标准规范下载简介
DB／T29-208-2011 天津市桥梁结构健康监测系统技术规程.pdf6桥梁结构安全评价子系统设计要求
6.1.1根据监测数据，通过该系统应能进行结构状态与损伤识 别，并综合识别的结果以及日常检测结果对桥梁结构的安全使用 状况进行预警评估。 6.1.2应能对监测及识别的结果进行趋势对比、分析与预测。 6.1.3应对结构各类监测参数建立明确的预警指标，并对其监 测结果进行分级预警。
6.1.4应能够综合各种监测数据、检测信息、内力状态信息对结
《城市桥梁桥面防水工程技术规程》-CJJ_139-20106.1.4应能够综合各种监测数据、检测信息、内力状态信息对结 构进行综合评估。
6.2结构安全预警模块设计要求
6.2.2结构安全预警模块的主要功能
1 给出桥梁的主要危险状态描述，建立危险状态信息库； 2能够对桥梁的主要危险状态进行识别,并按3个级别进 行预警； 3根据不同的危险状态和预警级别给出相应的应急预案
7 数据管理子系统设计要求
7.0.1要求采用数据库管理系统存储和管理桥梁结构健康监测 系统全过程的信息，包括所有的硬件、软件以及监测和分析结 果等。 7.0.2数据管理子系统的设计应包括数据库结构设计和数据库 功能设计。
7.0.3桥梁结构健康监测系统的数据库应包括静态数据库和动
态数据库。 1静态数据库：应包括桥梁设计与施工信息子库、日常养护 检测数据子库、系统软硬件信息子库； 2动态数据库：应包括桥梁监测数据子库、桥梁分析结果子 库等。 7.0.4 系统中各个数据库结构设计应遵循数据库设计的一般 原则。 7.0.5应采用统一数据标准格式和统一数据接口，以满足其它 信息系统应用的需求，同时保证传输数据的安全性。 7.0.6数据库应具有网络防护功能，防止恶意攻击和病毒破坏 并根据用户级别设定相应权限。
7.0.7 数据管理子系统软件应具备部分数据转出、备份与恢复 功能。
8.0.1桥梁结构健康监测系统建成正常运营1至2个月后，由 相关部门组织系统验收。 8.0.2桥梁结构健康监测系统的验收内容主要包括传感器子系 统和整体性能指标验收。 8.0.3传感器子系统验收内容应达到以下要求： 1应保证表面式传感器的成活率为100%，理入式传感器 的成活率不低于95%； 2传感器采集数据精度应满足桥梁安全评价与预警的需求； 3传感器的安装和走线应不造成对桥梁的破坏，不影响桥 梁的外观； 4传感器布设应具有较好的防锈蚀、防老化和防人为破坏 功能，并做好防雷防盗等安全措施
8.0.4系统整体性能要求如下
9.0.1桥梁管理部门应安排专职人员对桥梁结构健康监测系统 进行日常和定期维护管理。 9.0.2专职管理人员应掌握系统的硬件性能和技术参数，熟练 操作系统各类软件，能独立处理系统中可能出现的各类故障 9.0.3系统建成后，由相关部门负责建立相应的系统维护制度 并编制完成工作手册。
执行规范条文严格程度的用词，采用以下写法： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词 正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。 4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可
执行规范条文严格程度的用词，采用以下写法： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词 正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可
23《最新工程建设国家标准强制性条文实施手册》哈尔 滨地图出版社（2005年）
23《最新工程建设国家标准强制性条文实施手册》哈尔 图出版社（2005年）
天津市桥梁结构健康监测系统技术规程
本规程制订过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，总 结了天津市健康监测系统工程建设的实践经验，同时参考了外省 市桥梁结构健康监测系统建设工程实例，制订了本规程。 为便于广大设计、施工、科研等单位有关人员在使用本规程 时能正确理解和执行条文规定，《天津市桥梁结构健康监测系统 技术规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对 条文规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明。 但是，本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力，仅供使用 者作为理解和把握规程规定的参考。
1总则 37 2 术语 39 3 总体设计要求 . 40 3.1一般规定 40 3.2 监测内容 40 3.3 系统功能设计要求 41 传感器子系统设计要求 43 4.1一般规定 43 4.3传感器布点要求 43 5 数据采集与传输子系统设计要求 44 5.1一般规定 44 5.3数据采集系统软件设计要求 44 5.4数据传输系统设计要求 45 桥梁结构安全评价子系统设计要求 46 6.2结构安全预警模块设计要求 6.3结构状态及损伤识别模块设计要求 46 6.4结构综合评估模块设计要求 48 7 数据管理子系统设计要求 49 8 系统验收 51 9 系统维护 53
1.0.1随着我国城市化进程的加快，高层建筑、大跨和超大跨空 旬结构、大型复杂立交桥和大型跨江跨海桥梁、城市地铁和轨道 交通等建（构）筑物得到了飞速发展，在未来20～30年中我国仍 将保持大规模基础设施建设的高潮，标志着我国经济实力和科技 发展水平的桥梁建设将是基础设施建设中的重中之重。 然而，城市桥梁投资大、结构形式多样，使用期长达几十年 其至上百年，环境侵蚀、材料老化和荷载的长期效应、疲劳效应与 突变效应等灾害因素的耦合作用将不可避免地导致桥梁的损伤 积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力 下降，极端情况下引发灾难性的突发事故。这些事故不仅造成了 重大的人员伤亡和经济损失，而且产生了极坏的社会影响。因 此，为了保障桥梁的安全性、完整性、适用性与耐久性，已建成使 用的许多桥梁上急需采用有效的手段监测和评定其安全状况、修 复和控制损伤。新建的桥梁结构总结以往的经验和教训，也在工 程建设的同时增设长期的健康监测系统，以监测结构的服役安全 状况，并为研究结构服役期间的损伤演化规律提供有效的、直接 的方法。结构健康监测已经成为世界范围内土木工程领域的前 沿研究方向。 为满足大津市高速发展的需要，保障桥梁的服役安全，急需 在天津市开展桥梁结构健康监测的研究与应用，从而为桥梁长期 服役的安全性、避免重大事故的发生提供坚实的技术支撑。
1.0.2桥梁结构健康监测系统不仅适用在建桥梁，对于已建结 构形式新颖的特殊结构桥梁或重要桥梁，也应安装结构健康监测 系统。
1.0.2桥梁结构健康监测系统不仅适用在建桥梁，对于已建结
1.0.3桥梁结构健康监测系统
1.0.3桥梁结构健康监测系统的最终目的是服务于桥梁的管理
因此，需留有与传统桥梁养护管理软件系统的数据接口 据的共享，作为桥梁综合评判的依据。
据的共享，作为桥梁综合评判的依据。 1.0.4对施工关键阶段的桥梁结构进行施工监控，是桥梁施工 质量以及运营安全的重要保障：同时在桥梁结构上安装结构健康 监测系统是提高桥梁的养护管理水平，保证桥梁安全运营的高效 技术手段。桥梁的施工监控、成桥荷载试验和健康监测系统均是 通过检测和监测手段，测试桥梁结构的内力、变形、环境和荷载。 因此，它们在传感器系统、数据传输系统和数据采集系统都具有 很大的共享性和重复性。此外，两个阶段在时间顺序上具有衔接 性，前一个阶段的监测数据是后一个阶段的基础。为了节约资 源、降低工程造价，应充分发挥三个个系统的共享性，对上述三个 系统进行统筹规划和实施，即采取统一设计、统一施工和统一管 理的方式，以实现桥梁的施工监控、成桥荷载试验和健康监测三 位一体的工程实施
1.0.5桥梁结构健康监测系统的设计须遵循功能要求和效
益一一成本分析两大准则。健康监测系统的设计首先应该考虑 建立该系统的目的和功能，对于不同桥梁的建设规模、重要性、投 资、服役环境及其服役期内性能退化等情况，建立健康监测系统 的设计和监测等级可以不同。监测系统的规模以及所采用的传 感器、采集仪器、通信设备和监测方式等需要考虑投资的限度。
本章仅将本规程出现的、比较生蔬的术语列出。术语的解 释，其中有部分是行业公认的，大部分是概括性的含义。术语的 英文名称不是标准化名称，仅供引用时参考。
为使桥梁结构健康监测系统成为一个功能强天并能真正长 期用于桥梁养护管理，同时文具经济效益和高水平的桥梁结构健 康监测系统，系统的构建应遵循一定的原则。原则的确定应首先 强调监测系统的科学性，满足桥梁养护管理和运营维护的需要 同时兼顾考虑科学试验与设计验证等方面因素；根据实际需要 采用实时监测、定期监测及人工检查相结合的方法，从而全面系 统的掌握大桥的工作状态；根据不同类型桥梁易损性分析结果 选择桥梁易损重点部位及日常养护无法检查或检查非常困难的 部位进行实时监测；监测系统能顺应桥梁结构健康监测的发展方 可，具有可扩展性，
1）传感器子系统 传感器子系统中包括监测结构荷载所使用的传感器和监测 结构静动力反应的传感器等。 2）数据采集与传输子系统 实时监测单个传感器采集的数据或离散数据难以反应结构 生能状态的真实情况，因此需对采集的数据进行处理，为后期的 评估提供依据。数据处理包括数据的预处理及二次处理，其中数 据预处理主要应用于实时在线评估中，数据二次处理主要应用于 离线深入分析研究。 数据传输模块的功能是将系统采集到的原始数据及预处理 后的数据发送到监控中心的服务器中，数据管理软件能借助数据 传输系统随时从各个数据采集站将所查询的数据传输到指定位 置。数据传输网络的设计和实现中应保证数据传输的实时性、可 靠性、保密性及系统的可扩展性。根据系统总体设计和监测等 级，数据传输网络包括网络操作系统平台、安全监测局域网、与因 特网的连接等。将采集并处理过的数据传输到远程监控中心。 3）结构安全评价子系统 结构安全评价子系统按照系统设计的结构监测项目，将采集 数据进行分类，并将横跨儿个站的监测内容进行数据同步，根据 结构安全分析需要，设定结构健康安全指标，同时从数据库中读 取对应的报警，通过比较实测的结构安全指标与设计充许值，实 现实时的报警，并将异常（如超限）在软件界面上及时反映，以闪 灯或声音报警的方式通知工作人员上桥检查。 4）数据管理子系统 设计合理、高效的健康监测系统数据库，保证监测数据的有 效存储和高效处理是整个健康监测系统正常运行和性能保证的 重要基础
4传感器子系统设计要求
选择监测系统传感器的类型与数量时应考虑下列因素：工程 整体造价和系统投入、各监测项目的重要性、传感器的类型、价 格、精度、兼容性与寿命等。针对不同的结构形式或者同一结构 的不同组成部分，需考虑传感器的优化布置问题。采用的优化方 法可以包括模态保证准则法、有效独立法、Guyan模型缩减法、最 大动能法和遗传算法等。根据结构所处环境和使用状态确定传 感器校核周期和替换方案，保证传感器信号连续性和准确性
4.3.1传感器监测点布设主要考虑的因素有：桥梁类型、监测内
4.3.1传感器监测点布设主要考虑的因素有：桥梁类型、监测内 容、传感器本身的特点等。具体包括如下布点原则： 结构空间变形主控制点： 2 最大应力分布及幅值变化的位置或构件； 3 应力集中而且能够明确测量的位置或构件： 4 外部荷载主要监控点； 5 可对结构温度进行监控的控制点； 6 结构振动及加速度幅值变化最大的监测点； ? 部分传感器的布设应适当的完余
数据采集系统根据系统功能需求，设计形成一个或多个数据 采集终端，分别布置在待测桥梁上。按照控制终端的要求，在各 类传感器的配合下采集大桥的各类信号，进而将这些信号数据实 时传输到监测中心，并以数据文件或数据库的形式存储在本地 易于远程监控中心下载和统一管理。 数据采集系统应包括数据采集、处理和存储功能。桥梁结构 建康监测中布设的传感器数量和类型繁多，监测系统将获得海量 的数据，采用信息融合技术对监测信号的特征进行提取、分离与 压缩，是实现桥梁结构实时健康诊断的重要手段
5.3数据采集系统软件设计要
5.4数据传输系统设计要求
数据传输系统按实现功能规定划分为现场传输子系统和远 程传输子系统。数据传输系统应基于以下方面内容进行设计：数 据可以经传输网络供远程传输和共享；为了与其它设备和网络相 办调，传输网络应基于TCP/IP标准：传输故障能在服务器上显示 并发出警报：传输系统底层软件与系统所采用的操作系统完全兼 容，当操作系统升级时能够向上兼容；不同信息类型的传输应该 准确无误的满足软件运行实时性要求，且与硬件环境相匹配 数据采集与通信系统中的通信线路一股采用双绞线、同轴电 缆和光缆等。当桥梁现场至位于桥梁养护管理部门的中央控制 室距离较远时，宜采用无线通讯技术。整个数据传输系统应采用 卢外型工业级设备和通信线路，以保证系统在恶劣环境下稳定可 靠地运行。
6桥梁结构安全评价子系统设计要求
6.2结构安全预警模块设计要文
6.2.2基于主要截面和关键构件监测结果的安全评价。针对可 能出现异常的采集数据，宜采用监测数据的统计值，如均值和方 差，根据它们的异常变化情况，进行安全评价和预警。
6.3.1结构状态及损伤识别模块的设计原则
结构状态及损伤识别模块设计要
1可以用灵敏度分析改进结构损伤对自振频率或模态改变 的敏感性，这种分析的基本思想是：将从桥梁结构健康监测系统 中的监测数据中得出的模态参数变化与结构有限元模型分析的 模态参数的灵敏度进行比较。灵敏度分析方法的精度取决于灵 敏度计算的有限元模型质量。在分析过程中分析模型的不确定 性会影响损伤识别的结果。 2基于振动分析的土木结构健康监测基本思想是土木结构 的模态参数（固有频率、模态振形和模态阻尼）为结构物理特征 （质量、阻尼和刚度）的函数。因此，结构物理特性的改变将导致 模态参数改变。通过对来自土未结构的振动信号进行模态分析， 辨识出模态参数，进而对土木结构的物理特性进行监控。结构物 理特性的改变被进一步用来对结构的损伤严重程度和位置进行 预测。根据对动力测试信息利用状态的不同，基于振动特性的损 伤识别方法可以分为三类： 1）使用单一测试动力特征：例如Hears的频率比法和Stubbs 的整体损伤估计法、振型差法及由振型（位移）一阶和二 阶导数概念衍生的应变模态法和曲率模态法等
2）使用频率和振型等多个测试动力特征：例如柔度差阵、 刚度差阵、均载变形一一曲率法、基于能量概念的能量 损伤指纹和能量商差指纹以及模态残余力指纹等。 3）使用其它测试动力特征：例如Samman等人提出的FRF 波形指纹（含WCC、ATM、SAC和CSAC等几个指针）等。 5模型修正是以实测模态参数或结构的原始设计参数作为 参考基，寻找满足特征方程（或动力学方程）、正交条件、对称矩 阵条件和相联条件等，且与参考基最邻近的修正过的计算模型 （质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵）或修正过的结构设计参数。模 型修正分为两大类：一是修正结构的计算模型（也称有限元模型 指物理矩阵，如质量矩阵、刚度矩阵，阻尼矩阵），即利用模态分析 结果（模态参数，如频率、振型）修改理论有限元模型的刚度、质 量等参数，在保证模态参数自身精度的前提下，使修正后有限元 模型的振动特性参数趋于实测值；二是直接修正结构的设计参数 （即结构的儿何特性和物理特性参数）。 采用的模型修正方法包括矩阵优化修正法、模型缩聚法、人 工神经网络法和遗传算法等。对模态分析方法，如传递函数矩阵 法、复指数法、Ibrahim时域（ITD）法、自然激励技术（NEXT）、特 征系统实现法（ERA）和随机子空间法等。
6.3.2结构状态及损伤识别模块的功能要求如下：
3）在结构健康监测系统中监测数据的不完整性及测量噪声 等因素会影响监测结果的精确性。在结构系统上采用多个传感 器收集信息，并将各个传感器获得的信息进行融合，可以减少这 些因素的影响，提高监测信息的精确性。 多传感器数据融合根据不同的分类标准有很多种分类方法， 其中，根据融合中心所处理的信息层次和信息的来源可将信息融 合系统分为分布式结构、集中式结构和混合式结构。多传感器集 中式数据融合结构从所有传感器平台获得数据，并在融合中心处
理这些数据。多传感器分布式数据融合系统中，每个分散的传感 器都具有决策能力。它将局部决策代替原始数据传递到融合中 心。根据各个局部决策的数据，并考虑各个传感器的置信度，然 后在一定的准则下进行分析综合，作出最后决策。
6.4结构综合评估模块设计要
0.4.2结构综合评模块的切能要求下 1在交变应力（AlternativeStress）作用下，材料力学性能发 生不可逆劣化的过程称为疲劳损伤。疲劳损伤积累到一定程度， 材料便发生疲劳破坏。工程实践证明，疲劳破坏是桥梁结构关键 构件如：钢箱梁、斜拉索、吊杆等破坏的主要形式之一。车辆、风 （雨）致振动产生的交变应力，都会导致这些构件在远低于其静 力强度的情况下疲劳失效（FatigueFailure）。准确描述材料的疲 劳损伤累积过程，是进行疲劳寿命预测的基础
7 数据管理子系统设计要求
7.0.1数据管理子系统的构建应选用合适的商业数据库软件， 对原始采集数据和分析结果建立日志和索引，利于海量数据的档 案管理；使用硬盘阵列、可写光盘等来保存数据档案；数据的显示 和报告等可以使用形象的图形界面，甚至可以设计合适的二维和 三维的动画来描述实时和非实时的数据。遵循关系数据库规范 设计的数据库系统应具有较强的数据输入/输出能力，从而使系 统的信息集成和信息处理更加便捷
对原始采集数据和分析结果建立日志和索引，利于海量数据的档 案管理：使用硬盘阵列、可写光盘等来保存数据档案；数据的显示 和报告等可以使用形象的图形界面，甚至可以设计合适的二维和 三维的动画来描述实时和非实时的数据。遵循关系数据库规范 设计的数据库系统应具有较强的数据输入/输出能力，从而使系 统的信息集成和信息处理更加便捷。 7.0.2数据管理子系统的设计包括数据库的需求分析、逻辑设 计、物理设计以及数据库完整性要求和服务器编程实现。 7.0.3桥梁结构健康监测数据库系统在整个监测系统中起着承 前启后的作用。桥梁监测数据库为种类繁多、复杂的监测数据提 供集中的存储手段，并且存储各种经过处理的监测数据，可以直 接或间接为桥梁评估系统的评估和桥梁管理部门的决策提供 依据。 桥梁结构健康监测数据库系统除直接服务于监测系统，为桥 梁的健康状况评估提供依据，监测数据库还存储反映桥梁健康状 况的结构参数的“历史”演变记录。这些“历史”记录对于深入了 解桥梁结构的质量演变规律，进而验证设计参数、改进设计施工 方法、提高设计施工水平，具有极好的参考价值。
计、物理设计以及数据库完整性要求和服务器编程实现。
前后后的作用。桥梁监测数据库为种类紧多、复杂的监测数据提 共集中的存储手段，并且存储各种经过处理的监测数据，可以直 接或间接为桥梁评估系统的评估和桥梁管理部门的决策提供 依据。 桥梁结构健康监测数据库系统除直接服务于监测系统，为桥 梁的健康状况评估提供依据，监测数据库还存储反映桥梁健康状 况的结构参数的“历史”演变记录。这些“历史”记录对于深入了 解桥梁结构的质量演变规律，进而验证设计参数、改进设计施工 方法、提高设计施工水平，具有极好的参考价值。
1能够适用于不同的软硬件平台开发环境，能够有效集成 各种应用设备，为应用系统提供统一的数据管理平台； 2实现对监测数据的查询、存储和管理等，为应用服务提供 有效的数据库支持； 3通过数据整合方法能够与oracle，SQLServer，lnformix等 商用数据库实现无缝连接：
的通信协议TCP/IP协议进行数据交换，能够针对不同的应用特 点（包括数据特征、事务特征以及性能需求等）对系统核心（如事 务调度策略、并发机制及存储模型等）进行策略配置或选择，满足 不同应用环境对数据管理和处理的需求，与相关桥梁管理维护数 据库进行数据整合或无缝集成，实现数据最大化共享。
JGJT225-2010 大直径扩底灌注桩技术规程.pdf8.0.3传感器子系统验收内容应达到以下要求：
传感器的一般技术特性应满足测量需要，各种不同的传感器 具体的要求都不一样，传感器的温度性及对工作环境的鲁棒性， 对应用于桥梁长期监测的传感器尤其重要。在桥梁服役期间，传 惑器的工作环境可能会发生极端到的变化（如强烈的激励振动、 超高温度、超高的相对湿度等）。虽然不能要求传感器的寿命达 与被测桥梁具有一样长的寿命，并经受不测的环境变化影响， 但在选择传感器时这两方面的特性应予以充分的考虑
6由于桥梁结构设计中会考虑本体防雷（直击雷保护），在 此基础上桥梁结构健康监测系统的防雷设计主要考虑感应雷保 护，防雷设计应从以下几方面加以考虑： 1）强电系统的防雷：主要是供电系统的一、二级防雷（分 级保护）、UPS的PDU系统输出的防雷。 2）弱电系统的防雷：主要考虑各采集设备前级的防雷保 护除光纤光栅传感器外，各专用传感器系统的防雷保 护。弱电系统防雷不能利用桥梁避雷保护系统增设避 雷针（如：高于6米的设备立杆），此外计算机网络系统 因主十全部为光纤，交换设备在密团的机柜内，可不考 虑接入电口（RJ45）的防雷保护； 3）桥架管路系统的物理全屏蔽：所有电信号相关桥架管路 均做到物理全屏蔽。 4）系统整体的等电位接地：各大系统均应接地良好、且采用 等电位方式接地、确保无电位差，避免差模干扰的产生； 5）各数字式输出设备宜采用光纤进行数据传输。 根据以上设计因素，确定如下方案：
1）在所有动力配电箱内输出至UPS前级安装过电压保护 器；每个外场工作站配电箱均安装一个。 2）在所有机柜内UPS输出至桥面、塔顶外部用电设备处 安装过电压保护器
JGJ276-2012 建筑施工起重吊装安全技术规范 非正式版1)在所有动力配电箱内输出至UPS前级安装过电压保护 器；每个外场工作站配电箱均安装一个。 2）在所有机柜内UPS输出至桥面、塔顶外部用电设备处 安装过电压保护器
9.0.1桥梁结构健康监测系统维护是一项专业性较强的工作，
9.0.1桥梁结构健康监测系统维护是一项专业性较强的工作， 需进行专业培训。系统后期数据分析，可委托有相关资质或工程 经验的单位提供技术支持。