DB34 T 3703.5-2022 长大桥梁养护指南 第5部分:健康监测报警阈值设定.pdf
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1、 ICS 93.040 CCS P 28 34 安徽省地方标准 DB34/T 3703.52022 长大桥梁 养护指南 第 5 部 分:健 康监 测报警阈值设 定 Guide for the maintenance of long span bridges Part 5:Warning Threshold Guide for the structural safety monitoring system 2022-03-29 发布 2022-04-29 实施 安徽省市 场监督 管 理局 发 布 DB34/T 3703.52022 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1
2、3 术语 和定 义.1 4 总体 设计.1 5 阈值 设定.2 车辆 荷载.2 5.1 风速.3 5.2 温度.4 5.3 环境 湿度.5 5.4 整体 变形.5 5.5 结构 位移.7 5.6 索力.9 5.7 应力.9 5.8 结构 振动.10 5.9 结构 固有 频率.11 5.10 6 阈值 管理.11 初始 阈值.11 6.1 阈值 修订.12 6.2 附录A(资料 性)W 分布总 重 计算 方法.13 附录B(资料 性)差异 度计算 方法.14 附录C(资料 性)相似 度计算 方法.15 附录D(资料 性)主塔 红色报 警椭 圆设 定.16 参考文 献.17 I DB34/T 37
3、03.52022 前 言 本文件 按照GB/T 1.12020 标准 化工 作导则 第1 部分:标准化 文件 的结构 和起草 规则 的规 定起草。本文件 是DB34/T 3703 长 大 桥梁 养护 指南 的 第5 部分。DB34/T 3703 已经 发布了 以下 部分:第1 部 分:结构 安全 监测 系统布 设指 南;第2 部 分:机电 系统 维护 管理指 南;第3 部 分:定期 检查 工作 验收;第4 部分:健康 监测 系统 数据库 架构 设计 标准;第5 部分:健康 监测 报警 阈值设 定。请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责
4、任。本文件 由安徽 省交 通控 股集 团 有限 公司 提出。本文件 由安徽 省交 通运 输厅 归 口。本文件 起草 单位:安 徽省 交通控 股集 团有 限公 司、苏交科 集团 股份 有限 公司。本文件 主要起 草人:张立 奎、李 洁、曹 威、冯元正、谭付 良、张 宇峰、徐一 超、柴 继乐、秦宗 泳、开洋、柯云 雷、杨洋、蔡 传勇、赵先 民、承宇、刘 守苗、刘辉、赵 亮、袁祖 峰、黄 贺洪、王 连发。II DB34/T 3703.52022 长 大桥梁 养护指南 第 5 部分:健 康监测 报警阈值 设定 1 范围 本文件 规 定了 长 大桥 梁健 康监测 系统 阈值设 定的 总 体设计、阈 值
5、设定、阈值 验证等 内容。本文件 适 用于 在役 长大 桥梁 的 健康 监测 系统 阈值 设定,其 他 类型 公路 桥梁 健 康 监 测 系统 可参照执行。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中,注日 期的 引用 文件,仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件;不注 日期 的引 用文 件,其最 新版 本(包括 所 有的 修改 单)适用于本文件。GB 1589 汽车、挂 车及 汽 车列车 外廓 尺寸、轴 荷及 质量限 值 JT/T 1037 公路 桥梁 结构监 测 技术 规范 JTG/T 3360-01 公路 桥
6、梁抗 风 设计 规范 JTG/T 3365-01 公路 斜拉桥 设 计规 范 JTG/T D65-05 公路 悬索 桥设计 规范 JTG H10 公 路养 护技 术规范 JTG/T J21 公路 桥梁 承载能 力 检测 评定 规程 3 术语和 定义 本文件 没有 需要 界定 的术 语和定 义。4 总体设 计 桥梁健 康监 测报 警阈 值指 标体系包 括荷 载、环境、结 构 响应 三类,其 中:4.1 a)荷载类 包括 车辆 荷载(如:车重、轴 重、车辆 荷载 分布);b)环境类 包括 风速、温 度(如:大 气温 度、桥面 温度、结构 温度)、湿度;c)结 构 响应 类包 括整 体变 形(主梁
7、变形、主塔 变形、倾 斜)、结构 位移(锚碇位 移、梁端 位移、支座位 移)、索 力、应力、结构 振动(主 梁振 动、索振动)、结构 固有 频率。报警阈 值设定 应满 足报警 指标的 物理意 义及 相应的 养护管 理要求,并 通过多 传感器、多参 数 和 连 4.2 续时点 的数 据进 行相 互验 证。报警等 级分为 三级:黄色 报警、橙色报 警和 红色报 警,各 报警等 级的 技术状 态见表 1。缺乏技术 4.3 工况的 报警 指标,可 设定 一个或两 个报 警等 级。1 DB34/T 3703.52022 表1 报警等 级划 分标 准 报警等级 级别描述 技术状态 黄色报警 一般 接近或超
8、过结构正常使用性能条件下界限值,但不会对桥梁安全、正常使用和行车安全产生影响 橙色报警 严重 超过正常使用性能下界限值且可能对桥梁安全、正常使用和行车安全产生显著影响时 红色报警 特别严重 接近结构使用安全界限值或者严重影响桥梁安全、正常使用和行车安全时 按时效 要求,报 警可 采用 实时报 警、准实 时报 警或 延时报 警三 类方 式:4.4 a)实时报 警:异常 事件 发生 后,健 康监 测系 统能 够 在30 s 内 识别 出,并发 出报警;b)准实时 报警:异 常事 件发 生后,健康 监测 系统 能够 在30 min 内 识别 出,并发出 报 警;c)延时报 警:异常 事件 发生 后,
9、健 康监 测系 统 在 3 h 内识别 出,并发 出报 警。按在线 要求,报 警可 采用 在线报 警或 离线 报警 两类 方式:4.5 a)在线报 警:在数 据采 集和 经过预 处理 之后,立 即对 数据进 行计 算处 理,并发 出报警;b)离线报 警:数据 在本 地存 储后,再对 数据 进行 读取 和计算 处理,并 发出 报警。5 阈值设 定 车辆荷 载 5.1 5.1.1 一般规 定 5.1.1.1 长大桥 梁宜 监测 车辆 荷载,包括轴 重、单车 重及 车辆 荷 载分布 总重,阈 值报 警等 级 设定三 级。5.1.1.2 车辆荷 载报 警宜 采用 实时 报警和准 实时 报警 相结 合的
10、 方 式。5.1.1.3 汽车、挂车 及汽 车列 车外 廓尺寸、轴 荷及 质量 限值 按照 GB 1589 的 要求 取值。5.1.1.4 桥梁养 护管 理应 按照 JTG H10 相关 规定 执行。5.1.2 阈值设 定 车辆荷 载报 警值 设定 需要 考虑轴 重、单车 重及 车辆 荷载分 布总 重,报警 阈值 设定及 相应 养护 管 理 对策参见 表 2。表2 车辆荷 载报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 单轴超载比例 050 记录统计,持续关注 单车超载比例 0 30 橙色报警 单轴超载比例超过 50 建议采用交通管制措施,并对车辆进
11、行卸货、分流 单车超载比例 30100 红色报警 单车超载比例超过 100 采用交通管制措施,车辆禁止通行,多轴车单独通行,其他通行车辆限行 全桥荷载 W 分布总 重 超过设计中最 不利荷载30 注:W 分布总 重 根据影响线加权 计算出的桥面上车辆分布的总重,全桥荷载W 分布总重 计算方法 参见附录A。2 DB34/T 3703.52022 风速 5.2 5.2.1 一般规 定 5.2.1.1 阈值指 标包 括桥 面风 速和 塔顶风 速,阈 值报 警等级 设定三 级,黄 色报 警和橙 色报警 宜采 用3s平 均 风速或 2 min 平均 风速,红色 报警 宜采用 10 min 平均 风速。5
12、.2.1.2 根据3 s 平均 风速 判断 报 警宜采 用在 线实 时报 警方 式,根 据2 min 平均 风速和 10 min 平均 风速报警 宜采 用准 实时 报警 方式。5.2.2 阈值设 定 5.2.2.1 桥面风 速 桥面风 速阈 值设 定及 相应 养护管 理对 策见 表3。表3 桥面风 速报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 V2横 19 m/s 或 Vs横 25 m/s或经研究确定的其他风速 桥面行车车速限速至 60 km/h,并禁止在桥上变道,控制超高空载车辆过桥 橙色报警 V2横 25 m/s 或 Vs横 28.5 m/s
13、或经研究确定的其他风速 应关闭交通,并在大风过后进行主梁、主缆或斜拉索部分附属设施检查,包括风速仪、GPS、路灯、塔柱 射灯、主缆美化照明灯、塔内 照明设施、箱内照明设施等是否完好、有效等 红色报警 V10横 f(横)所对应风速或V10横 设计风速 除对附属设施进行检查外,必须对大 风过后的结构进行全面、细致的检查,包括:桥面系、伸缩缝、主桥 箱梁各主要部位的焊缝、主缆、吊杆系统等,并确认结构是否存在不可恢复的变形 注:V2横 横桥向 2 min 平均风 速;Vs横 横桥向瞬时风速,即 横桥向 3 s 平均风速;V10横 横桥向 10 min 平均 风速;f(横)根据跨中横向风 位移曲线计算得
14、到的当跨中横桥向位移达到最大允许值时的V10横 值。5.2.2.2 塔顶风 速 塔顶风 速报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策见 表4。设计风 速按 JTG/T 3360-01 规 定,将 设计 基准风速根 据高 度折 算的 风速。3 DB34/T 3703.52022 表4 塔顶风 速报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 V219 m/s 或 Vs 25 m/s 或经 研究确定的其他风速 禁止塔顶作业 橙色报警 V225 m/s 或 Vs28.5 m/s 或经 研究确定的其他风速 在强风过后进行附属设施检查,包括航空障碍灯、避高设施
15、、安全标志灯等是否完好、有效等 红色报警 V10设计风速 除对附属设施进行检查外,必须对强风过后的结构进行全面、细致的检查,包括:桥面系、伸缩缝、主桥箱梁各主要部位的焊缝、主缆、吊杆系统等,并确认结构是否存在不可恢复的变形 注:V2 2 min 平均风速;Vs 瞬时风速,即3 s 平均 风速;V10 10 min 平均风速。温度 5.3 5.3.1 一般规 定 5.3.1.1 阈值指 标包括 大气 温度、桥面温 度、混 凝土 温度和 钢结构 温度等,对 不同的 环境或 构件 温 度宜采用 不同 的报 警等 级,对于混 凝土 和钢 结构,应 增加温度 梯度 阈值 设定。5.3.1.2 温度的 报
16、警 均宜 采用 实时 报警方 式。5.3.2 阈值设 定 5.3.2.1 桥面温 度 桥面温 度报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策参 见表5。表5 桥面温 度报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 Tmin0 1.检查桥面是否准备了除冰防 滑材料 2.雨雪天应布撒除融雪剂 橙色报警 Tmax60(浇筑式路面)1.对高温应采用洒水降温等措 施 2.尽量减少重轴载车通过 Tmin-20(环氧沥青路面)1.尽量减少重轴载车通过 红色报警 Tmax设计最高温度或经研究 确定的其他极限温度(浇筑式路面)1.禁止重轴载车通过 2.对路面进行检查和
17、维修 Tmin设计最低温度或经研究确 定的其他极限温度(环氧沥青路面)1.禁止重轴载车通过 2.对路面进行检查和维修 5.3.2.2 结构温 度 结构温 度报 警等 级宜 设定 橙色报 警和 红色 报警 值,报警阈 值设 定及 相应 养护 管理对 策见 表 6。4 DB34/T 3703.52022 表6 结构温 度报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 橙色报警 Tmax设计最高温度或经研究 确定的其他极限温度 将实测结果反馈给大桥管理或设计单位,进行安全与使用性复核 Tmin设计最低温度或经研究确 定的其他极限温度 T 设计最大温度梯度或经研究确定的
18、其他极限温度梯度 红色报警 Tmax60或经研究确定的其他极限温度 说明传感器附近有类似明火等高温热源,需要立即进行查看确认,如有应立即采取应急措施,如没有,则要对数据进行验证,对传感器进行标定 注:T 温度梯度。环境湿 度 5.4 5.4.1 一般规 定 5.4.1.1 阈值指 标包 括钢 箱梁 内湿 度、锚 室内 的湿 度等,阈 值报警 等级 设定 二级。5.4.1.2 湿度的 报警 均宜 采用 实时 报警方 式。5.4.2 阈值设 定 钢箱梁 和锚 室内 湿度 报警 等级宜 设定 黄 色和 橙色 报警,报警 阈值 设定 及相 应养护 管 理对 策参 见表7。表7 钢箱梁 和锚 室内 湿度
19、 报警 阈值设 定及 相应 养护 管理 对策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 50Hmax60 或经研究确定的其他湿度要求 对除湿系统工作状态进行检查 橙色报警 Hmax60或设计文件规定的最大允许湿度或经研究确定的其他湿度要求 检查除湿系统工作状态是否正常,检查监测部位密封和渗漏情况 整体变 形 5.5 5.5.1 一般规 定 5.5.1.1 阈值指 标包括 主梁 变形(包括竖 向变形、横 桥向变 形)和 主塔变 形(包括横 桥向和 顺桥 向 变形、倾 斜)。对 于不 同构 件的位 移,宜采 用不 同的 报警等 级。5.5.1.2 主梁变 形宜采 用在 线准实 时报警;主塔 变形
20、 的黄色 报警宜 采用离 线延 时报警,红色 报警 宜 采用在线 准实 时报 警。5.5.2 阈值设 定 5.5.2.1 主梁变 形 主梁变 形分为 竖向 变形(挠度)和横向 变形,竖向 变形的 报警阈 值设 定及养 护管理 对策参 见表 8,横向变 形的 报警 阈值 设定 及养护 管理 对策 参见 表 9。荷载 试验 满载 时主 梁最 大挠度 值 按 JTG/T J21 规定方法测 试获 得。主梁 变形 规范允 许最 大值 按 JTG/T 3365-01 或JTG/T D65-05 规定取 值。5 DB34/T 3703.52022 表8 主梁竖 向变 形报 警阈 值设 定及相 应养 护管
21、理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄色报警 Dt0.8DLoad或0.8 倍设计 最大值 尽快疏导交通,防止或消除车辆在桥上积压 橙色报警 DtDLoad或设计最大值 限制重载车辆上桥或采用间歇放行方式,事后应对桥梁状态进行专项检测,并反馈设计 红色报警 D 规范允许最大值 立即中断交通,疏散桥上车辆,并立即组织对桥梁状况的紧急专项检测及安全评估,反馈设计 注:Dt 时长t 内主梁下挠值;DLoad 荷载实验满载时主 梁最大挠度值;D 主梁挠度值。表9 主梁横 向变 形报 警阈 值设 定及相 应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 橙色报警 D 梁横 0.8 倍 规
22、范或 设 计文 件规定 最大 横向位移或经研究确定其他位移值 限制重载车辆上桥或采用间歇放行方式,事后应对桥梁状态进行专项检测,并反馈设计 红色报警 D 梁横 规范或设计文件规定最大横向位移或经研究确定其他位移值 禁止车辆通行,对桥梁安全性进行全面检查 注:D 梁横 主梁的横向位移。5.5.2.2 主塔变 形 主塔变 形分 为顺 桥向 变形 和横桥 向变 形,宜以 塔顶 位移作 为报 警指 标,其阈 值只设 定黄 色报 警 和 红色报警,其 报警 阈值 设定 及养护 管理 对策 参见 表 10。表10 塔顶位 移报 警阈 值设 定及 相应养 护管 理对 策 报警等级 报警指标 养护管理对策 黄
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