T／CCES 15-2020  桥梁健康监测传感器选型与布设技术规程(完整清晰正版)

2.1.5传感器选型selectionofsensor

根据结构健康监测系统功能和目标的不同，结合实际工程特 口工程造价，按照一定的原则确定传感元件类型的过程。

2.1.6传感器优化布设optimalsensorplacem

按照一定的评价准则和优化算法，确定传感器的合理数量和 置位置，以使某种监测目标达到最优的过程。

精装修标准规范范本将传感元件固定在待监测结构上的过程

将标准元件所体现的标准值，传递到传感元件的工作量利 度上，并对分度进行定度的过程。

2.1.9传感器温度补偿

对传感元件由于温度影响发生漂移而引起的误差，进行 的措施。

2.1.10 梁girder

由支座支承的直线或曲线形构件，主要承受各种作用产生的 矩和剪力，有时也承受扭矩。

2. 1. 11 拱 arch

由支座支承的曲线或折线形构件，主要承受各种作用产生的 可压力，有时也承受弯矩、剪力或扭矩，

支承悬索桥或斜拉桥的主索，并将荷载直接传给地基的塔形 件，也称索塔。

2. 1. 13 主缆

悬索桥的主要承重构件，由悬挂于塔顶、端部锚固于两个锚 的钢丝绳、钢绞线索或平行钢丝索组成，又称悬索。

2.1.14吊杆（索）

悬索桥中连接主缆与桥面系或拱桥中连接主拱与桥面系的构 一般采用钢丝索、钢绞线或钢丝绳制作

斜拉桥中用来连接桥塔与桥面系的承重构件，一般由镀锌高 钢丝索、高强低松弛镀锌钢绞线或钢丝绳制作。

2. 1. 16 索股

cable strand

主缆中由高强钢丝预制或空中纺制而成的丝股

锚固主缆索股，承受主缆拉力，支承于地基上或嵌固于岩体 中的构件。

2. 1. 18伸缩装置

为满足桥跨结构因气温变化、活荷载作用以及混凝土的收缩 徐变引起的胀缩变形而设置的装置。

支承上部结构并使上部结构固定于一定位置的部件。

位于桥的两端与路基相衔接，承受台后填土压力并将桥上 载传递到基础的构筑物

1《建筑与桥梁结构监测技术规范》GB50982 《动态公路车辆自动衡器》GB/T21296 《自动气象站观测规范》GB/T33703 《降雨自动监测仪技术要求及检测方法》HJ/T175 《公路桥梁结构安全监测系统技术规程》JT/T103

3. 1 主要监测内容

3.1.1桥梁监测内容应根据监测目的、桥梁重要性、环境 性、桥梁力学特征、桥梁运营管理和养护的需求以及系统建 本综合确定。

3.1.2桥梁监测内容宜分为作用与环境、结构响应和耐

3.1.2桥梁监测内容宜分为作用与环境、结构响应和耐久性，

3.1.4桥梁结构的耐久性主要与材料相关，其监测参数应符 表 3.1.4 的规定。

表 3. 1. 4耐久性监测主要参数

续表 3. 1. 4

2.1传感器的选型应面向桥梁监测参数，满足监测内容的

3.2.1传感器的选型应面向桥梁监测参数，满足监测内 要求。

1作用与环境监测传感器的类型应结合桥址区水文、气象、 地形和地质资料，以及桥梁所处道路性质确定： 2结构响应监测传感器的类型应结合桥梁结构动力和静力 分析结果确定； 3耐久性监测传感器的类型应结合水文和气象资料、桥梁 建造材料、力学性能分析结果和养护规范确定。

3.2.3传感器的主要性能应符合下列规定：

1应具有良好的耐久性，对于埋入传感器的使用寿命不应 低于15年，对于非埋入式传感器的使用寿命不应低于5年； 2应具有足够的采样频率，可按照现行行业标准《公路桥 梁结构安全监测系统技术规程》JT/T1037的有关规定确定传感 器的参数； 3应具有足够的量程储备量，对于监测冲击的传感器宜工 作在满量程的20%～30%，对于其他监测量宜工作在满量程的 30%~70%; 4应具有良好的分辨率、稳定性、重复性、灵敏度、精度 和环境适应性。

3.3.1传感器测点布置应符合下列规定： 1应选择荷载作用和环境条件具有代表性的位置，宜能反 映监测量的空间分布： 2应选择结构性能参数变化敏感的部位，宜进行测点位置 优化布设，测点应具有代表性和一定的完余性，可合理利用结构 的对称性减少测点数量 3选取的位置宜便于传感器或标靶的安装、检修、维护和 更换以及线缆敷设。

.3.2传感器安装应符合下列规

1安装时不宜影响结构的正常运营，安装后不应降低结构 的安全性、适用性和耐久性； 2应根据现场工作条件，合理选择内部预理、钻孔理置、 胶结固定、焊接固定、栓接固定、夹具固定或吸附固定安装方 式，使用的预埋件、锚杆、基座、支架和夹具应具有足够的强 度、刚度和耐久性； 3安装应定位准确和牢固可靠，不应对传感器的工作性能 造成影响，引出线缆应具有足够长度： 4安装前应进行传感器标定，安装后应采集初值，并建立 固定标识和安装信息档案。

3.3.3传感器的保护装置应符合下列规定：

传感器的保护装置应符合下列

1不应影响传感器的正常功能和性能； 2应具有足够的强度、刚度和耐久性，且应拆卸方便和1 于维护； 3应具有良好的防雷、防尘、防潮和防生物侵害措施。

4荷载作用与环境监测传感器

4.1.1车辆荷载监测宜采用车辆动态称重系统，选型应符合下 列规定： 1宜采用高速动态称重系统，高速动态称重系统应兼容低 速车辆荷载监测，可按15km/h～20km/h的时速作为选择低速 或高速动态称重系统的分界车速。 2主要技术指标宜满足表4.1.1的要求。

表 4. 1. 1 车辆动态称重系统主要技术指标

注：称重精度指整车的称重精度，流量精度采用计数表示。

4.1.2车辆动态称重系统监测测点布置应符合下列规定： 1 应选择具有稳定支撑的铺装层： 2宜覆盖所有行车道且应避开伸缩缝； 3安装路段应笔直，纵向（行驶方向）坡度不宜超过3% 横向坡度不宜超过1%。

4.1.3车辆动态称重系统的安装应符合现行国家标准

1.3车辆动态称重系统的安装应符合现行国家标准《动态公 车辆自动衡器》GB/T21296的规定。

4.2.1风荷载监测应采用风速风向仪，选型应符合下列规定： 1宜采用三向超声速风速风向仪，可采用机械式风速风 向仪； 2主要技术参数应满足下列要求： 1）风速量程不应小于其安装高度100年一遇的设计基准 风速，并应考虑阵风系数的影响： 2）风速测量充许偏差为土0.5m/s； 3）风向分辨率宜优于0.1°。 4.2.2风速风向仪监测测点宜选择在主梁跨中的桥面两侧、桥 塔顶部和拱顶部位布置。 4.2.3风速风向仪的安装应符合下列规定： 1宜采用专用支架安装，支架与主体结构边缘高度不宜小

1宜采用专用支架安装，支架与主体结构边缘高度不宜小 于3m，外伸长度不宜小于5m。可安装在主梁吊杆上，传感器离 桥面高度不宜小于8m； 2安装时中轴应垂直，风向仪的定北标志方向与正北方角 度偏差应小于0.5°。

4.3.2地震动监测测点布置可选择桥岸场地地表、桥梁承台顶 部或桥墩底部。

环境温度监测的传感器选型应符合下列规定： 可采用热电偶、热电阻、电子式或光纤光栅温度计： 主要技术参数应满足下列要求： 1）量程应超出桥址区已有气象观测温度极值土30℃。当 缺少气象资料时，最低温度测量值宜小于一50℃，最 高温度测量值宜大于80℃； 2）分辨率宜优于0.1℃。当低于50℃时，测量充许偏差为 土0.2℃，当超过50℃时，测量充许偏差为0.5℃。

4.4.2温度监测测点布置应符合下列规定

1对于桥梁外部环境温度监测，宜选择桥梁上通风良好 不受日光直射的部位： 2对于桥梁内部环境温度监测，宜选择箱梁、主拱、桥 和锚旋室内部的儿何中心位置。

5.1环境湿度的传感器选型应符合下列规定： 1宜采用电容式湿度计，可采用电阻式湿度计； 2主要技术参数应满足下列要求： 1）量程宜为0～100%RH； 2）当相对湿度不超过80%时，测量充许偏差为土2%RH； 当相对湿度超过80%时，测量允许偏差为土4%RH。 5.2湿度监测测点布置应符合下列规定：

1对于桥梁外部环境湿度监测，宜选择桥梁上通风良好 不受日光直射的部位：

2对于桥梁内部环境湿度监测，宣在箱梁、主拱、桥塔、 锚锭室内部和主缆内部。

4.6.1腐蚀介质监测仪器设备选型应符合下列规定： 1海洋环境下氯离子浓度监测宜采用氯离子监测仪，其 工作温度宜为0～50℃，测量充许偏差为土10%，量程宜为 0~20000ppm; 2硫酸盐离子含量监测宜采用硫酸盐监测仪，其工作温度宜 为0～50℃，测量允许偏差为±2%，量程宜为0～2500mg/L； 3酸雨pH值监测宜采用在线酸雨监测系统，其工作温度 宜为0～50℃，测量原型偏差为土0.05pH，量程宜为0～14.00 bH，且应符合现行行业标准《降雨自动监测仪技术要求及检测 方法》HJ/T 175 的规定。

4.6.2腐蚀介质监测仪器设备的测点布置应符合下列规定：

1对于位于海洋环境下的桥梁，氯离子监测仪应安装在桥 墩敦和主梁氯离子侵蚀严重的部位：对于冬季采用除冰盐的桥梁 氯离子监测仪应安装在桥面板上以及桥面板与主梁搭接处； 2对于位于硫酸盐环境中的桥梁，硫酸盐离子监测仪应理 入桥墩位于地下富含硫酸盐的部位： 3对于位于酸雨污染严重地区的桥梁，酸雨监测系统应安 装在桥梁上部结构易淋雨部位和积水区。

1主梁、拱圈、桥塔、斜拉索、吊杆振动加速度监测可采 用力平衡式、压电式、压阻式或电容式加速度计 2主梁、拱圈、桥塔、桥墩（台）应变监测传感器可采用 电阻式、振弦式或光纤类应变计； 3主梁、拱圈、桥塔结构温度监测传感器可采用热电偶 热电阻或光纤光栅温度计； 4主梁、桥塔、桥墩（台）倾角监测传感器宜采用双轴倾 角仪，可采用单轴倾角仪。 5.1.2主梁、拱圈、桥塔变形、基础沉降监测传感器的安装应 符合下列规定： 1监测基准站应选取桥址区附近地基稳定、无遮挡、远离 人为和电磁干扰的位置，变形监测站应安装在能够真实反映主梁 变形的部位，且应避免人为和环境干扰； 2光学测量仪的监测点处应安装永久性标靶，标靶上面宜 有“十”字标识。 5.1.3主梁、拱圈、桥塔、桥墩（台）应变和结构温度监测传 感器的安装应符合下列规定： 1对于新建混凝土结构构件，应在施工过程中将埋入式应 变计和温度计固定在预定部位； 2对于既有混凝土和钢结构构件，外置式应变计应固定在 结构拟监测部位的表面，外置式温度计应紧密粘贴在结构拟监测 部位的表面； 3应变计安装后，应记录传感器的初始值和当前温度值。

振动监测可采用相对测量法或

1）应在被监测桥梁的桥址区附近设置永久参考点，宜在 桥梁监测测点上或测点附近位置设置标靶、反光镜或 三角反射器： 2）可采用激光多普勒测速仪、光学测量仪或雷达扫描仪 进行监测。 2绝对测量法应符合下列规定： 1）速度监测宜采用电动位移摆，可采用磁电式速度计： 2）位移监测宜采用全球导航卫星系统。 5.2.2主梁振动监测测点布置应符合下列规定： 1测点位置应根据结构模态分析结果进行测点优化布设： 2测点位置应包含结构主要振型中振幅较大的部位，且应 避开振型节点。其中，对于宽桥面梁桥和拱桥以及大跨径斜拉桥 和悬索桥，测点宜上下游对称布置，且应同时监测三个主方向的 振动。 5.2.3主梁变形监测传感器可采用全球导航卫星系统、光学测 量仪、微波测量仪或液压连通管。 5.2.4主梁变形监测测点布置应符合下列规定： 1测点应布置在变形较大的部位。其中，对于桥面较宽或 曲形的主梁，应进行扭转变形监测，测点宜上下游对称布置。 2对于整体变形监测尚应建立工程变形监测基准网。 5.2.5主梁应变监测的传感器主要技术参数应符合下列规定： 1量程不应小于最大应变预测值的1.5～2倍； 2应具有温度补偿功能。 5.2.6主梁应变监测测点应布置在应力较大和易于出现疲劳开 裂的部位。

1）应在被监测桥梁的桥址区附近设置永久参考点，宜 桥梁监测测点上或测点附近位置设置标靶、反光镜可 三角反射器： 2）可采用激光多普勒测速仪、光学测量仪或雷达扫描 进行监测。 2绝对测量法应符合下列规定： 1）速度监测宜采用电动位移摆，可采用磁电式速度计； 2）位移监测宜采用全球导航卫星系统，

园林造价5.2.2主梁振动监测测点布置应符合下列规定：

1测点位置应根据结构模态分析结果进行测点优化布让 2测点位置应包含结构主要振型中振幅较大的部位， 避开振型节点。其中，对于宽桥面梁桥和拱桥以及大跨径余 和悬索桥，测点宜上下游对称布置，且应同时监测三个主方 振动。

1测点应布置在变形较大的部位。其中，对于桥面较宽或 曲形的主梁，应进行扭转变形监测，测点宜上下游对称布置。 2对于整体变形监测尚应建立工程变形监测基准网。 5.2.5主梁应变监测的传感器主要技术参数应符合下列规定： 1量程不应小于最大应变预测值的1.5～2倍； 2应具有温度补偿功能。 5.2.6主梁应变监测测点应布置在应力较大和易于出现疲劳开 裂的部位。

5.2.8主梁结构温度监测传感器可采用热电偶、热电阻或光纤 光栅温度计。

在温度变化较大和温度梯度较大的区域，应能反映结构竖向和横 向温度场变化规律。

5.3.1拱圈振动监测测点应布置在拱顶部位。 5.3.2 拱圈位移监测的传感器选型应符合下列规定： 1 拱顶位移监测宜采用全球导航卫星系统，可采用光学测 量仪； 2 拱脚位移监测宜采用位移计。 5.3.3 拱圈位移监测测点布置应符合下列规定： 1 测点应布置在变形较大的部位； 2对于中小跨径拱桥，测点位置应包含拱顶和拱脚部位： 对于大跨径拱桥，测点位置除应包含拱顶和拱脚部位，尚宜在立 柱或吊杆处的拱圈断面部位适当增加测点。

1测点应布置在应力较大的部位 2测点应包含拱脚和拱顶断面住宅楼标准规范范本，对于受力复杂和易于出 皮劳开裂的部位应采用应变花。

5.3.5拱圈结构温度监测的测点宜根据热传导分析结果，布置

在温度变化较大和温度梯度较大的区域，且应包括拱顶与拱 断面。