2022长大桥梁养护指南 第 5 部分：健康监测报警阈值设定.docx

长大桥梁养护指南 第 5 部分：健康监测报警阈值设定 目 次前言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 总体设计 15 阈值设定 25.1 车辆荷载 25.2 风速 35.3 温度 45.4 环境湿度 55.5 整体变形 55.6 结构位移 75.7 索力 95.8 应力 95.9 结构振动 105.10 结构固有频率 116 阈值管理 116.1 初始阈值 116.2 阈值修订 12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 17I 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4.1 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： 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 4.2 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、多参数和连续时点的数据进行相互验证 4.3 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缺乏技术工况的报警指标，可设定一个或两个报警等级。

1 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 4.4 4.44.5 4.5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： 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，健康监测系统在 3 h 内识别出，并发出报警 按要求，报警可采用报警或离线报警两类方式： a) 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5.1 车辆荷载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 0~50％ 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，并对车辆进行卸货、分流单车超载比例 30％~100％ 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 5.2 风速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。

5.2.1.2 根据 3 s 平均风速判断报警宜采用实时报警方式，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 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(Δ 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(Δ横) —— 根据跨中横向风—位移曲线计算得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 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V2≥19 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V2≥25 m/s 或 Vs≥28.5 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、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 5.3 温度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 Tmin≤0℃ 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 Tmax≥60℃（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 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 ΔT≥设计最大温度梯度或经研究确定的其他极限温度梯度 红色报警 Tmax≥60℃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： ΔT —— 温度梯度。

5.4 环境湿度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 50％≤Hmax<60％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 Hmax≥60％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 5.5 整体变形。