ICS 91.08.040 P 25 备案号：*** 江 DB32 苏 省 地 方 标 准 DB32/T 3562—2019 桥梁结构健康监测系统设计规范 Design Code for Bridge Structural Health Monitoring System 2019 - 04 - 08 发布 江苏省市场监督管理局 2019 - 04 - 30 实施 发 布 DB32/T 3562—2019 目录 前 1 2 3 4 5 6 7 言 ............................................................................ II 范围 ............................................................................... 术语和定义 ......................................................................... 总体要求 ........................................................................... 传感器子系统设计 ................................................................... 数据采集与传输子系统设计 ........................................................... 数据存储与处理子系统设计 ........................................................... 数据预警与结构评估子系统设计 ....................................................... 1 1 2 3 5 8 9 条文说明 ............................................................................ 11 1 范围 .............................................................................. 2 术语和定义 ........................................................................ 3 总体要求 .......................................................................... 4 传感器子系统设计 .................................................................. 5. 数据通信与传输子系统设计 ......................................................... 6. 数据存储与处理子系统设计 ......................................................... 7. 数据预警与结构评估子系统 ......................................................... 11 11 11 11 12 13 13 I DB32/T 3562—2019 前 言 本标准按GB/T 1.1—2009给出的规则起草。 本标准由江苏省交通运输厅提出并归口。 本标准起草单位：江苏交通控股有限公司、苏交科集团股份有限公司、东南大学、江苏省长大桥梁 健康监测数据中心。 本标准主要起草人：吴智深、张宇峰、吴赞平、孙震、彭家意、杨超、王浩、假冬冬、 张建、王 友高、徐一超、赵亮、王路、欧阳歆泓、郭俊、徐嵩。 II DB32/T 3562—2019 桥梁结构健康监测系统设计规范 1 范围 1.0.1 本规范规定了桥梁结构健康监测系统的设计要求，以提高设计质量，保障桥梁服役期 的健康与安全，有效指导桥梁养护管理。 1.0.2 本标准适用于新建或在役的大跨径斜拉桥、悬索桥、拱桥、以及梁桥。 1.0.3 引用标准名录 GB 50139-2014 《内河通航标准》 GB/T 5083 《公路工程结构可靠度设计统一标准》 GB/T17955 《桥梁球形支座》 GB/T 21296 《动态公路车辆自动衡器》 CJJ 11 《城市桥梁设计规范》 JT/T 1037-2016 《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》 JT/T 391 《公路桥梁盆式支座》 JT/T 4 《公路桥梁板式橡胶支座》 JTGD60 《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-01 《公路桥梁抗风设计规范》 JTG/T D65-01 《公路斜拉桥设计细则》 EIA/TIA-568A 《商用建筑线缆标准》 DB32/T 2880-2016《基于分布式长标距光纤传感的桥梁结构健康监测系统设计与施工规范》 T/CECS 505-2018 《光纤光栅结构振动检测与监测标准》 2 术语和定义 以下术语和定义适用于本文件。 2.0.1 结构健康监测系统 Structural health monitoring system 一种集传感、数据采集与传输、结构状态参数与损伤识别、性能评估与预测技术为一体 的自动化、信息化监测系统，主要由传感器及采集仪器设备等硬件系统和数据分析及结构分 析等软件系统构成，通过对结构进行连续性（包括实时或不同频度）测试，实现对结构当前 及未来服役状况及潜在风险进行分析和评估。 2.0.2 环境监测类参数 environmental parameters 桥梁所在区域的自然环境参数，如温度、风、湿度等。 2.0.3 外部荷载类参数 load parameters 桥梁受到的车辆荷载、地震作用、基础冲刷等荷载。 2.0.4 结构响应类参数 structural response 桥梁结构的应变、位移、加速度以及腐蚀、裂缝等响应参数。 1 DB32/T 3562—2019 2.0.5 模态识别 mode identification 桥梁结构的频率、振型等参数的识别。 2.0.6 损伤识别 damage identification 利用结构的响应数据来分析结构物理参数的变化，进而识别结构的损伤的过程。 2.0.7 平稳信号 Stationary signal 统计特性不随时间变化的信号。 2.0.8 模拟信号 Analog signal 模拟信号是指信息参数连续变化的信号。 2.0.9 数字信号 Digital signal 数字信号是自变量因变量为离散的信号。 2.0.10 预警 warning 在危险发生之前，根据结构监测、损伤诊断和安全评定结果，向相关部门发出紧急信号 的过程。 2.0.11 评估 evaluation 确定结构实际性能的过程。 3 总体要求 3.1 一般规定 3.1.1 新建桥梁结构健康监测系统设计宜和桥梁主体结构的施工图设计同步进行。在役桥梁 健康监测系统设计宜结合结构设计文件及现场调查进行。 3.1.2 桥梁结构健康监测系统设计应考虑与桥梁养护管理系统的良好衔接，并应兼顾考虑与 桥梁施工监控、成桥荷载试验等的关联性。 3.1.3 系统建设原则 实用性原则：保证系统在桥梁服役环境下安全实用，各测点的布设应有明确目的性； 可靠性原则：保证系统在桥梁服役环境下可靠运行； 耐久性原则：应优先选用满足要求的抗干扰强的传感器和传输方式； 可维护原则：传感器应易于维护和更换并应采取合适方式进行数据接力； 可扩展原则：系统应具适当的扩展性，方便在后期根据需求增加监测内容。 3.1.4 桥梁结构健康监测系统的设计，除执行本规范外，尚应符合国家及行业现行相关标准 的规定。 3.2 系统框架 3.2.1 桥梁结构健康监测系统主要由传感器子系统、数据采集与传输子系统、数据存储与处 理子系统、数据预警与结构评估子系统所构成，并通过系统集成技术将上述子系统的软、硬 件整合为协调运行的监测系统。 2 DB32/T 3562—2019 3.2.2 传感器子系统由针对环境监测、外部荷载监测与结构响应监测三类指标的传感器组 成，应能实现桥梁环境参数、外部荷载及结构各类响应的数据获取功能。 3.2.3 数据采集与传输子系统由采集设备、传输设备及软件模块组成，应能实现多种类传感 器的数据同步采集与传输功能，以保证数据质量。 3.2.4 数据存储与处理子系统由数据预处理、中心数据库、数据管理软件及硬件组成，应能 实现桥梁监测信息的归档、查询、存储、管理等功能。 3.2.5 数据预警与结构评估子系统应具备实时数据在线显示和预警功能，荷载与环境预警和 评估，结构安全预警和评估功能。 4 传感器子系统设计 4.1 一般规定 4.1.1 应选用技术成熟、耐久性好、抗干扰性强、便于安装、维护和更换的传感器。 4.1.2 结构健康监测的传感器可分为环境监测、外部荷载和结构响应三类。环境监测类包括 温度、湿度、风速风向等，外部荷载类包括地震作用、基础冲刷以及车辆荷载等，结构响应 类包括应变、位移、加速度以及腐蚀、裂缝等。 4.1.3 传感器布置应按以下原则：宜在结构响应最不利处、易损伤处或已损伤处布置；布点 宜结合结构分析确定；测得的数据应能充分并准确地反映结构的静、动力特性；可合理利用 结构的对称性原则，达到减少传感器的目的。 4.2 传感器分类及布点要求 4.2.1 根据桥梁规模、受力特点、复杂性和重要性等，宜按照表 4.2.1 合理选择监测指标与 传感器。 4.2.2 梁桥的监测内容宜选择桥面温度、主梁挠度、主梁应变、梁端位移等。 4.2.3 拱桥的监测内容宜包括桥面温度、主梁挠度、主梁应变、梁端位移、车辆荷载、拱顶 偏位、拱脚移位、吊杆索力等。 4.2.4 斜拉桥的监测内容宜包括风荷载、地震作用、桥面温度、主梁挠度、主梁振动加速度、 主梁应变、梁端位移、车辆荷载、斜拉索索力等。 4.2.5 悬索桥的监测内容宜包括风荷载、地震作用、桥面温度、主梁挠度、主梁振动加速度、 主梁应变、梁端位移、车辆荷载、吊索索力等。 表 4.2.1 监测指标与传感器类型 监测指标 环境监测类 外部荷载类 结构响应类 传感器类型 风荷载 风速仪、风压计 温度 温度传感器 湿度 湿度传感器 雨量 雨量传感器 地震 加速度传感器 车辆 动态称重仪、视频摄像头、流量计 船撞