城鎮既有道路橋梁恒載裂縫寬度最大限值、侵蝕環境分類、橋跨結構的撓度限值、運營監測系統技術要求_第1頁
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文檔簡介

附錄A恒載裂縫寬度最大限值表A恒載裂縫寬度最大限值結構類型裂縫部位及所處侵蝕環境允許最大裂縫寬度(mm)其他要求鋼筋混凝土構件A類0.20B類0.20C類0.15不允許貫通結合面D類0.15預應力混凝土構件非結構裂縫0.10結構裂縫不允許或按設計規定磚、石、混凝土拱拱圈橫向0.30裂縫高度小于截面高度一半拱圈豎向(縱縫)0.50裂縫長度小于跨徑的1/8拱波與拱肋結合處0.20墩臺墩臺帽0.30墩臺身A類0.40不允許貫通墩臺身截面一半B類有筋0.25無筋0.35不允許貫通墩臺身截面一半C、D類有筋0.20無筋0.30不允許貫通墩臺身截面一半注:1所處侵蝕環境按表B侵蝕環境分類表規定選取。附錄B侵蝕環境分類表B侵蝕環境分類侵蝕環境分類狀態描述A類無侵蝕性靜水浸沒環境,與無侵蝕性土壤直接接觸的環境B類嚴寒和寒冷地區露天環境,構件表面經常處于結露或濕潤狀態的環境,水位頻繁變動環境C類距海岸線1km范圍內,直接承受鹽霧影響的環境D類鹽漬土環境,受除冰鹽作用環境,嚴寒和寒冷地區冬季水位變動區環境

附錄C標準計算活載作用下橋跨結構的撓度限值表C標準計算活載作用下橋跨結構的撓度限值橋梁類型計算活載撓度限值圬工拱橋一個橋跨范圍內正、負撓度的最大絕對值之和不大于L/1000鋼筋混凝土與預應力混凝土橋梁橋主梁跨中L/600梁橋主梁懸臂端L1/300桁架、拱L/800斜拉橋預應力混凝土主梁L/500懸索橋預應力混凝土加勁梁L/500鋼橋簡支或連續桁架L/800簡支或連續板梁L/600斜拉橋鋼主梁L/400懸索橋鋼加勁梁L/400注:1L分別為簡支梁、桁架、拱的計算跨徑、斜拉橋、懸索橋的中跨計算跨徑;2L1為懸臂長度;3試驗荷載作用下,如一個橋跨結構范圍內有正、負撓度,則表列限值為正、負撓度的最大絕對值之和。附錄D橋梁運營監測系統技術要求D.0.1一般要求1系統宜與橋梁巡檢和養護管理相結合。2監測內容及測點選擇應根據橋梁的復雜性、重要性、外部環境與荷載作用、結構力學特性設計確定。3監測內容、測點選擇、設備選型、數據采集與傳輸、數據處理與管理及軟件開發應滿足數據分析、監測預警及安全評估的要求。4系統在橋梁現場的供配電、通信需求應由系統設計單位提出,由橋梁機電工程設計單位統一設計預留,界面宜在系統數據采集機柜內;系統在監控中心的需求應由系統設計單位提出,由監控中心房建設計單位統一設計預留。5系統實施不應影響橋梁結構的承載能力,不應對橋梁結構的防腐等防護工程產生損壞。6預埋在結構內部的埋入式監測設備耐久性應不低于二十年;附著安裝在結構上的非埋入式監測設備耐久性應不低于五年;在正常維護和可更換條件下,系統應與橋梁同壽命,監測設備的維護與更換應保證數據的一致性和連續性。7橋梁運營監測系統設計與建設,除應符合本標準要求外,還應符合國家現行相關標準和規范的有關規定。D.0.2系統架構1系統應包括傳感器模塊、數據采集與傳輸模塊、數據處理與管理模塊、數據分析與安全評估及預警,通過系統集成技術將各模塊集成為統一協調的整體。2傳感器模塊由荷載與環境監測、結構局部響應監測、結構整體響應監測傳感器構成,應實現橋梁環境參數、交通荷載參數及視頻信息、結構響應的測量。3數據采集與傳輸模塊由數據采集設備、數據傳輸設備與纜線及數據采集與傳輸軟件構成,應實現傳感器的數據同步采集與傳輸,保證數據質量、不失真。4數據處理與管理模塊由數據預處理、中心數據庫、數據查詢與管理軟硬件構成,應實現橋梁監(檢)測數據的處理、查詢、存儲與管理等功能。5數據分析與安全評估及預警應實現數據實時在線顯示、數據分析、安全評估和預警等功能。D.0.3傳感器模塊1傳感器模塊的設計應包括監測內容和測點選擇的設計以及傳感器選型。2傳感器選型應滿足測量精度、分辨率、測量范圍、靈敏度、動態頻響特性、長期穩定性、耐久性、環境適應性和經濟性等要求。3傳感器模塊設計應考慮防雷、防靜電、防塵、防水等防護措施。4車輛荷載的監測宜選用動態稱重系統,應滿足下列要求:1)車輛荷載監測宜采用不停車方式,動態稱重傳感器的技術參數和安裝要求應符合《動態公路車輛自動衡器》GB/T21296的規定;2)量程不宜小于限載車輛軸重的200%;3)應具備數據自動采集功能,現場數據存儲能力不宜少于十四天。5風速和風向的監測宜選用三向超聲風速儀或機械式風速儀,應滿足下列要求:1)處于臺風區域的橋梁宜選擇三向超聲風速儀,測試參數應包括脈動風速、平均風速、風向和風攻角等;2)風速儀量程不應小于其安裝高度的設計風速;3)當同時采用多個風速儀時,可采用三向超聲風速儀和機械式風速儀聯合使用方案,但主梁兩側應采用相同類型的風速儀;4)風速儀宜安裝在專用支架上,支架應具有足夠的剛度和強度,與橋體連接牢固,滿足抗風設計要求;支架伸出主體結構(主梁、索塔、拱頂等)邊緣不宜少于5米。某些情況下,風速儀也可根據監測要求安裝在橋梁沿線設施構件上,但應盡可能避免主體結構紊流對風速儀測試數據的影響。6風壓監測可選擇陶瓷型或擴散硅型微壓差傳感器。自由場處風壓監測宜選擇皮托管,皮托管應安裝在不受干擾的自由風場處且在不同的方位角不應少于一個(每個位置的角度間隔宜為30°)。風壓傳感器應滿足下列要求:1)測量誤差不宜大于±2Pa;2)量程不宜大于±1000Pa;3)應可在雷雨環境下正常工作;4)尺寸不宜太大,以減小傳感器對風場的干擾;5)傳感器沿主梁截面周向和縱橋向布置,可安裝于梁體外表面,應使氣嘴與橋面平行,風向正對皮托管測壓孔。托管的安裝應有固定支架,防止皮托管振動。7溫度監測宜選用溫度傳感器,應滿足下列要求:1)溫度傳感器的選型應考慮量程、精度、分辨率和耐久性;2)監測大氣環境溫度的傳感器,量程宜超出年極值最高溫度和年極值最低溫度范圍20℃;3)監測結構表面溫度的傳感器量程上限宜超出年極值最高溫度+50℃,量程下限宜超出年極值最低溫度-20℃;4)大氣環境溫度傳感器精度不宜低于±0.5℃,分辨率不宜低于0.1℃;5)結構表面和內部溫度傳感器精度不宜低于±0.2℃,分辨率不宜低于0.1℃;6)溫度傳感器可選用熱電偶、熱電阻和光纖光柵溫度傳感器等,應根據監測構件和部位的具體情況和要求綜合選定。8濕度監測宜選用濕度傳感器,應滿足下列要求:1)濕度傳感器選型應綜合考慮測量范圍、測量精度、工作溫度范圍、穩定性、適應性和耐久性等。量程宜選為(0~100)%RH,精度不宜低于3%RH;2)濕度傳感器可選用氯化鋰濕度計、電阻電容濕度計和電解濕度計等,應根據監測構件和部位的具體情況和要求綜合選定。9橋址處地震監測可選用強震動記錄儀或三向加速度傳感器,傳感器應符合地震監測相關標準的要求。10結構整體振動的監測宜選用加速度傳感器,應滿足下列要求:1)應根據橋梁結構動力計算分析結果、環境適應性和耐久性等進行傳感器選型;2)基頻較低的大跨徑橋梁,宜選用低頻性能優良的力平衡式或電容式加速度傳感器,頻響范圍(0~100)Hz,量程不小于±2g,橫向靈敏度小于1%;3)自振頻率較高的橋梁結構或斜拉索、吊索、系桿等構件,可選用電容式加速度傳感器和壓電式加速度傳感器,壓電式加速度傳感器頻響范圍(0.2~1000)Hz,量程不小于±20g,橫向靈敏度小于5%;4)可根據橋梁結構主要參與振動的振型,選擇三向、雙向和單向加速度傳感器。11位移和變形監測傳感器應滿足下列要求:1)應依據被測橋梁結構、構件和附屬設施的特點和監測要求選用位移計、液壓連通管系統、GNSS系統、傾角傳感器進行結構和構件局部或整體的絕對或相對位移監測;2)大跨徑懸索橋和斜拉橋的主梁撓度和橫向偏位、索塔偏位、主纜偏位可采用GNSS系統(GPS系統、北斗系統等)進行監測。基準站的建設要求地基穩定、上方天空開闊、遠離電磁干擾;監測站宜安裝在被測結構或構件頂部,上方無遮擋,盡可能地遠離電磁干擾。GNSS監測數據應轉換到大橋獨立坐標系下(施工坐標系);3)梁橋、拱橋和斜拉橋的主梁撓度監測可選用液壓連通管系統。液壓連通管系統安裝、調試就位后,宜將傳感器的初始值作為測量基準值,監測數據還應進行溫度修正。12應變監測傳感器應滿足下列要求:1)應變傳感器主要包括電阻應變計、振弦式應變計和光纖光柵應變計等,應依據監測要求和被測結構或構件的應力場特點,綜合考慮傳感器的標距、精度、量程等技術參數以及環境適應性、耐久性和長期穩定性進行設備選型。應變計的量程應與被測結構的應變變化范圍相適應,靜應變測量值大部分宜控制在滿量程的30%~80%,動應變計的量程宜不小于預測最大值的2倍;2)疲勞測點應根據結構計算分析和結構易損性分析結果布設在易于或已萌發疲勞破壞的部位,可選用三向應變傳感器。13索力監測可根據監測要求和被測拉索的特點選用加速度傳感器(頻率法)、壓力傳感器、磁通量傳感器和光纖光柵應變傳感器,監測精度應優于1%。14支座反力監測傳感器應滿足下列要求:1)支座反力監測宜選用測力支座,滿足支座的安裝要求,符合《公路橋梁盆式支座》JT/T391、《公路橋梁板式橡膠支座》JT/T4、《橋梁球型支座》GB/T17955、《公路橋梁鉛芯隔震橡膠支座》JT/T822的相關要求;2)測力支座安裝后不應改變橋面標高,不應改變橋梁結構與支座的接觸方式和接觸面積;3)測力支座應具備可更換性。D.0.4數據采集與傳輸模塊1數據采集與傳輸模塊的設計應包括與傳感器接口的匹配性設計、信號調理與數據采集方案、數據傳輸方案與路由設計、數據采集制度及軟件功能設計與集成方案。2根據監測數據的特點和數據分析的要求,應采用相應的數據采集方案和采樣頻率,應保證信號信噪比高、不失真,動態信號還應滿足采樣定理。3信號調理與數據采集設備應基于接口匹配性、環境適應性、穩定性、耐久性等要求進行選型。4數據采集與傳輸設備應選用兼容性、耐久性和環境適應性好、便于更換的產品,應考慮易于維護、便于更換的要求以及防水、防塵、防雷、防破壞、防盜等保護措施。5數據采集站(機柜)的布置方案應考慮傳感器布置、信號傳輸距離、易于維護等要求,宜與通信、監控等機電工程資源共享。6數據采集傳輸軟件應可自動數據采集與傳輸,可進行人工干預采集與采集參數調整。7數據傳輸的路由與綜合布線應基于橋梁現場情況、傳感器與數據采集站的布置方案及信號傳輸距離進行設計,宜利用機電工程已有橋架和預留孔洞走線,遠離強電等噪聲源。8數據采集方式應根據橋梁的空間尺寸、測點數量和布置以及傳感器類型等進行設計,滿足下列要求:1)測點相距較遠且較分散,宜選用分布式數據采集方式;2)測點相距較近且分布較集中,宜選用集中式數據采集方式或分布式與集中式相結合的數據采集方式。9數據采集設備根據傳感器輸出信號類型、匹配性、兼容性、精度和分辨率等要求進行選型,滿足下列要求:1)電荷信號應選用電荷放大器進行信號調理和采集;2)數字信號可選用基于RS485、CAN、ModbusTCP或UDP等的分布式數據采集設備并確定傳輸距離、傳輸帶寬和速率;3)模擬信號宜選用4mA~20mA和-5V~5V等標準工業信號,可選用基于PCI、PXI等技術的集中式數據采集設備,確定輸入范圍、分辨率、精度、傳輸帶寬和速率;也可選用在傳感器端進行模數轉換;4)數據采集模數轉換分辨率應滿足傳感器分辨率和監測要求,不宜低于16位;5)光信號數據采集應采用專用的光纖解調設備,應根據波長范圍、采樣通道與采樣頻率進行選型;6)電阻應變傳感器應選用惠斯登電橋調理放大信號;7)電信號應進行光電隔離,以增強抗干擾能力;8)靜態模擬信號可選用多路模擬開關和采樣保持器進行多路信號依次采集;9)動態信號應選用抗混濾波器進行濾波和降噪。10數據采集方案應根據監測變量類型、監測要求以及系統數據采集、傳輸、處理和管理能力確定并符合下列規定:1)車輛荷載、溫度、濕度、降雨量等荷載與環境監測變量,靜態位移、拉索索力、支座反力、腐蝕、基礎沖刷等結構整體與局部響應監測變量,宜定時采樣,采樣頻率符合D.0.4第11條的規定;2)船舶撞擊、風速風向、風力、地震等荷載與環境監測變量,加速度和動態位移、應變等結構整體與局部響應監測變量,宜采用觸發采樣,觸發閾值應根據橋梁結構計算分析和現場測試結果確定;3)根據橋梁荷載與環境、結構響應特點和監測要求,用戶可自行設定混合采樣,混合采樣為定時采樣和觸發采樣相結合方式,監測變量沒有超過閾值時采用定時采樣,超過閾值采用觸發采樣模式;4)車輛荷載數據采集應具備在橋梁現場自動采集記錄、存儲功能,應與高清攝像機配套安裝,同步采集;5)橋梁通車初期3年內或橋梁安全一級評估結果發現結構關鍵構件異常時宜采用連續采樣。11采樣頻率根據監測要求和功能要求設定,不宜低于下列規定,動態信號應滿足采樣定理:(1)荷載與環境監測:1)車輛荷載:觸發采集;2)風速和風向:超聲風速儀10Hz,機械式風速儀1Hz;3)風壓:20Hz;4)地震:50Hz;5)溫度:1/600Hz;6)濕度:1/600Hz。(2)結構整體與局部響應監測:1)振動加速度:50Hz;2)動位移:20Hz;3)靜位移:1Hz;4)動應變:10Hz;5)靜應變:1/600Hz;6)索力:壓力式傳感器1Hz,頻率法加速度傳感器50Hz,磁通量索力傳感器1/600Hz;7)支座反力:1Hz。12不同監測數據的數據采集時間同步精度應符合下列規定:1)相同類型監測變量的數據采集時間同步誤差宜小于0.1ms;2)不同類型監測變量的數據采集時間同步誤差宜小于1ms。13數據采集宜考慮自校準功能,無自校準功能時應根據監測要求定期檢測。14數據采集應采用抗干擾措施,包括串模干擾抑制、共模干擾抑制以及接地技術和屏蔽技術,提高信噪比。15數據采集站布置應根據監測要求和信號傳輸距離要求確定,不應影響數據質量;數據采集站之間應考慮數據采集時間同步性要求。16數據采集軟件開發符合下列規定:1)應實現數據實時采集、自動存儲、緩存管理、即時反饋和自動傳輸等功能;2)應與數據庫系統和數據分析軟件穩定、可靠地通信,可本地或遠程調整設備配置,可通過標簽數據庫或本地配置文件進行信息讀取;3)應對傳感器輸出信號、數據采集和傳輸設備的運行狀態信號進行實時采集,對系統運行狀態進行監控,異常時可及時報警;4)應接受并處理數據采集參數的調整指令,記錄和備份處理過程。17數據傳輸應確保系統各模塊之間無縫連接,以成為一個有機協調的整體;應確保監測數據和指令在各模塊之間高效可靠地傳輸。18有線數據傳輸方式選用符合下列規定:1)當傳輸距離相對較短且無強電磁干擾時,可采用模擬信號進行傳輸;2)當傳輸距離較遠或有較強電磁干擾時,宜采用RS-485、工業以太網等數字信號或光纖傳輸技術進行傳輸。19無線傳輸方式選用電磁波傳輸技術,信號發射裝置和接收裝置應遠離強電磁干擾源。20橋梁現場與監控管理中心之間的遠距離數據傳輸宜采用光纖傳輸技術、無線傳輸技術及兩者相結合的方式。21數據傳輸軟件開發符合下列規定:1)應考慮數據傳輸的一致性、完整性、可靠性和安全性,應滿足系統開放性和可擴展性要求;2)應實現對數據進行壓縮包處理和解包復原功能,宜以包為單位進行傳輸;3)宜基于TCP/IP協議進行數據交換和傳輸,應符合IEEE802.3的規定。D.0.5數據處理與管理模塊1數據處理和管理模塊設計應包括子系統架構、功能設計、性能設計、安全設計,軟件開發應考慮先進性、實用性、安全性、穩定性、容錯性、可擴展性和可操作性。2數據處理與管理模塊應包括下列主要功能:1)數據預處理、數據存儲、自動生成報告報表;2)操作系統中心數據庫,進行數據查詢和管理;3)備份數據、自動導入和導出數據及手工導入和導出數據;4)統一的數據標準格式和接口;5)考慮數據的安全性,可根據用戶級別設定相應權限和密碼并具有網絡防護功能。3數據處理和管理模塊應根據不同的數據類型設計數據庫以及數據維護、備份機制。4數據處理應實現數據預處理和數據后處理功能,數據預處理宜采用數字濾波、去噪、截取和異常點處理等,數據后處理方式宜根據數據分析要求確定。5平穩信號頻譜分析宜采用離散傅立葉變換,非平穩、信號宜采用時頻域分析方法。6頻譜分析宜選擇合適窗函數進行信號截斷,以減少對譜分析精度的影響。7時域變換宜利用自相關函數檢驗數據的相關性和混于隨機噪聲中的周期信號,宜利用互相關系函數確定信號源位置,檢驗受通道噪聲干擾的周期信號。8數據處理軟件開發應實現數據備份、消除和故障恢復等功能。故障恢復功能宜兼具手工操作控制功能,其他功能應自動調用。9數據管理應實現快速顯示、高效存儲、生成報告和數據歸檔等功能。10原始監測數據應定期存儲、備份歸檔,后處理數據宜保持不少于3個月存儲;經統計分析的數據應專項存儲,每季度或每年數據分析后宜存儲某一段或某幾段典型數據。11數據管理軟件應對監測數據或圖像在指定時間段回放。12數據報告報表應提供月報、季報、年報和特殊事件后的專項報告等,報告報表應導出辦公系統易于調用的通用文檔格式。13數據庫應模板化架構,可對橋梁結構信息、檢測系統信息和監測數據進行分層、分類存儲和管理,宜包括橋梁結構信息子數據庫、結構有限元模型子數據庫、實時數據子數據庫、統計分析數據子數據庫、結構安全評估子數據庫、施工監控子數據庫和荷載試驗子數據庫等。14橋梁結構信息子數據庫應對橋梁設計、竣工圖紙以及科研專題研究資料進行存儲和管理,數據庫的表格宜按照橋梁設計、竣工圖紙目錄及科研報告等分類。15監測系統信息子數據庫應存儲和管理傳感器、數據采集和傳輸設備、數據處理和管理設備及軟件等信息,包括設備安裝位置、技術參數、品牌和規格等。16結構有限元模型子數據庫應存儲和管理橋梁結構各階段有限元模型。有限元模型宜采用通用有限元分析軟件創建,宜用于標準文件格式進行保存。17實時數據子數據庫應存儲和管理監測系統監測的所有變量的時程數據。18統計數據分析子數據庫應存儲和管理統計以及各種數據分析方法得到的分析結果。19結構安全評估子數據庫應存儲和管理預警值、安全評估方法和結果以及預警歷史記錄等,宜與橋梁巡檢以及橋梁養護管理系統無縫銜接、數據共享。20施工監控子數據庫應存儲和管理橋梁施工過程和歷次養護維修施工控制過程的施工監控信息和各階段施工監控報告。21荷載試驗子數據庫應存儲和管理歷次荷載試驗信息,包括靜、動力加載工況和荷載試驗報告以及荷載試驗過程中檢測系統所采集的荷載和環境以及結構響應數據與分析結果。22數據存儲和管理可在本地計算機上進行,宜采用云存儲和云管理技術。D.0.6監測預警與評估模塊1監測預警與評估應包括監測數據分析、監測預警和安全評估。2數據分析應形成數據分析報告,每年不應少于一次。3在線實時預警應實現自動化。4可參照《公路橋梁結構安全監測系統技術規程》JT/T1037中相關技術要求,定期開展橋梁監測數據分析、監測預警、安全一級評估、安全二級評估和專項評估等分析評價工作。D.0.7系統集成及狀態顯示1系統集成應包括硬件集成、軟件集成和工具平臺的集成。2系統集成應通過工具平臺實現硬件和軟件的最優配置,形成完整的集成方案,使系統的整體性能最優。3系統集成應進行硬件、軟件、網絡、數據存儲與管理等接口設計,使各模塊協調統一工作,形成橋梁安全監測一體化協作平臺。4系統投入運行前,應基于橋梁結構特性對輸入、輸出的監測數據進行

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