元件的一類(lèi)光纖傳感器，它通過(guò)外場(chǎng)作用下光柵中心波長(zhǎng)的變化來(lái)獲取外界信息，具有傳感探頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、重復(fù)性好和便于組成傳感網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)點(diǎn)。2.0.5全球定位系統(tǒng)GlobalPositioningSystem是一種結(jié)合衛(wèi)星及通訊發(fā)展的技術(shù)，利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)2.0.6模/數(shù)轉(zhuǎn)換Analog/Digital,A/D將模擬信號(hào)(電壓或電流)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的二進(jìn)制數(shù)指在將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)時(shí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。2.0.8數(shù)據(jù)壓縮DataCompression3指以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)的信號(hào)，減少容納給定信息集合或數(shù)據(jù)采樣集合的信號(hào)空間。指通過(guò)時(shí)分復(fù)用的方式，將信息以一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線。2.0.10雨流計(jì)數(shù)法Rain-flowCountingMethod也叫塔頂統(tǒng)計(jì)法，是根據(jù)所研究材料的應(yīng)力-應(yīng)變過(guò)程進(jìn)行計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)載荷波形中的循環(huán)和半循環(huán)。2.0.11數(shù)據(jù)融合DataFusion數(shù)據(jù)融合是一個(gè)多級(jí)、多層面的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，主要完成對(duì)來(lái)自多個(gè)信息源的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、關(guān)聯(lián)的處理。2.0.12實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法RealTimeKinematic,RTKRTK定位技術(shù)是基于載波相位觀測(cè)值的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)地提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。43.1一般規(guī)定3.1.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須做到安全可靠，包括監(jiān)測(cè)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(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)和遠(yuǎn)程信息傳輸技術(shù)，以保障系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。3.1.3應(yīng)采用先進(jìn)的硬件設(shè)備、先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、先進(jìn)的開(kāi)發(fā)技術(shù)，保證系統(tǒng)具有一定的超前性。3.1.4系統(tǒng)應(yīng)滿足用戶的不同需求，系統(tǒng)軟件應(yīng)操作簡(jiǎn)便。3.1.6系統(tǒng)應(yīng)便于養(yǎng)護(hù)、管理部門(mén)進(jìn)行3.1.7應(yīng)在各個(gè)環(huán)節(jié)提供安全措施，防止非法侵入。3.2.1橋梁監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括作用監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)。3.2.2梁式橋監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合表3.2.2規(guī)定。地震作用結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)3.2.3拱式橋監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合表3.2.3規(guī)定。5結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)吊桿索力、系桿索力、主梁撓度、主拱振動(dòng)、應(yīng)力、拱3.2.4斜拉橋監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合表3.2.4規(guī)定。結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)3.2.5懸索橋監(jiān)測(cè)內(nèi)容應(yīng)符合表3.2.5規(guī)定。結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)3.2.6其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋監(jiān)測(cè)內(nèi)容其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)橋根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)和需要，進(jìn)行健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)，確定監(jiān)測(cè)內(nèi)容。63.3.1橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)劃分為4個(gè)子系統(tǒng)，系統(tǒng)功能應(yīng)符合表3.3.1規(guī)定。表3.3.1系統(tǒng)構(gòu)成及主要功能由各種不同類(lèi)型的傳感器構(gòu)成，將被測(cè)的不同形式的物負(fù)責(zé)信號(hào)采集、傳輸、處理和分析控制梁狀態(tài)參數(shù)和損傷狀況進(jìn)行識(shí)別、對(duì)橋梁綜合性能進(jìn)行71傳感器的布置應(yīng)體現(xiàn)優(yōu)化原則，利用盡可能少的傳感器2根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，對(duì)其監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及監(jiān)測(cè)部位進(jìn)5傳感器數(shù)量和設(shè)備能力等應(yīng)具有適度冗余，以確保系統(tǒng)6傳感器的布設(shè)工藝與平臺(tái)結(jié)構(gòu)的其他施工工藝緊密配84.2.1按橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)作用索力智能拉索速度傳感器、加速度傳感器(B)支座反力4.3.1梁橋各監(jiān)測(cè)內(nèi)容布點(diǎn)應(yīng)符合表4.3.1的規(guī)定。9主跨跨中主跨跨中、主跨1/4和3/4跨，邊跨跨中橋墩承臺(tái)4.3.2拱橋各監(jiān)測(cè)內(nèi)容布點(diǎn)應(yīng)符合表4.3.2的規(guī)定。主拱跨中主跨跨中、主拱跨中主跨跨中、主拱跨中索力吊桿支座反力4.3.3斜拉橋各監(jiān)測(cè)內(nèi)容按表4.3.3的規(guī)定確定。橋墩承臺(tái)索力主跨跨中、主跨1/4和3/4跨、邊跨跨中支座反力4.3.4懸索橋各監(jiān)測(cè)內(nèi)容布點(diǎn)按表4.3.4的規(guī)定確定。索力主跨跨中、主跨1/4和3/4跨，邊跨跨中錨碇壓力4.4.1橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常用傳感器性能應(yīng)符合表4.4.11)風(fēng)速測(cè)量范圍：(0~60)m/s2)風(fēng)速分辨率：0.01m/s4)風(fēng)向方位角測(cè)量范圍：0°~360°5)風(fēng)向分辨率：0.1°6)風(fēng)向測(cè)量精度：≤±1°7)采樣頻率：≥10Hz8)工作溫度：(-30~65)℃1)風(fēng)速測(cè)量范圍：(0~60)m/s3)風(fēng)向方位角測(cè)量范圍：0°~360°4)風(fēng)向測(cè)量精度：<±3°5)采樣頻率：≥20Hz6)工作溫度：(-30~65)℃1)行車(chē)速度范圍：(10~200)km/h9)工作溫度：(-30~85)℃10)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)續(xù)表4.4.1常用傳感器的性能要求1)測(cè)量方向(軸數(shù)):33)帶寬：(0~500)Hz8)工作溫度：(-30~65)℃1)測(cè)量方向(軸數(shù)):15)頻響范圍：(0~80)Hz7)工作溫度：(-30~65)℃索力監(jiān)測(cè)1)測(cè)量范圍：±1500μe3)采樣率：≥10Hz4)工作溫度：(-30~85)℃1)靜態(tài)基線精度：2)RTK精度：高程：15mm+1.5ppm(實(shí)時(shí))3)采樣頻率：≥20Hz4)工作溫度：(-30~60)℃4)工作溫度：(-30~65)℃1)測(cè)量范圍：0~100%RH4)工作溫度：(-30~85)℃1)測(cè)量范圍：(-30~85)℃2)精度：±0.5℃3)工作溫度：(-30~85)℃1)量程：±14.5°2)靈敏軸非對(duì)準(zhǔn)性：<0.15°3)零點(diǎn)偏差：<0.15°4)非線性：<0.005°5)帶寬-3dB,(典型值):30Hz6)滿量程輸出：±5.00volts±7)靈敏度非對(duì)準(zhǔn)性：<100ppm/℃8)零點(diǎn)溫度系數(shù)：0.003°/℃9)分辨率：<0.00005°10)重復(fù)性：<0.003°11)噪聲：<0.0002°rms12)工作溫度：(-30~65)℃13)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)3)工作溫度：(-30~65)℃1)測(cè)量范圍：0～斜拉索屈服應(yīng)力6)工作溫度：(-30~65)℃續(xù)表4.4.1常用傳感器的性能要求自動(dòng)全站儀1)角度測(cè)量精度：≤1"3.5km(三棱鏡);5)望遠(yuǎn)鏡放大倍率：30×6)ATR功能：1000m(單棱鏡)/67)工作溫度：(-30~65)℃5)工作溫度：(-20~65)℃1)精度等級(jí)：3%2)適用量程(0.2Fnom~Fnom)5)重復(fù)性誤差(0.2Fnom~Fnom7)溫度對(duì)靈敏度影響/10℃:0.25%(補(bǔ)償后10)蠕變/30min:0.1%11)零點(diǎn)漂移/lyear:0.2%12)儲(chǔ)藏溫度：(-40~70)℃13)最大工作荷載：120%14)極限安全過(guò)載：150%15)破壞荷載：250%16)允許應(yīng)力振幅：70%17)工作溫度：(-30~65)℃18)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)3數(shù)據(jù)采集軟件具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和緩存管理3數(shù)據(jù)采集軟件具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和緩存管理4可對(duì)監(jiān)測(cè)傳感器與二次儀表啟動(dòng)電源的控制；7接收工作站對(duì)監(jiān)測(cè)操作參數(shù)的修改，調(diào)整監(jiān)測(cè)運(yùn)行的時(shí)8對(duì)配置專(zhuān)用測(cè)控軟件的傳感器設(shè)備，提供軟件運(yùn)行的平10完成與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸出內(nèi)容相應(yīng)的監(jiān)測(cè)數(shù)測(cè)過(guò)程或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理參數(shù)的調(diào)整，并記錄、備份相關(guān)的調(diào)整16本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的維護(hù)。5.3.2二級(jí)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)具體功能要求需滿足5.3.1第1~12條。5.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求5.4.1現(xiàn)場(chǎng)傳輸子系統(tǒng)宜采用數(shù)字信號(hào)傳輸方式，并保證傳輸線路的可靠性、安全性和可更換性。5.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集設(shè)備性能要求5.5.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集設(shè)備性能符合表5.5.1規(guī)定。11)通道數(shù)：≥48)工作溫度：(-30~65)℃21)A/D分辨率：≥16位3)信號(hào)輸入范圍：±10V、±5V、(0~5)V、(0~10)V(程控)4)每通采樣速率：≥200Hz(程控)7)工作溫度：(-30~60)℃31)采樣率：程控可選62.5,125,250,500SPS5)低通濾波：數(shù)字FIR濾波器，-3dB6)前置放大：1×,10×8)觸發(fā)方式：帶通閾值觸發(fā)，STA/L10)記錄能力：每Mb記錄10min,250sps,3通道數(shù)據(jù)11)事件預(yù)存儲(chǔ)：(0~40)s,250sps,3通道12)后事件存儲(chǔ)：1~65000個(gè)A/D計(jì)數(shù)13)回放裝置：RS232連接現(xiàn)場(chǎng)回放或MODEM遙控14)時(shí)間系統(tǒng)：系統(tǒng)時(shí)鐘和后備時(shí)鐘，GPS同步到UTC16)同步精度：1ms17)工作溫度：(-30~65)℃18)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)11)光接口類(lèi)型：FC/APC8)工作溫度：(-40~65)℃10)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)2網(wǎng)線1)傳輸性能超過(guò)TIA/EIA-568B.2-1六類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)3)傳輸延遲：536ns/100mmax.@250MHz7)直流電阻：≤7.55Ω9)彎曲半徑：1英寸(4倍電纜直徑)10)額定速率：70nom%11)UL/NEC等級(jí)：CMR12)認(rèn)證：獲ULlistedfil13)工作環(huán)境溫度：(-20~60)℃14)儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境溫度：(-20~80)℃15)導(dǎo)線：—23AWGsolidbarec16)絕緣體：?jiǎn)误w042in/整體20in17)外皮：FRPVC18)重量：261bs/mft19)適合EIA/TIA568A/B通用線序21)支持10BaseT/100BaseTx快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)和33)網(wǎng)絡(luò)速率：10Gps4)工作溫度：(-40~65)℃41)20℃線芯直流電阻(≤Ω/km):454)1min工頻交流電壓試驗(yàn)：1500V不擊穿(50Hz)5)遠(yuǎn)端串音衰減(≥dB/500):70(800Hz)6)電感(≤μH/km):800(800Hz)7)電纜工作電容(≤μF/km):0.06(800Hz)10)工作溫度：(-40~65)℃11)使用壽命：符合現(xiàn)行國(guó)家/行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)6.1一般規(guī)定6.1.1根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)該系統(tǒng)應(yīng)能進(jìn)行結(jié)構(gòu)狀態(tài)與損傷識(shí)別，并綜合識(shí)別的結(jié)果以及日常檢測(cè)結(jié)果對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用狀況進(jìn)行預(yù)警評(píng)估。6.1.2應(yīng)能對(duì)監(jiān)測(cè)及識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行趨勢(shì)對(duì)比、分析與預(yù)測(cè)。6.1.3應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)各類(lèi)監(jiān)測(cè)參數(shù)建立明確的預(yù)警指標(biāo)，并對(duì)其監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分級(jí)預(yù)警。6.1.4應(yīng)能夠綜合各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、檢測(cè)信息、內(nèi)力狀態(tài)信息對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評(píng)估。6.2結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊設(shè)計(jì)要求6.2.1結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：1在橋梁處于危險(xiǎn)狀態(tài)信息庫(kù)所涵蓋的危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)及時(shí)預(yù)2在橋梁處于危險(xiǎn)狀態(tài)信息庫(kù)所涵蓋的危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)需立即4系統(tǒng)能夠通過(guò)亮燈、響鈴、給管理人員發(fā)短信等多種方式進(jìn)行報(bào)警。6.2.2結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊的主要功能應(yīng)滿足下列要求：1給出橋梁的主要危險(xiǎn)狀態(tài)描述，建立危險(xiǎn)狀態(tài)信息庫(kù)；2能夠?qū)蛄旱闹饕ｋU(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，并按3個(gè)級(jí)別進(jìn)行預(yù)警；3根據(jù)不同的危險(xiǎn)狀態(tài)和預(yù)警級(jí)別給出相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，并以最快的方式通知橋梁管理部門(mén)。6.3結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)要求6.3.1結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：1系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，損傷識(shí)別的誤報(bào)率低；2應(yīng)采用高速率的狀態(tài)識(shí)別算法來(lái)分析結(jié)構(gòu)狀態(tài)，在最短時(shí)間內(nèi)獲取相應(yīng)信息；3能夠根據(jù)歷史識(shí)別經(jīng)驗(yàn)對(duì)自身進(jìn)行模型修正，進(jìn)而對(duì)狀態(tài)識(shí)別和損傷識(shí)別算法進(jìn)行拓展和升級(jí)，提高自身性能。6.3.2結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊的主要功能應(yīng)滿足下列要求：1建立橋梁結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)和運(yùn)營(yíng)期當(dāng)前狀態(tài)樣本集；2能夠判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否發(fā)生損傷，并能初步判斷損傷位置和損傷程度；3所用的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別技術(shù)應(yīng)具有良好的抗噪能力；4采用開(kāi)放式的橋梁結(jié)構(gòu)損傷自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。6.3.3結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)流程結(jié)構(gòu)狀態(tài)識(shí)別和損傷識(shí)別的流程如圖6.3.3所示。第一，建立結(jié)構(gòu)初始健康狀態(tài)樣本集；第二，利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立運(yùn)營(yíng)期結(jié)構(gòu)狀態(tài)樣本集；第三，將上述兩類(lèi)樣本集的數(shù)據(jù)作為損傷識(shí)別算法的輸入，經(jīng)計(jì)算分析得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷情況。6.4結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)要求6.4.1結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列要求：1橋梁結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估應(yīng)綜合利用人工巡檢信息和在線監(jiān)測(cè)2所采用的綜合評(píng)估技術(shù)應(yīng)具有實(shí)用性和可操作性；3評(píng)估方法的確定應(yīng)滿足《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11-2004)等規(guī)范的規(guī)定；4橋梁評(píng)估報(bào)告內(nèi)容應(yīng)全面，格式應(yīng)規(guī)范。6.4.2結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊的主要功能應(yīng)滿足下列要求：2能夠結(jié)合人工巡檢信息和自動(dòng)采集數(shù)據(jù)對(duì)橋梁的整體工作狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估；3要求在線生成在線快速評(píng)估報(bào)告；4能夠定期生成離線綜合評(píng)估報(bào)告；6應(yīng)根據(jù)評(píng)估結(jié)果給出相應(yīng)的維護(hù)管養(yǎng)建議。6.4.3結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)流程結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)流程見(jiàn)如圖6.4.3所示。該模塊除應(yīng)包括對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性、適用性以及耐久性三個(gè)方面的評(píng)估和利用，并要求包括對(duì)人工巡檢結(jié)果的評(píng)估過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)信息和人工巡檢信息的綜合利用。評(píng)估模塊評(píng)估結(jié)論維護(hù)建議7.0.1要求采用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)和管理橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全過(guò)程的信息，包括所有的硬件、軟件以及監(jiān)測(cè)和分析結(jié)7.0.2數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)功能設(shè)計(jì)。7.0.3橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)包括靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。1靜態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)：應(yīng)包括橋梁設(shè)計(jì)與施工信息子庫(kù)、日常養(yǎng)護(hù)檢測(cè)數(shù)據(jù)子庫(kù)、系統(tǒng)軟硬件信息子庫(kù)；2動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)：應(yīng)包括橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)子庫(kù)、橋梁分析結(jié)果子7.0.4系統(tǒng)中各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的一般7.0.5應(yīng)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)格式和統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，以滿足其它信息系統(tǒng)應(yīng)用的需求，同時(shí)保證傳輸數(shù)據(jù)的安全性。7.0.6數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)防護(hù)功能，防止惡意攻擊和病毒破壞，并根據(jù)用戶級(jí)別設(shè)定相應(yīng)權(quán)限。7.0.7數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)軟件應(yīng)具備部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)出、備份與恢復(fù)8.0.1橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建成正常運(yùn)營(yíng)1至2個(gè)月后，由相關(guān)部門(mén)組織系統(tǒng)驗(yàn)收。8.0.2橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的驗(yàn)收內(nèi)容主要包括傳感器子系統(tǒng)和整體性能指標(biāo)驗(yàn)收。8.0.3傳感器子系統(tǒng)驗(yàn)收內(nèi)容應(yīng)達(dá)到以下要求：1應(yīng)保證表面式傳感器的成活率為100%,埋入式傳感器的成活率不低于95%;3傳感器的安裝和走線應(yīng)不造成對(duì)橋梁的破壞，不影響橋梁的外觀；4傳感器布設(shè)應(yīng)具有較好的防銹蝕、防老化和防人為破壞8.0.4系統(tǒng)整體性能要求如下。1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)必須有效傳輸至橋梁管理部門(mén)監(jiān)控中心，統(tǒng)一維護(hù)管理；2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示刷新周期：≤10s;3信息傳輸誤碼率：≤10-3;4系統(tǒng)應(yīng)保證24h連續(xù)工作，MTBF≥50000h;5系統(tǒng)主服務(wù)器、采集服務(wù)器之間的時(shí)鐘差：<0.1s;6整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的24h電源供給和可靠的防雷設(shè)計(jì)；7應(yīng)滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定期程控監(jiān)測(cè)、特殊環(huán)境狀況下的應(yīng)急8應(yīng)滿足人工控制啟動(dòng)的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)；9對(duì)于一般故障，系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)功能；10必須提供系統(tǒng)完整的幫助文檔和操作手冊(cè)；11業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的其它要求。9.0.1橋梁管理部門(mén)應(yīng)安排專(zhuān)職人員對(duì)橋?qū)?zhí)行規(guī)范條文嚴(yán)格程度的用詞，采用以下寫(xiě)法：1)表示很?chē)?yán)格，非這樣做不可的用詞：正面詞采用“必須”;反面詞采用“嚴(yán)禁”。2)表示嚴(yán)格，在正常情況下均應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“應(yīng)”;反面詞采用“不應(yīng)”或“不得”。3)表示允許稍有選擇，在條件許可時(shí)首先應(yīng)這樣做的用詞：正面詞采用“宜”;反面詞采用“不宜”。4)表示有選擇，在一定條件下可以這樣做的，采用“可”。2《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026-2007;4《計(jì)算站場(chǎng)地技術(shù)條件》GB2887-89;5《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50283-6《斜拉橋熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索技術(shù)條件》GB/T7《電力工程直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要求》8《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004;9《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD63-2007;10《公路圬工橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD61-2005;11《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》12《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB13《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2004;15《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》JTGH11-2004;16《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ025-86;18《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》CJJ2-90;19《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/TB02-01-2008;20《公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則》JTG/TD65-01-2007;21《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范》SL303—2004;22《標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線連接方法》TIA/EIA-568B;23《最新工程建設(shè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文實(shí)施手冊(cè)》哈爾濱地圖出版社(2005年)天津市工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)條文說(shuō)明制訂說(shuō)明本規(guī)程制訂過(guò)程中，編制組進(jìn)行了廣泛深入的調(diào)查研究，總結(jié)了天津市健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程建設(shè)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)參考了外省市橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)工程實(shí)例，制訂了本規(guī)程。為便于廣大設(shè)計(jì)、施工、科研等單位有關(guān)人員在使用本規(guī)程時(shí)能正確理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《天津市橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)條文規(guī)定的目的、依據(jù)及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本條文說(shuō)明不具備與規(guī)程正文同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握規(guī)程規(guī)定的參考。 372術(shù)語(yǔ) 393總體設(shè)計(jì)要求 3.1一般規(guī)定 403.2監(jiān)測(cè)內(nèi)容 403.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求 414傳感器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 434.1一般規(guī)定 4.3傳感器布點(diǎn)要求 435數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 5.1一般規(guī)定 5.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求 445.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 456橋梁結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 6.2結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊設(shè)計(jì)要求 466.3結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)要求 466.4結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)要求 487數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 8系統(tǒng)驗(yàn)收 9系統(tǒng)維護(hù) 間結(jié)構(gòu)、大型復(fù)雜立交橋和大型跨江跨海橋梁、城市地鐵和軌道交通等建(構(gòu))筑物得到了飛速發(fā)展，在未來(lái)20~30年中我國(guó)仍將保持大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮，標(biāo)志著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技發(fā)展水平的橋梁建設(shè)將是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重中之重。然而，城市橋梁投資大、結(jié)構(gòu)形式多樣，使用期長(zhǎng)達(dá)幾十年、突變效應(yīng)等災(zāi)害因素的耦合作用將不可避免地導(dǎo)致橋梁的損傷積累和抗力衰減，從而抵抗自然災(zāi)害、甚至正常環(huán)境作用的能力下降，極端情況下引發(fā)災(zāi)難性的突發(fā)事故。這些事故不僅造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，而且產(chǎn)生了極壞的社會(huì)影響。因用的許多橋梁上急需采用有效的手段監(jiān)測(cè)和評(píng)定其安全狀況、修復(fù)和控制損傷。新建的橋梁結(jié)構(gòu)總結(jié)以往的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，也在工程建設(shè)的同時(shí)增設(shè)長(zhǎng)期的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)的服役安全狀況，并為研究結(jié)構(gòu)服役期間的損傷演化規(guī)律提供有效的、直接的方法。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)土木工程領(lǐng)域的前沿研究方向。為滿足天津市高速發(fā)展的需要，保障橋梁的服役安全，急需在天津市開(kāi)展橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的研究與應(yīng)用，從而為橋梁長(zhǎng)期服役的安全性、避免重大事故的發(fā)生提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。1.0.2橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅適用在建橋梁，對(duì)于已建結(jié)構(gòu)形式新穎的特殊結(jié)構(gòu)橋梁或重要橋梁，也應(yīng)安裝結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1.0.3橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最終目的是服務(wù)于橋梁的管理和維護(hù)，最大限度的降低橋梁管養(yǎng)成本，保障橋梁的安全運(yùn)營(yíng)。性，前一個(gè)階段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是后一個(gè)階段的基礎(chǔ)。為了節(jié)約資1.0.5橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)須遵循功能要求和效益——成本分析兩大準(zhǔn)則。健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先應(yīng)該考慮的設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)等級(jí)可以不同。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的規(guī)模以及所采用的傳本章僅將本規(guī)程出現(xiàn)的、比較生疏的術(shù)語(yǔ)列出。術(shù)語(yǔ)的解釋?zhuān)渲杏胁糠质切袠I(yè)公認(rèn)的，大部分是概括性的含義。術(shù)語(yǔ)的英文名稱不是標(biāo)準(zhǔn)化名稱，僅供引用時(shí)參考。為使橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成為一個(gè)功能強(qiáng)大并能真正長(zhǎng)期用于橋梁養(yǎng)護(hù)管理，同時(shí)又具經(jīng)濟(jì)效益和高水平的橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的構(gòu)建應(yīng)遵循一定的原則。原則的確定應(yīng)首先強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的科學(xué)性，滿足橋梁養(yǎng)護(hù)管理和運(yùn)營(yíng)維護(hù)的需要，同時(shí)兼顧考慮科學(xué)試驗(yàn)與設(shè)計(jì)驗(yàn)證等方面因素；根據(jù)實(shí)際需要，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定期監(jiān)測(cè)及人工檢查相結(jié)合的方法，從而全面系統(tǒng)的掌握大橋的工作狀態(tài)；根據(jù)不同類(lèi)型橋梁易損性分析結(jié)果，選擇橋梁易損重點(diǎn)部位及日常養(yǎng)護(hù)無(wú)法檢查或檢查非常困難的部位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能順應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的發(fā)展方目前的研究主要集中在對(duì)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)的評(píng)估理論上，而對(duì)不同橋梁狀態(tài)評(píng)估的指標(biāo)體系和模塊設(shè)計(jì)的討論規(guī)范》(CJJ99—2003)和《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》(JTGH11—2004)等技術(shù)規(guī)程規(guī)范的要求和相關(guān)研究成果，研究提出運(yùn)營(yíng)橋梁在線健康監(jiān)測(cè)及狀態(tài)評(píng)估的指標(biāo)體系，即監(jiān)測(cè)內(nèi)容。監(jiān)測(cè)內(nèi)容在考慮不同結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，考慮以下三方面的因素而3.3系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)要求1系統(tǒng)構(gòu)成橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)以橋梁結(jié)構(gòu)為平評(píng)估各功能子系統(tǒng)為一體的綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它實(shí)時(shí)或定期監(jiān)測(cè)橋梁在各種環(huán)境、荷載等因素作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)養(yǎng)護(hù)的科學(xué)依據(jù)，提高橋梁的整體管理水平橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)橋梁的建設(shè)規(guī)模、重要性、投統(tǒng)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容和功能模塊，本指南中確定橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括四個(gè)子系統(tǒng)，為傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集管理子系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)分別在不同的硬件和軟件環(huán)境下運(yùn)行，需設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，損傷預(yù)警系統(tǒng)的高效、有序運(yùn)行，最終完成和安全的診斷與預(yù)警功能。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程流圖見(jiàn)圖結(jié)果報(bào)告：信號(hào)采集與傳輸子系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)●月(年)度評(píng)估報(bào)告養(yǎng)護(hù)維修指導(dǎo)建議相關(guān)資料：施工監(jiān)控資料成橋試驗(yàn)資料人工檢測(cè)資料2系統(tǒng)功能1)傳感器子系統(tǒng)傳感器子系統(tǒng)中包括監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)荷載所使用的傳感器和監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力反應(yīng)的傳感器等。2)數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)或離散數(shù)據(jù)難以反應(yīng)結(jié)構(gòu)性能狀態(tài)的真實(shí)情況，因此需對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，為后期的評(píng)估提供依據(jù)。數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理及二次處理，其中數(shù)據(jù)預(yù)處理主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)在線評(píng)估中，數(shù)據(jù)二次處理主要應(yīng)用于離線深入分析研究。數(shù)據(jù)傳輸模塊的功能是將系統(tǒng)采集到的原始數(shù)據(jù)及預(yù)處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心的服務(wù)器中，數(shù)據(jù)管理軟件能借助數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)隨時(shí)從各個(gè)數(shù)據(jù)采集站將所查詢的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街付ㄎ恢?。?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中應(yīng)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性、可靠性、保密性及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。根據(jù)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和監(jiān)測(cè)等特網(wǎng)的連接等。將采集并處理過(guò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。3)結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全評(píng)價(jià)子系統(tǒng)按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，并將橫跨幾個(gè)站的監(jiān)測(cè)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，根據(jù)結(jié)構(gòu)安全分析需要，設(shè)定結(jié)構(gòu)健康安全指標(biāo)，同時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取對(duì)應(yīng)的報(bào)警，通過(guò)比較實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)安全指標(biāo)與設(shè)計(jì)允許值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的報(bào)警，并將異常(如超限)在軟件界面上及時(shí)反映，以閃燈或聲音報(bào)警的方式通知工作人員上橋檢查。4)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、高效的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效存儲(chǔ)和高效處理是整個(gè)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正常運(yùn)行和性能保證的重要基礎(chǔ)。大動(dòng)能法和遺傳算法等。根據(jù)結(jié)構(gòu)所處環(huán)境和使用狀態(tài)確定傳數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)功能需求，設(shè)計(jì)形成一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采集終端，分別布置在待測(cè)橋梁上。按照控制終端的要求，在各類(lèi)傳感器的配合下采集大橋的各類(lèi)信號(hào)，進(jìn)而將這些信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心，并以數(shù)據(jù)文件或數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)在本地，易于遠(yuǎn)程監(jiān)控中心下載和統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)應(yīng)包括數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ)功能。橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)中布設(shè)的傳感器數(shù)量和類(lèi)型繁多，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將獲得海量的數(shù)據(jù)，采用信息融合技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的特征進(jìn)行提取、分離與壓縮，是實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)健康診斷的重要手段。5.3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要求橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期采集的數(shù)據(jù)集或高頻方式下采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)容量巨大。數(shù)據(jù)容量大小對(duì)于識(shí)別和抽取所關(guān)注的結(jié)構(gòu)特性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。長(zhǎng)期存儲(chǔ)海量的采樣數(shù)據(jù)也會(huì)增加使用者抽取任意時(shí)間域內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的工作量。因此，在健康監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮這個(gè)問(wèn)題。建議采用以下方法解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題：1應(yīng)設(shè)定閾值對(duì)橋梁較小反應(yīng)的數(shù)據(jù)不存儲(chǔ)；2應(yīng)根據(jù)交通流量和環(huán)境變化，分時(shí)段確定數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)策略；5.4數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)按實(shí)現(xiàn)功能規(guī)定劃分為現(xiàn)場(chǎng)傳輸子系統(tǒng)和遠(yuǎn)程傳輸子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)基于以下方面內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)可以經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)供遠(yuǎn)程傳輸和共享；為了與其它設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)相協(xié)調(diào)，傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)基于TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)；傳輸故障能在服務(wù)器上顯示并發(fā)出警報(bào)；傳輸系統(tǒng)底層軟件與系統(tǒng)所采用的操作系統(tǒng)完全兼容，當(dāng)操作系統(tǒng)升級(jí)時(shí)能夠向上兼容；不同信息類(lèi)型的傳輸應(yīng)該準(zhǔn)確無(wú)誤的滿足軟件運(yùn)行實(shí)時(shí)性要求，且與硬件環(huán)境相匹配。數(shù)據(jù)采集與通信系統(tǒng)中的通信線路一般采用雙絞線、同軸電纜和光纜等。當(dāng)橋梁現(xiàn)場(chǎng)至位于橋梁養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)的中央控制室距離較遠(yuǎn)時(shí)，宜采用無(wú)線通訊技術(shù)。整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)采用戶外型工業(yè)級(jí)設(shè)備和通信線路，以保證系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。6.2結(jié)構(gòu)安全預(yù)警模塊設(shè)計(jì)要求6.2.2基于主要截面和關(guān)鍵構(gòu)件監(jiān)測(cè)結(jié)果的安全評(píng)價(jià)。針對(duì)可能出現(xiàn)異常的采集數(shù)據(jù)，宜采用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)值，如均值和方6.3結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊設(shè)計(jì)要求6.3.1結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊的設(shè)計(jì)原則1可以用靈敏度分析改進(jìn)結(jié)構(gòu)損傷對(duì)自振頻率或模態(tài)改變的敏感性，這種分析的基本思想是：將從橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中得出的模態(tài)參數(shù)變化與結(jié)構(gòu)有限元模型分析的模態(tài)參數(shù)的靈敏度進(jìn)行比較。靈敏度分析方法的精度取決于靈敏度計(jì)算的有限元模型質(zhì)量。在分析過(guò)程中分析模型的不確定性會(huì)影響損傷識(shí)別的結(jié)果。2基于振動(dòng)分析的土木結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)基本思想是土木結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)(固有頻率、模態(tài)振形和模態(tài)阻尼)為結(jié)構(gòu)物理特征(質(zhì)量、阻尼和剛度)的函數(shù)。因此，結(jié)構(gòu)物理特性的改變將導(dǎo)致模態(tài)參數(shù)改變。通過(guò)對(duì)來(lái)自土木結(jié)構(gòu)的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行模態(tài)分析，辨識(shí)出模態(tài)參數(shù)，進(jìn)而對(duì)土木結(jié)構(gòu)的物理特性進(jìn)行監(jiān)控。結(jié)構(gòu)物理特性的改變被進(jìn)一步用來(lái)對(duì)結(jié)構(gòu)的損傷嚴(yán)重程度和位置進(jìn)行預(yù)測(cè)。根據(jù)對(duì)動(dòng)力測(cè)試信息利用狀態(tài)的不同，基于振動(dòng)特性的損傷識(shí)別方法可以分為三類(lèi)：1)使用單一測(cè)試動(dòng)力特征：例如Hears的整體損傷估計(jì)法、振型差法及由振型(位移)一階和二階導(dǎo)數(shù)概念衍生的應(yīng)變模態(tài)法和曲率模態(tài)法等。2)使用頻率和振型等多個(gè)測(cè)試動(dòng)力特征：例如柔度差陣、剛度差陣、均載變形——曲率法、基于能量概念的能量損傷指紋和能量商差指紋以及模態(tài)殘余力指紋等。3)使用其它測(cè)試動(dòng)力特征：例如Samman等人提出的FRF5模型修正是以實(shí)測(cè)模態(tài)參數(shù)或結(jié)構(gòu)的原始設(shè)計(jì)參數(shù)作為參考基，尋找滿足特征方程(或動(dòng)力學(xué)方程)、正交條件、對(duì)稱矩陣條件和相聯(lián)條件等，且與參考基最鄰近的修正過(guò)的計(jì)算模型(質(zhì)量矩陣、剛度矩陣、阻尼矩陣)或修正過(guò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。模型修正分為兩大類(lèi)：一是修正結(jié)構(gòu)的計(jì)算模型(也稱有限元模型，結(jié)果(模態(tài)參數(shù)，如頻率、振型)修改理論有限元模型的剛度、質(zhì)量等參數(shù)，在保證模態(tài)參數(shù)自身精度的前提下，使修正后有限元模型的振動(dòng)特性參數(shù)趨于實(shí)測(cè)值；二是直接修正結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)(即結(jié)構(gòu)的幾何特性和物理特性參數(shù))。采用的模型修正方法包括矩陣優(yōu)化修正法、模型縮聚法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和遺傳算法等。對(duì)模態(tài)分析方法，如傳遞函數(shù)矩陣征系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)法(ERA)和隨機(jī)子空間法等。6.3.2結(jié)構(gòu)狀態(tài)及損傷識(shí)別模塊的功能要求如下：3)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不完整性及測(cè)量噪聲等因素會(huì)影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的精確性。在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上采用多個(gè)傳感器收集信息，并將各個(gè)傳感器獲得的信息進(jìn)行融合，可以減少這些因素的影響，提高監(jiān)測(cè)信息的精確性。多傳感器數(shù)據(jù)融合根據(jù)不同的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)有很多種分類(lèi)方法，其中，根據(jù)融合中心所處理的信息層次和信息的來(lái)源可將信息融合系統(tǒng)分為分布式結(jié)構(gòu)、集中式結(jié)構(gòu)和混合式結(jié)構(gòu)。多傳感器集中式數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)從所有傳感器平臺(tái)獲得數(shù)據(jù)，并在融合中心處理這些數(shù)據(jù)。多傳感器分布式數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)中，每個(gè)分散的傳感器都具有決策能力。它將局部決策代替原始數(shù)據(jù)傳遞到融合中心。根據(jù)各個(gè)局部決策的數(shù)據(jù)，并考慮各個(gè)傳感器的置信度，然后在一定的準(zhǔn)則下進(jìn)行分析綜合，作出最后決策。6.4結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊設(shè)計(jì)要求6.4.2結(jié)構(gòu)綜合評(píng)估模塊的功能要求如下：1在交變應(yīng)力(AlternativeStress)作用下，材料力學(xué)性能發(fā)生不可逆劣化的過(guò)程稱為疲勞損傷。疲勞損傷積累到一定程度，材料便發(fā)生疲勞破壞。工程實(shí)踐證明，疲勞破壞是橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵(雨)致振動(dòng)產(chǎn)生的交變應(yīng)力，都會(huì)導(dǎo)致這些構(gòu)件在遠(yuǎn)低于其靜力強(qiáng)度的情況下疲勞失效(FatigueFailure