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DB51／T 2794-2021 山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测指标体系设计与预警技术指南.pdf

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7.3监测设备选型与安装施工设讯

7.3.1监测设备选型前应充分了解桥梁周边环境和运营条件民生河桥梁施工方案2012，以及现场供电、通信接人条件。对于供 电及通信条件差、线缆敷设困难的桥梁，在监测设备选型时宜优先选择抗干扰性能好和功耗低的无线监 测设备。 7.3.2传感器选型应全面考虑量程、精度、分辨力、灵敏度、动态频响特性、抗干扰性、长期稳定性 耐久性、环境适应性、可更换性和经济性等要求，宜便于现场安装、集成调试和维修更换。 7.3.3传感器布设及安装施工设计应考虑防雷、防静电、防尘、防水等防护措施。 7.3.4传感器安装前应进行必要的校准或标定，系统运维过程中也宜定期标定或自校

校准：由具有计量检验资质的第三方机构，依据校准规范或方法，确定传感器的示值误差，必要时 加以修正的操作过程。 标定：由传感器生产厂商或用户，分别在出厂前或使用过程中对其测量精度进行检测，必要时加以 修正的操作过程。 自校：传感器用户在使用过程中对其测量精度进行检测，必要时加以修正的操作过程，

其主要功能和性能技术指标宜符合下列规定：

a）传感器输出为电荷信号的，应选用电荷放大器进行信号调理和采集； b）传感器输出为数字信号的，可选用基于RS485、CAN、ModbusTCP或UDP等技术标准的数据采 集设备，并指定传输距离、传输带宽及速率等主要技术指标； c）传感器输出为电流或电压模拟信号的，宜采用标准工业信号；可选用基于PCI、PXI等技术的 集中式数据采集设备，并确定输入范围、分辨力、精度、传输带宽和速率； 传感器输出为光信号的，应采用专用的光纤解调设备： e 电阻应变传感器输出应选用惠斯通电桥调理仪进行信号调理及放大； f 电信号应进行光电隔离，以增强抗干扰能力； g 数据采集设备的模数转换分辨力不宜低于24位； h 静态模拟信号可选用多路模拟开关和采样保持器进行多路信号依次采集： 动态信号宜采用抗混滤波器进行滤波和降噪。 7.3.6 常用监测设备的具体选型要求、主要技术指标及安装施工要求应符合附录C的相关规定

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8.1.2监测系统应在试运行前预设风

测系统试运行期间及后期运维过程中还应根据桥梁周边环境、运行条件、结构性能的变化、以及对结构 状态认知的深入，持续进行风险触 的补充、修正和优化，并定期检验其有效性。

2.1传感器采集到的实时监测数据不宜直接用于阅值比对，实时监测数据应经数据预处理及分 到表征结构安全风险的特征指标，再将其与预设阈值自动比对，状态特征指标超过阈值则触发风 。实时监测数据的处理分析应符合JT/T1037一2016中8.2的相关规定。

得到表征结构安全风险的特征指标，再将其与预设阈值自动比对，状态特征指标超过阈值则触发风险事

a）容许阈值：判断状态特征指标是否处于正常范围的单向阈值。状态特征指标超出容许阈值的级 别可表征该项状态的风险程度；状态特征指标未超出容许阈值时，其间距也可大致表征该项状态的安全 富余度； b）区间阈值：判断状态特征指标是否处于正常范围的双向阈值。基于监测数据是否在合理值附近 或者在合理范围之内进行异常分析和判断。 以上两种阅值判据的表达式及说明见表8

表8阈值判据的两种形式

每项状态特征指标对应的阈值判据可分为1至3级设置，不同的阈值级别量化表征状态特征指 常范围的程度。 常见状态特征指标对应的初始阈值设置宜符合下列规定：

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a）车辆总重或轴重：容许值，1级值=1.5倍设计标准车辆荷载；2级阈值=2.0倍设计标准车 辆荷载； b）最高温度、最低温度、最大温差及最大温度梯度：容许阈值，1级阈值=设计值；2级阈值=1.2 倍设计值； c）构件封闭空间内相对湿度：容许阅值，1级阈值=50%； d）水平地震动加速度峰值：容许阈值，1级阅值=设计E1地震作用加速度峰值时；2级阅值=设计 E2地震作用加速度峰值； e）位移或变形：容许阈值，1级阈值=0.8倍设计值；2级阅值=设计值或一个月内超越1级值 10次以上； f）墩台冲刷深度：容许阈值，1级阈值=0.7倍设计冲刷深度；2级阈值=设计冲刷深度； g）主梁振动加速度：容许阈值，1级阈值=舒适度限值，且持续时间超30分钟；1级阈值=幅值持 续增大，呈发散特征； h）裂缝：容许阈值，1级阈值=出现结构性裂缝；2级阈值=裂缝宽度达0.2mm； i 体外预应力：容许阅值，1级阈值=体外预应力相对损失5%；2级值=体外预应力相对损失10%； j）上述状态特征指标的更高级阅值、其它特征指标的初始阈值、以及所有特征指标的阈值动态调 整，宜结合被监测桥梁的技术规范限值、结构理论计算分析结果及历史监测数据统计分析结果等综合考 虑确定

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表9预警级别及其对应的技术状态、触发模式和判别依据

8.3.7桥梁结构安全预警体系框架宜符合图1

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图1桥梁结构安全预警体系框架示意图

8.4.2各级预警后采取的应急响应措施应包括但不限于

1.2各级预警后采取的应急响应措施应包括但

a）蓝色及黄色预警：应及时对预警信息进行分析评估，如有必要应尽快安排现场复查，并根据分 沂评估、现场复查结果决定是否调整预警级别；若调整预警级别，则按调整后的预警级别采取相应的应 急响应措施。 b）橙色预警：发出预警快讯及快报，及时对预警信息进行分析评估，尽快安非现场复查或专项检 查，并根据分析评估、现场复查或专项检查结果决定是否调整预警级别，酌情采取临时交通管制或应急 c）红色预警：发出预警快讯及快报，采取临时交通管制或应急维修加固处治，

安全评估与养管决策技术支持

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9.1.1桥梁结构安全评估从评估方法和技术深度层面宜分为安全一级评估和安全二级评估，安全一级 评估、安全二级评估应符合JT/T1037一2016中第8章的相关规定。 9.1.2进行安全一级评估时，除应符合JT/T1037一2016中8.4的相关规定外，还应将监测所得的状 态特征指标与以下人工检查（或检测）结果进行对比分析： a）恒载作用下结构变形（位移）特征指标宜与人工控制检测（定期检查或特殊检查）的桥面高程 主拱圈线形、墩台倾斜度、墩台变位、拱座变位及其它永久性观测点的观测数据进行对比分析； b）活载作用下结构变形（位移）特征指标宜与近期桥梁荷载试验数据进行对比分析； c）结构监测自振特征指标宜与近期桥梁自振特性试验及模态分析数据进行对比分析； d）裂缝宽度特征指标宜与近期人工检测所得的裂缝宽度实测值进行对比分析。 对比分析时，应注意人工检查（或检测）时的环境和荷载条件与运行监测的差异；当环境和荷载条 件不同时，应换算到相同或相近条件下进行对比分析。 9.1.3桥梁结构有限元模型修正方法可根据实际情况采用基于结构静力响应、动力响应或响应面的 种万法或多种方法组合，并应符合JT/T1037一2016申8.5的相关规定。 9.1.4桥梁结构安全评估从组织实施层面宜分为定期评估和专项评估，定期评估应符合9.1.5中的相 关规定，专项评估应符合JT/T1037一2016申第8章的相关规定。 9.1.5定期评估频率应结合桥梁结构所处的安全预警状态，宜按表10规定的频率开展安全评估工作， 评估方法和技术深度可为安全一级评估或安全二级评估。

表10桥梁结构定期安全评估频率

9.2养管决策技术支持

2.1应对桥梁结构安全风险监测 进行综合分析、互为补充，共同为制 运营管理方案和养护维修计划提供决策技术支持，其流程框图见图2。

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定桥梁运营管理方案和养护维修计划的流程框图

条文说明 为满足交通运输部和四川省交通运输厅关于监测系统应与现行定期（特殊)检查制度形成互补机制、 综合评估桥梁运行状况的政策要求，本标准要求桥梁经营管理单位制定桥梁运营管理方案和养护维修计 划时，除依据定期（特殊）检查的结论和建议外，还应综合考察桥梁结构安全评估的结论和建议。 9.2.2综合考察基于定期检查或特殊检查的桥梁技术状况等级（JTG/TH21）和基于安全风险监测评估 的桥梁安全状态等级（JT/T1037）制定桥梁运营管理方案和养护维修计划时，宜按表11的分类确定养 管措施。

表11桥梁技术状况等级、安全状态等级与养管措施

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本条文的运营管理方案和养护对策与《公路桥涵养护规范》（JTGH11）、《公路养护工程管理办 法》《公路养护工程管理办法》（交公路发（2018）33号）一致。 .2.3桥梁技术状态评定等级与安全状态评定等级不一致时，应依据最不利的评定结果确定运管方案 和养护计划。

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附录A （规范性） 桥梁结构安全风险辨析方法

采用专家调查法进行桥梁结构安全风险辨析的方法和步骤如下： 1.组建安全风险评价小组 安全风险评价小组可由项目所涉桥梁养管单位或受托承担项目的专业技术机构组建，也可双方人员 共同组建。小组成员应由具备丰富经验的桥梁、地质等专业技术或管理人员组成，一般以3~5人为宜。 2.基础资料准备 基础资料由风险评价小组收集准备，宜包括桥梁工程设计（竣工）图纸文件、运营期内桥梁检测及 维修资料、以及桥址处水文、地质、地形和气候环境等资料。必要时可组织评价小组成员和专家进行现 场踏勘。 3.编制风险调查表 风险调查表由风险评价小组编制，由风险源普查表、风险源检查表、风险等级专家调查表、风险调 查说明材料。说明材料为本次专家调查的解释性内容，应包括调查目的、指导提示性语言、对调查结果 的要求和相关基础资料简介等。 风险发生概率等级与判断标准、风险损失等级与判断标准可参照6.2。风险源普查表、风险源检查 表、风险等级专家调查表可参照表A.1表A.3的格式。 4.选择专家 专家组人数应有合理的规模。专家的人数取决于项目的特点、规模、复杂程度和风险的性质而定： 般以5~9人为宜。 专家组宜包括： 1）了解该本项目桥梁工程建设或养管情况的桥梁工程资深技术专家： 2）具有丰富工程风险评估经验的风险管理专家； 3）本项目桥工程新建或维修加固设计单位的技术专家。 专家组不宜包括：工程的项目法人（业主）单位、施工单位、监理单位、桥梁养管单位的技术人员 或专家。 庄 5.填写风险调查表 风险源普查表应由风险评价小组成员在对基础资料进行分析后填写。评价小组通过小组讨论、专家 咨询等方式对小组成员填写的风险源普查表逐一检查后，统一完成风险源检查表。风险等级专家调查表 的填写可通过现场会议、邮寄等方式完成。采用专家邮寄方式填写调查表时，可从风险源检查表、风险 等级专家调查表中的“典型风险”栏、“当前状态”栏、“基于正常运行的风险管理措施”栏、以及风 险调查说明材料中获取相关信息；采用现场会议方方式时，可由评价小组直接介绍相关信息或专家查阅 相关基础资料。当专家意见比较分散时，应再次征询意见，待专家重新考虑后再次提出自己判定风险发 生概率和风险损失等级的理由，调整等级判定结果。 6.整理统计调查结果 在风险等级调查表集中回收完成后，应对调查表进行逐份检查，剔除不合格的调查表，然后将合格 调查表统一编号，以便于调查数据的统计。对某一项风险的发生概率和相应风险损失，应统计所有合格 表格对该项的判定值，按照加权平均的方式进行计算。当权值不易判定时，可按权值为1处理

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表A.3风险等级专家调查表

注2：风险等级调查表的编制应保证结构完整、风险源完备、信息简练准确； 注3：“典型风险”栏、“当前状态”栏和“基于正常运行的风险管理措施”栏的内容应由风险评价小组在专家填写前 完成； 注4：“当前状态”栏应填写与对应风险源相关的桥梁工程技术标准、荷载等级、技术状况、主要病害及缺陷情况、以 及周边环境和或运行状态等，宜尽量具体详尽： 注5：“基于正常运行的风险管理措施”栏应填写与对应风险源相关的运行管理措施，如超载治理、巡检加密、交通限 流等； 注6：专家判定并填写了“风险发生概率级别”和“风险损失级别”时，须一并填写“判定标准或理由”栏及“进一步 的措施建议”栏。

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常见山区公路混凝土结构桥梁的监测指标和测点布设技术要求汇总表

标选取的相关技术要求汇总见表B.2。 B.2简支梁桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总见表B.3，连续（刚构、T构）梁桥结构响应监测 指标选取和测点布设汇总见表B.4，上承式拱桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总见表B.5。

表B.1常见荷载与环境类监测指标选取汇总表

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表B.5上承式拱桥结构响应监测指标选取和测点布设汇总表

注2：指标选取和测点布设时还应满足“备注”栏中相关条文的具体要求。 注3：“主要测点”为优先布设的测点，“附加测点”为条件允许时可布设的测点。 注4：本表中结构振动、主梁静挠度监测指标主要适用于主跨跨径不小于60m的上承式拱桥，对于主跨跨径小于60m的上承 式拱桥宜结合其主跨跨径适当减少监测指标和测点。 注5：当被监测桥梁采用不停车称重方法对车辆荷载参数进行实时监测时，主梁动挠度、动应变宜为宜选监测项（④）。 注6：当被监测桥梁由相同结构类型的多孔跨组成时，可选择技术状况较差或运行环境恶劣的代表性联跨布设测点；引桥为 简支梁的，引桥部分参照表B.3选取监测指标和布设测点。

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常用监测设备的选型要求、主要技术指标及安装施工要求

0.1车辆荷载监测宜选用动态称重系统，并应符合下列规定： a）动态称重传感器的主要技术指标和安装要求应符合《动态公路车辆自动衡器》（GB/T21296 的规定； b）动态称重系统传感器的布设尺寸宜与车道同宽，量程宜根据桥梁限载以及预估车辆载重综合确 定，单轴监测量程不宜小于限载车辆轴重的200%； c）安装位置要求路面平整度良好（路面高低差不宜大于5mm），应远离加速段和减速段，尽量避 免弯道、道路岔口； d）安装位置前后50m路面水平弯曲半径不宜小于1500m，纵向和横向坡度不宜超过2%； e）采用石英晶体传感器的动态称重系统应安装于桥头路基段的硬化路面上，混凝土路面厚度不宜 小于30cm，路面刻纹深度不宜大于3mm f）在符合GB50057的环境下可耐受雷击且不影响正常工作； g）安装防护等级应达到IP66标准； h）动态称重系统主要技术指标宜符合表C.1的相关要求

表C.1动态称重系统主要技术指标要求

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表C.2温度传感器主要技术指标要求

C.3桥址处地震动监测可选用强震记录仪或三向加速度传感器（力平衡式），应符合地震动监测相关

C.3桥址处地震动监测可选用强震记录仪或三向加速度传感器（力平衡式），应符合地震动监测相关 标准的要求，主要技术指标宜满足表C.3的相关要求。

3桥址处地震动监测可选用强震记录仪或三向加速度传感器（力平衡式），应符合地震动监测 准的要求，主要技术指标宜满足表C.3的相关要求

强震记录仪/力平衡式加速度计主要技术指标要

C.4监测船舶（或漂流物）撞击致 结构振动所用传感器的主要技术指标，宜符合C.3及C.9的相关 要求。 C.5雨量计可选用电容雨量计、红外散射式雨量计、单翻斗雨量计等，选型时应跟据具体监测需求及 现场气象条件，综合选定设备类型、量程、精度及分辨力等指标，主要技术指标宜满足表C.4的相关要 求。

C.4监测船舶（或漂流物）撞击致 结构振动所用传感器的主要技术指标，宜符合C.3及C.9的相关 要求。 C.5雨量计可选用电容雨量计、红外散射式雨量计、单翻斗雨量计等，选型时应跟据具体监测需求及 现场气象条件，综合选定设备类型、量程、精度及分辨力等指标，主要技术指标宜满足表C.4的相关要 求。

C.4监测船舶（或漂流 要求。

表C.4雨量计主要技术指标要求

乔墩处基础冲刷主要监测水位和水深两个指标，水位监测可选用超声波水位计或雷达水位计， 宜选用雷达测深仪。应根据桥址处水流速度、含沙量等水文参数、具体监测需求及传感器安装 合选定传感器类型、量程、精度等指标，布设安装方式及主要技术指标应符合下列规定：

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综合确定，安装高度应不低于最高水位以上1m，圆形桥墩宜布设在桥墩上下游，圆端形桥墩宜布设在 桥墩上下游以及桥墩侧面最大冲刷位置： b）传感器的预埋安装件应与桥墩（台）结构长期牢固连接；传感器探头宜选用非永久方法固定： 安装连接材料应防水、防锈、耐老化；

基础冲刷监测传感器主要技术指标要求

C.7针对桥梁周边地质灾害体主要监测地表位移及变形、深部位移、以及降雨量等指标，其中地表位 移可选用全球导航卫星系统（GNSS）或大量程位移计，局部变形可选用地裂缝计，深部位移可选用深孔 测斜仪，降雨量可选用雨量计。应根据灾害体的类型、规模、发育程度、地形地貌特点和具体监测需求， 综合考虑选定传感器类型和技术指标。地裂缝计和深孔测斜仪的主要技术指标宜满足表C.6的要求，GN SS和位移计的主要技术指标宜满足表C.10的相关要求

C.6地裂缝计和深孔测斜仪的主要技术指标要

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C.8船舶（漂流物）撞击的视频监测宜采用具有区域入侵自动识别功能的高清视频（红外）摄像系统，

布设安装方式及主要技术指标应符合下列规定： a) 安装方式应考虑后期运维的可维护和可更换性； b) 安装位置应视野开阔，尽量靠近数据采集站或数据传输网络节点； C) 在符合GB50057的环境下可耐受雷击且不影响正常工作； 安装防护等级应达到IP66标准； e）主要技术指标宜满足表 C.7和表C.8的相关要求。

表C.7用于船舶（漂流物）撞击监测高清摄像机主要技术指标要求

流物）撞击监测的区域入侵识别系统主要技术

0.9结构整体振动监测宜根据桥梁结构动力计算分析结果、具体监测需求和布设方案选用加速度传感 器或速度传感器，传感器选型和主要技术指标宜符合以下规定： a 基频较低的大跨桥梁，宜选用低频性能优良、灵敏度高的力平衡式或电容式传感器； b 基频较高的常规桥梁，可选用力平衡式、电容式和压电式加速度传感器； C 可根据测点布设方案选择三向、双向和单向传感器； d 在符合GB50057的环境下可耐受雷击且不影响正常工作； e） 防护等级应达到IP66标准； f） 传感器主要技术指标宜满足表C.9的相关要求。

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表C.9结构振动监测主要技术指标要求

C.10桥梁结构的位移和变形监测可选用位移计、液压连通管系统（静力水准系统）、全球导航卫星定 位系统（GNSS）及倾角计等多种传感器，应根据被测桥梁结构或构件的变形位移特征及现场安装条件综 合考虑选定传感器类型及技术指标，并宜符合下列规定： a）GNSS基准站应选址在地基稳定、上方天空开阔、远离电磁干扰、易受保护及维修的区域；监 测站应安装在被测结构或构件顶部，上方无遮挡，并远离电磁干扰；GNSS的监测数据宜转换到大桥独 立坐标系下（施工坐标系）； b）梁桥、拱桥的静挠度监测，宜选用液压连通管系统（静力水准系统），监测数据宜进行温度修 正； 在符合GB50057的环境下可耐受雷击且不影响正常工作； d） 防护等级应达到IP66标准； 常用位移和变形监测传感器主要技术指标宜满足表C.10的相关要求。

表C.10常用位移和变形监测传感器主要技术指标要求

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表C.10常用位移和变形监测传感器主要技术指标要求（续）

C.11结构应变监测可选用电阻应变式、振弦式或光纤光栅式传感器，应根据监测需求和被测对象的具 体情况，综合考虑选定传感器类型和技术指标，并应符合下列规定： a）静态（准静态）应变监测可选用振弦式、电阻应变式或光纤光栅式传感器，量程宜不小于预测 最大值的2倍，分辨力宜小于预测最大值的10%； b）动态应变监测可选用电阻应变式或光纤光栅式传感器，量程宜不小于预测最大值的3倍，分辨 力宜小于预测最大值的10%； c）应变传感器均应进行温度补偿或修正； d 混凝土结构宜选择大标距的应变计；应变梯度较大的区域，宜选用标距较小的应变计； e）电阻应变传感器的测量单元和补偿单元宜选用同一规格产品，并进行屏蔽绝缘保护； 振弦式应变传感器宜与匹配的频率仪配套校准，频率仪的分辨力不宜大于0.5Hz； 如需采用位移传感器与工装配套进行应变监测，计算其安装标距时宜使其测量分辨力小于预测 最大值的10%： h）应变传感器主要技术指标宜符合表C.11的相关要求。

施工组织设计文档表C.11应变传感器主要技术指标要求

.12钢筋应力监测可选用振弦式或光纤光栅式钢筋计，应根据监测需求和被测对象的具体情况，综合 考虑选定传感器类型和技术指标，并应符合下列规定：人 a）静态（准静态）监测可选用振弦式或光纤光栅式钢筋计，量程宜不小于预测最大值的2倍，分 辨力宜小于预测最大值的1%； b）动态监测可选用光纤光栅式钢筋计，量程宜不小于预测最大值的2倍，分辨力应宜小于预测最 大值的1%； 钢筋计均应进行温度补偿或修正： d） 振弦式钢筋计宜与匹配的频率仪配套校准，频率仪的分辨力不宜大于0.5Hz： e 钢筋计的主要技术指标宜满足表C.12的相关要求。

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支座反力监测可选用测力支座，并应符合下列规定： a）测力支座安装后不应改变桥面高程，不应改变桥梁结构与支座接触方式和接触面积； 测力支座应具备可更换性： c）测力支座的主要技术指标宜满足表C.15的相关要求。

表C.15测力支座主要技术指标要求

圆形沉井式雨水泵站（2017版）.pdf表C.16常用数据采集设备的主要技术指标要求