《建筑与桥梁结构监测技术规范 GB50982-2014》

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中华人民共和国国家标准

建筑与桥梁结构监测技术规范

 

Technical code for monitoring of building and bridge structures GB 50982-2014

主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期:2015年8月1日 中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第583号 住房城乡建设部关于发布国家标准《建筑与桥梁结构监测技术规范》的公告 现批准《建筑与桥梁结构监测技术规范》为国家标准,编号为GB 50982-2014,自2015年8月1日起实施。其中,第3.1.8条为强制性条文,必须严格执行。 本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部 2014年10月9日

前言

    根据住房和城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本规范。 本规范主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.监测方法;5.高层与高耸结构;6.大跨空间结构;7.桥梁结构;8.其他结构。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。 本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国建筑科学研究院(地址:北京市北三环东路30号;邮编:100013)。 本规范主编单位:中国建筑科学研究院 海南建设工程股份有限公司 本规范参编单位:重庆大学 北京工业大学 清华大学 北京市建筑设计研究院有限公司 奥雅纳工程咨询(上海)有限公司 中交公路规划设计院有限公司 云南省地震工程研究院 中国铁道科学研究院 北京市市政工程研究院 澳门土木工程实验室 天津市建设工程质量安全监督管理总队 本规范主要起草人员:段向胜 常乐 郭泽文 阳洋 王霓 邸小坛 聂建国 潘鹏 刘鹏 裴岷山 徐教宇 潘宠平 闫维明 安晓文 束伟农 曾志斌 冯良平 何浩祥 李骞 蔡奇 樊健生 区秉光 尹波 张新越 黄宗明 雷立争 本规范主要审查人员:周福霖 柯长华 傅学怡 李国强 娄宇 李霆 刘凤奎 杨学山 李乔 周智 薛鹏

1 总 则

 

1.0.1 为规范建筑与桥梁结构监测技术及相应分析预警,做到技术先进、数据可靠、经济合理,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于高层与高耸、大跨空间、桥梁、隔震等工程结构监测以及受穿越施工影响的既有结构的监测。 1.0.3 建筑与桥梁结构的监测,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。  

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2 术语和符号

 

2.1 术 语

2.1.1 结构监测 structural monitoring 频繁、连续观察或量测结构的状态。 2.1.2 施工期间监测 construction monitoring 施工期间进行的结构监测。 2.1.3 使用期间监测 post construction monitoring 使用期间进行的结构监测。 2.1.4 监测系统 monitoring system 由监测设备组成实现一定监测功能的软件及硬件集成。 2.1.5 监测设备 monitoring equipment 监测系统中,传感器、采集仪等硬件的统称。 2.1.6 传感器 transducer/sensor 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 2.1.7 监测频次 times of monitoring 单位时间内的监测次数。 2.1.8 监测预警值 precaution value for monitoring 为保证工程结构安全或质量及周边环境安全,对表征监测对象可能发生异常或危险状态的监测量所设定的警戒值。 2.1.9 监测系统稳定性 monitoring system stability 监测系统经过长期使用以后其工作特性保持正常的性能。 2.1.10 监测设备耐久性 monitoring equipment durability 监测设备在正常使用和维护条件下,随时间的延续仍能满足监测设备预定功能要求的能力。 2.1.11 传感器频响范围 sensor frequency range 传感器在此频率范围内,输入信号频率的变化不会引起其灵敏度和相位发生超出限值的变化。 2.1.12 结构分析模型修正 structural analyzing model upda-ting 通过识别或修正分析模型中的参数,使模型计算分析结果与实际量测值尽可能接近的过程。 2.1.13 穿越施工 crossing construction 地下工程穿越既有结构的施工过程。

2.2 符 号

    fn——n阶自振频率; l——长度或跨度; n——振型阶数; P——推力; r——导线电阻; T——索力; δ——相对变形量; ε——应变; ρ——单位长度质量。

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3 基本规定

 

3.1 一般规定

3.1.1 建筑与桥梁结构监测应分为施工期间监测和使用期间监测。 3.1.2 施工期间监测宜与量测、观测、检测及工程控制相结合,使用期间监测宜采用具备数据自动采集功能的监测系统进行。 3.1.3 监测期间应进行巡视检查和系统维护。 3.1.4 施工期间监测宜与使用期间监测统筹考虑。 3.1.5 监测前应根据各方的监测要求与设计文件明确监测目的,结合工程结构特点、现场及周边环境条件等因素,制定监测方案。 3.1.6 对需要监测的结构,设计阶段应提出监测要求。 3.1.7 下列工程结构的监测方案应进行专门论证: 1 甲类或复杂的乙类抗震设防类别的高层与高耸结构、大跨空间结构; 2 特大及结构形式复杂的桥梁结构; 3 发生严重事故,经检测、处理与评估后恢复施工或使用的工程结构; 4 监测方案复杂或其他需要论证的工程结构。 3.1.8 建筑与桥梁结构监测应设定监测预警值,监测预警值应满足工程设计及被监测对象的控制要求。 3.1.9 监测期间,应对监测设施采取保护和维护措施。 3.1.10 建筑与桥梁结构监测应明确其目的和功能,未经监测实施单位许可不得改变测点或损坏传感器、电缆、采集仪等监测设备。

3.2 监测系统、测点及设备规定

3.2.1 应根据监测项目及现场情况对结构的整体或局部建立监测系统,并宜设置专用监控室。 3.2.2 监测系统宜具有完整的传感、调理、采集、传输、存储、数据处理及控制、预警及状态评估功能。 3.2.3 监测系统应按规定的方法或流程进行参数设置和调试,并应符合下列规定: 1 监测前,宜对传感器进行初始状态设置或零平衡处理; 2 应对干扰信号进行来源检查,并应采取有效措施进行处理; 3 使用期间的监测系统宜继承施工期间监测的数据,并宜进行对比分析与鉴别。 3.2.4 监测系统的采样频率应满足监测要求。 3.2.5 监测期间,监测结果应与结构分析结果进行适时对比,当监测数据异常时,应及时对监测对象与监测系统进行核查,当监测值超过预警值时应立即报警。 3.2.6 测点应符合下列规定: 1 应反映监测对象的实际状态及变化趋势,且宜布置在监测参数值的最大位置; 2 测点的位置、数量宜根据结构类型、设计要求、施工过程、监测项目及结构分析结果确定; 3 测点的数量和布置范围应有冗余量,重要部位应增加测点; 4 可利用结构的对称性,减少测点布置数量; 5 宜便于监测设备的安装、测读、维护和替代; 6 不应妨碍监测对象的施工和正常使用; 7 在符合上述要求的基础上,宜缩短信号的传输距离。 3.2.7 监测设备应符合下列基本规定: 1 监测设备的选择应符合监测期、监测项目与方法及系统功能的要求,并具有稳定性、耐久性、兼容性和可扩展性; 2 测得信号的信噪比应符合实际工程分析需求; 3 在投入使用前应进行校准; 4 应根据监测方法和监测功能的要求选择安装方式,安装方式应牢固,安装工艺及耐久性应符合监测期内的使用要求; 5 安装完成后应及时现场标识并绘制监测设备布置图,存档备查。 3.2.8 监测传感器除应符合本规范第3.2.7条基本要求以外,尚应符合下列规定: 1 传感器的选型应根据监测对象、监测项目和监测方法的要求,遵循“技术先进、性能稳定、兼顾性价比”的原则; 2 宜采用具有补偿功能的传感器; 3 传感器应符合监测系统对灵敏度、通频带、动态范围、量程、线性度、稳定性、供电方式及寿命等要求。 3.2.9 监测设备作业环境应符合下列基本规定: 1 信号电缆、监测设备与大功率无线电发射源、高压输电线和微波无线电信号传输通道的距离宜符合现行国家标准《综合布线系统工程设计规范》GB 50311的相关要求; 2 监测接收设备附近不宜有强烈反射信号的大面积水域、大型建筑、金属网及无线电干扰源; 3 采用卫星定位系统测量时,视场内障碍物高度角不宜超过15°。

3.3 施工期间监测

3.3.1 施工期间监测应为保障施工安全,控制结构施工过程,优化施工工艺及实现结构设计要求提供技术支持。 3.3.2 施工期间监测,宜重点监测下列构件和节点: 1 应力变化显著或应力水平较高的构件; 2 变形显著的构件或节点; 3 承受较大施工荷载的构件或节点; 4 控制几何位形的关键节点; 5 能反映结构内力及变形关键特征的其他重要受力构件或节点。 3.3.3 施工期间监测项目可包括应变监测、变形与裂缝监测、环境及效应监测。变形监测可包括基础沉降监测、竖向变形监测及水平变形监测;环境及效应监测可包括风及风致响应监测、温湿度监测及振动监测。 3.3.4 施工期间监测前应对结构与构件进行结构分析,结构分析应符合下列规定: 1 内力验算宜按荷载效应的基本组合计算,结构分析计算值与应变实测值对比应按荷载效应的标准组合计算,变形验算应按荷载效应的标准组合计算; 2 应考虑恒荷载、活荷载等重力荷载,可根据工程实际需要计入地基沉降、温度作用、风荷载及波浪作用; 3 应以实际施工方案为准,施工过程中方案有调整的,施工全过程结构分析应相应更新;计算参数假定与施工早期监测数据差别较大时,应及时调整计算参数,校正计算结果,并应用于下一阶段的施工期间监测中; 4 宜采用实测的构件和材料的参数及荷载参数; 5 结构分析模型应与设计结构模型进行核对; 6 应结合施工方案,采用实际的施工工序,并应考虑可能出现风险的中间工况; 7 应充分考虑施工临时支护、支撑对结构的影响。 3.3.5 施工期间的监测预警应根据安全控制与质量控制的不同目标,宜按“分区、分级、分阶段”的原则,结合施工过程结构分析结果,对监测的构件或节点,提出相应的限值要求和不同危急程度的预警值,预警值应满足相关现行施工质量验收规范的要求。 3.3.6 施工期间的监测频次应符合下列规定: 1 每一个阶段施工过程应至少进行一次施工期间监测; 2 由监测数据指导设计与施工的工程应根据结构应力或变形速率实时调整监测频次; 3 复杂工程的监测频次,应根据工程结构形式、变形特征、监测精度和工程地质条件等因素综合确定; 4 停工时和复工时应分别进行一次监测。 3.3.7 当出现下列情况,应提高监测频次: 1 监测数据达到或超过预警值; 2 结构受到地震、洪水、台风、爆破、交通事故等异常情况影响; 3 工程结构现场、周边建(构)筑物的结构部分及其地面出现可能发展的变形裂缝或较严重的突发裂缝等可能影响工程安全的异常情况。 3.3.8 监测数据应进行处理分析,关键性数据宜实时进行分析判断,异常数据应及时进行核查确认。 3.3.9 施工期间监测应按施工进度进行巡视检查。 3.3.10 施工期间监测工作程序,可按图3.3.10的流程实施。 1.jpg

图3.3.10 施工期间监测流程图 3.3.11 施工期间的监测报告宜分为阶段性报告和总结性报告。阶段性报告应在监测期间定期提交,总结性报告应在监测结束后提交。 3.3.12 监测报告应满足监测方案的要求,内容完整、结论明确、文理通顺;应为施工期间工程结构性能的评价提供真实、可靠、有效的监测数据和结论。 3.3.13 阶段性监测报告应包括下列内容: 1 项目及施工阶段概况; 2 监测方法和依据,包括:监测依据的技术标准,监测期和频次,监测参数,采用的监测设备及设备主要参数,测点布置,施工过程结构分析结果及预警值; 3 监测结果,包括:监测期间各测点监测参数的监测结果,与结构分析结果的对比情况,预警情况及评估结果,测点的变化情况,对监测期间异常情况的处理记录; 4 监测结论与建议; 5 预警报告、处理结果及相关附件。 3.3.14 总结性监测报告应反映整个监测期内的监测情况,报告内容应包括各阶段监测报告的主要内容。 3.3.15 监测记录应在监测现场或监测系统中完成,记录的数据、文字及图表应真实、准确、清晰、完整,不得随意涂改。 3.3.16 监测方案、监测报告、原始记录应进行归档,原始记录中应包括施工过程结构分析的计算书、结构变形及应变监测的监测记录和对比分析结果,对异常情况的处理记录,预警报告及处理结果。

3.4 使用期间监测

3.4.1 使用期间监测应为结构在使用期间的安全使用性、结构设计验证、结构模型校验与修正、结构损伤识别、结构养护与维修以及新方法新技术的发展与应用提供技术支持。 3.4.2 使用期间监测项目可包括变形与裂缝监测、应变监测、索力监测和环境及效应监测,变形监测可包括基础沉降监测、结构竖向变形监测及结构水平变形监测;环境及效应监测可包括风及风致响应监测、温湿度监测、地震动及地震响应监测、交通监测、冲刷与腐蚀监测。 3.4.3 使用期间的监测宜为长期实时监测。 3.4.4 重要结构使用期间监测宜进行结构分析模型修正,修正后模型应反映结构现状。 3.4.5 使用期间的监测预警应根据结构性能,并结合长期数据积累提出与结构安全性、适用性和耐久性相应的限值要求和不同的预警值,预警值应满足国家现行相关结构设计标准的要求。 3.4.6 使用期间监测系统应能不间断工作,宜具备自动生成监测报表功能。 3.4.7 当监测数据异常或报警时,应及时对监测系统及结构进行检查或检测。 3.4.8 使用期间监测应定期进行巡视检查和系统维护。 3.4.9 使用期间监测工作程序,可按图3.4.9的流程实施。 1.jpg

图3.4.9 使用期间监测流程图 3.4.10 使用期间的监测报告可分为监测系统报告和监测报表,监测系统报告应在监测系统完成时提交,监测报表应在监测期间由监测系统自动生成。 3.4.11 监测报表应为使用期间结构性能的评价提供真实、可靠、有效的监测数据和结论。 3.4.12 监测系统报告应包括项目概况、施工过程、监测方法和依据、监测项目及监测系统操作指南。 3.4.13 监测报表应包括下列内容: 1 监测结果及对比情况,包括:规定时间段内的监测结果及与结构分析结果的对比,预警值; 2 监测结论。 3.4.14 监测报表、原始记录应进行归档。

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4 监测方法

 

4.1 一般规定

4.1.1 监测项目宜包括应变监测、变形与裂缝监测、温湿度监测、振动监测、地震动及地震响应监测、风及风致响应监测、索力监测和腐蚀监测。 4.1.2 监测参数可分为静态参数与动态参数,监测参数的选择应满足对结构状态进行监控、预警及评价的要求。

4.2 应变监测

4.2.1 应变监测可选用电阻应变计、振弦式应变计、光纤类应变计等应变监测元件进行监测。 4.2.2 应变计宜根据监测目的和工程要求,以及传感器技术、环境特性进行选择。 4.2.3 应变计应符合下列基本规定: 1 量程应与量测范围相适应,应变量测的精度应为满量程的0.5%,监测值宜控制为满量程的30%~80%; 2 混凝土构件宜选择大标距的应变计;应变梯度较大的应力集中区域,宜选用标距较小的应变计; 3 应变计应具备温度补偿功能。 4.2.4 选用不同类型的应变传感器应符合下列规定: 1 电阻应变计的测量片和补偿片应选用同一规格产品,并进行屏蔽绝缘保护; 2 振弦式应变计应与匹配的频率仪配套校准,频率仪的分辨率不应大于0.5Hz; 3 光纤解调系统各项指标应符合被监测对象对待测参数的规定; 4 采用位移传感器等构成的装置监测应变时,其标距误差应为±1.0%,最小分度值不宜大于被测总应变的1.0%。 4.2.5 应变传感器的安装应符合下列规定: 1 安装前应逐个确认传感器的有效性,确保能正常工作; 2 安装位置各方向偏离监测截面位置不应大于30mm;安装角度偏差不应大于2°; 3 安装中,不同类型传感器的导线或电缆宜分别集中引出及保护,无电子识别编号的传感器应在线缆上标注传感器编号; 4 安装应牢固,长期监测时,宜采用焊接或栓接方式安装; 5 安装后应及时对设备进行检查,满足要求后方能使用,发现问题应及时处理或更换; 6 安装稳定后,应进行调试并测定静态初始值。 4.2.6 应变监测应与变形监测频次同步且宜采用实时监测。 4.2.7 应变监测数据处理应符合下列规定: 1 采用电阻应变计量测时,按下列公式对实测应变值进行导线电阻修正: 采用半桥量测时: 1.jpg

    采用全桥量测时: 2.jpg

式中:ε——修正后的应变值; ε′——修正前的应变值; r——导线电阻(Ω); R——电阻应变计电阻(Ω)。 2 采用光纤类应变计及振弦式应变计量测时,应按校准系数进行换算。

4.3 变形与裂缝监测

4.3.1 变形监测可分为水平位移监测、垂直位移监测、三维位移监测和其他位移监测。 4.3.2 根据监测仪器的种类,监测方法可分为机械式测试仪器法、电测仪器法、光学仪器法及卫星定位系统法。 4.3.3 应根据结构或构件的变形特征确定监测项目和监测方法。 4.3.4 变形监测应建立基准网,采用的平面坐标系统和高程系统可与施工采用的系统一致。局部相对变形测量可不建立基准网,但应考虑结构整体变形对监测结果的影响。 4.3.5 变形基准值监测应减少温度等环境因素的影响。 4.3.6 变形监测的结果应结合环境及效应监测的结果进行修正。 4.3.7 变形监测仪器量程应介于测点位移估计值或允许值的2倍~3倍;采用机械式测试仪器时,精度应为测点位移估计值的1/10。 4.3.8 监测标志应根据不同工程结构的特点进行设计;监测标志点应牢固、适用和便于保护。 4.3.9 基坑监洲应按现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497有关规定执行;当采用光学仪器法、卫星定位系统法进行变形监测时,应按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定执行;振动位移监测应按本规范第4.5节规定执行。 4.3.10 对于施工阶段累积变形较大的结构,应按设计要求采取补偿技术修正工程结构的标高,宜使最终的标高与设计标高一致,标高补偿技术应采用预测和监测相结合的方式进行。 4.3.11 变形监测的频次应符合下列规定: 1 当监测项目包括水平位移与垂直位移时,两者监测频次宜一致; 2 结构监测可从基础垫层或基础底板完成后开始; 3 首次监测应连续进行两次独立量测,并应取其中数作为变形量测的初始值; 4 当施工过程遇暂时停工,停工时及复工时应各量测一次,停工期间可根据具体情况进行监测; 5 监测过程中,监测数据达到预警值或发生异常变形时应增加监测次数。 4.3.12 根据现场条件和精度要求,三维位移可选择光学仪器法、卫星定位系统法及摄影法进行监测。 4.3.13 倾斜及挠度监测应符合下列规定: 1 倾斜监测方法的选择及相关技术要求应按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026有关规定执行; 2 重要构件的倾斜监测宜采用倾斜传感器,倾斜传感器可根据监测要求选用固定式或便携式; 3 倾斜和挠度监测频次应根据倾斜或挠度变化速度确定,宜与水平位移监测及垂直位移监测频次相协调,当发现倾斜和挠度增大时应及时增加监测次数或进行持续监测。 4.3.14 裂缝监测宜采用量测、观测、检测与监测方法独立或相互结合的方式进行。 4.3.15 裂缝监测参数包括裂缝的长度和宽度,监测中应符合下列规定: 1 裂缝长度和较大裂缝的宽度可采用钢尺或机械式测试仪器法测量。直接测量时可采用裂缝宽度检验卡、电子裂缝观察仪,每个测点每次量测不宜少于3次;裂缝宽度检验卡最小分度值不宜大于0.05mm;利用电子裂缝观察仪时,量测精度应为0.02mm; 2 对于宽度1mm以下的裂缝,可采用电测仪器法,仪器分辨率不应大于0.01mm; 3 需监测裂缝两侧两点位移的变化时可用结构裂缝监测传感器,传感器包括振弦式测缝计、应变式裂缝计或光纤类位移计,传感器的量程应大于裂缝的预警宽度,传感器测量方向应与裂缝走向垂直; 4 已发生开裂结构,宜监测裂缝的宽度变化;尚未发生开裂结构,宜监测结构的应变变化。

4.4 温湿度监测

4.4.1 温湿度监测可包括环境及构件温度监测和环境湿度监测。 4.4.2 大体积混凝土温度监测应按现行国家标准《大体积混凝土施工规范》GB 50496有关规定执行。 4.4.3 温度监测精度宜为±0.5℃,湿度监测精度宜为±2%RH。 4.4.4 环境及构件温度监测应符合下列规定: 1 温度监测的测点应布置在温度梯度变化较大位置,宜对称、均匀,应反映结构竖向及水平向温度场变化规律; 2 相对独立空间应设1个~3个点,面积或跨度较大时,以及结构构件应力及变形受环境温度影响大的区域,宜增加测点; 3 大气温度仪可与风速仪一并安装在结构表面,并应直接置于大气中以获得有代表性的温度值; 4 监测整个结构的温度场分布和不同部位结构温度与环境温度对应关系时,测点宜覆盖整个结构区域; 5 温度传感器宜选用监测范围大、精度高、线性化及稳定性好的传感器; 6 监测频次宜与结构应力监测和变形监测保持一致; 7 长期温度监测时,监测结果应包括日平均温度、日最高温度和日最低温度;结构温度分布监测时,宜绘制结构温度分布等温线图。 4.4.5 环境湿度监测应符合下列规定: 1 湿度宜采用相对湿度表示,湿度计监测范围应为12%RH~99%RH; 2 湿度传感器要求响应时间短、温度系数小,稳定性好以及湿滞后作用低; 3 大气湿度仪宜与温度仪、风速仪一并安装;宜布置在结构内湿度变化大,对结构耐久性影响大的部位; 4 长期湿度监测时,监测结果应包括日平均湿度、日最高湿度和日最低湿度。

4.5 振动监测

4.5.1 振动监测应包括振动响应监测和振动激励监测,监测参数可为加速度、速度、位移及应变。 4.5.2 振动监测的方法可分为相对测量法和绝对测量法。 4.5.3 相对测量法监测结构振动位移应符合下列规定: 1 监测中应设置有一个相对于被测工程结构的固定参考点; 2 被监测对象上应牢固地设置有靶、反光镜等测点标志; 3 测量仪器可选择自动跟踪的全站仪、激光测振仪、图像识别仪。 4.5.4 绝对测量法宜采用惯性式传感器,以空间不动点为参考坐标,可测量工程结构的绝对振动位移、速度和加速度,并应符合下列规定: 1 加速度量测可选用力平衡加速度传感器、电动速度摆加速度传感器、ICP型压电加速度传感器、压阻加速度传感器;速度量测可选用电动位移摆速度传感器,也可通过加速度传感器输出于信号放大器中进行积分获得速度值;位移测量可选用电动位移摆速度传感器输出于信号放大器中进行积分获得位移值; 2 结构在振动荷载作用下产生的振动位移、速度和加速度,应测定一定时间段内的时间历程。 4.5.5 振动监测前,宜进行结构动力特性测试。 4.5.6 动态响应监测时,测点应选在工程结构振动敏感处;当进行动力特性分析时,振动测点宜布置在需识别的振型关键点上,且宜覆盖结构整体,也可根据需求对结构局部增加测点;测点布置数量较多时,可进行优化布置。 4.5.7 振动监测数据采集与处理应符合下列规定: 1 应根据不同结构形式及监测目的选择相应采样频率; 2 应根据监测参数选择滤波器; 3 应选择合适的窗函数对数据进行处理。 4.5.8 动应变监测设备量程不应低于量测估计值的2倍~3倍,监测设备的分辨率应满足最小应变值的量测要求,确保较高的信噪比。振动位移、速度及加速度监测的精度应根据振动频率及幅度、监测目的等因素确定。 4.5.9 动应变监测应符合下列规定: 1 动应变监测可选用电阻应变计或光纤类应变计; 2 动态监测设备使用前应进行静态校准。监测较高频率的动态应变时,宜增加动态校准。

4.6 地震动及地震响应监测

4.6.1 下列结构,应进行地震响应监测: 1 设防烈度为7、8、9度时,高度分别超过160m、120m、80m的大型公共建筑; 2 特别重要的特大桥; 3 设计文件要求或其他有特殊要求的结构。 4.6.2 监测参数主要为地震动及地震响应加速度,也可按工程要求监测力及位移等其他参数。 4.6.3 结构地震动及地震响应监测应符合下列规定: 1 监测方案应包括监测系统类型、测点布置、仪器的技术指标、监测设备安装和管理维护的要求; 2 测点应根据设防烈度、抗震设防类别和结构重要性、结构类型和地形地质条件进行布置; 3 可结合风、撞击、交通等振动响应统筹布置监测系统,并应与震害检查设施结合; 4 测点布置应能反映地震动及上部结构地震响应; 5 监测设备主要技术指标可按本规范附录A执行。

4.7 风及风致响应监测

4.7.1 对风敏感的结构宜进行风及风致响应监测。 4.7.2 风及风致响应监测参数应包括风压、风速、风向及风致振动响应,对桥梁结构尚宜包括风攻角。 4.7.3 风压监测应符合下列规定: 1 风压监测宜选用微压量程、具有可测正负压的压力传感器,也可选用专用的风压计,监测参数为空气压力; 2 风压传感器的安装应避免对工程结构外立面的影响,并采取有效保护措施,相应的数据采集设备应具备时间补偿功能; 3 风压测点宜根据风洞试验的数据和结构分析的结果确定;无风洞试验数据情况下,可根据风荷载分布特征及结构分析结果布置测点; 4 进行表面风压监测的项目,宜绘制监测表面的风压分布图。 4.7.4 风压计的量程应满足结构设计中风场的要求,可选择可调量程的风压计,风压计的精度应为满量程的±0.4%,且不宜低于10Pa,非线性度应在满量程的±0.1%范围内,响应时间应小于200ms。风速仪量程应大于设计风速,风速监测精度宜为0.1m/s,风向监测精度宜为3°。 4.7.5 风速及风向监测应符合下列规定: 1 结构中绕流风影响区域宜采用计算流体动力学数值模拟或风洞试验的方法分析; 2 机械式风速测量装置和超声式风速测量装置宜成对设置; 3 风速仪应安装在工程结构绕流影响区域之外; 4 宜选取采样频率高的风速仪,且不应低于10Hz; 5 监测结果应包括脉动风速、平均风速和风向。 4.7.6 风致响应监测宜符合下列规定: 1 风致响应监测应对不同方向的风致响应进行量测,现场实测时应根据监测目的和内容布置传感器; 2 风致响应测点可布置量测不同物理量的多种传感器; 3 应变传感器应根据分析结果,布置在应力或应变较大或刚度突变能反映结构风致响应特征的位置; 4 对位移有限制要求的结构部位宜布置位移传感器,位移传感器记录结果应与位移限值进行对比。

4.8 其他项目监测

 

Ⅰ 拉索索力监测

4.8.1 拉索索力监测应符合下列规定: 1 监测方法可包括压力表测定千斤顶油压法、压力传感器测定法、振动频率法; 2 压力表测定千斤顶油压法与振动频率法监测精度宜为满量程的5.0%,压力传感器测定法监测精度宜为满量程的3.0%; 3 振动频率法监测索力的加速度传感器频响范围应覆盖索体振动基频,采用实测频率推算索力时,应将拉索及拉索两端弹性支承结构整体建模共同分析; 4 索力监测系统在设计时,宜与结构内部管线、通信设备综合协调; 5 拉索索力监测预警值应结合工程设计的限值、结构设计要求及监测对象的控制要求综合确定。 4.8.2 索力监测应符合下列规定: 1 应确保锚索计的安装呈同心状态; 2 采用振动频率法监测时,传感器安装位置应在远离拉索下锚点而接近拉索中点,量测索力的加速度传感器布设位置距索端距离应大于0.17倍索长; 3 日常监测时宜避开不良天气影响,且宜在一天中日照温差最小的时刻进行量测,并记录当时的温度与风速。

Ⅱ 腐蚀监测

4.8.3 在氯离子含量较高或受腐蚀影响较大的区域或有设计要求时,可进行腐蚀监测。 4.8.4 腐蚀监测应符合下列规定: 1 腐蚀监测方案中应包括腐蚀监测方法、监测参数、监测位置和监测频次; 2 腐蚀监测宜选用电化学方法,电化学监测方法可选用电流监测、电位监测,也可同时采用电流和电位监测; 3 腐蚀监测参数可包括结构腐蚀电位、腐蚀电流和混凝土温度; 4 腐蚀监测位置应根据监测目的,结合工程结构特点、特殊部位、结构连接位置、不同位置的腐蚀速率等因素确定;测点宜选择在力与侵蚀环境荷载分别作用的典型区域及侵蚀环境荷载作用下的典型节点; 5 腐蚀传感器应能分辨腐蚀类型、测定腐蚀速率。可采用外置式和嵌入式两种方式布置:对于新建结构,可在施工过程中将传感器埋入预定的位置;对既有结构,可在结构相应测点的邻近位置外置传感器。

4.9 巡视检查与系统维护

4.9.1 巡视检查内容应包括监测范围内的结构和构件变形、开裂、测点布设及监测设备或结合当地经验确定的其他巡视检查内容。 4.9.2 系统维护应确保监测系统运行正常,并进行系统更新。 4.9.3 巡视检查应符合下列规定: 1 巡视检查以目测为主,可辅以锤、钎、量尺、放大镜等工器具以及摄像、摄影等设备进行; 2 发出预警信号时,应加强巡视检查;当发现异常或危险情况,应及时通知相关单位; 3 巡视检查的重点是确认基准点、测点的位置未改变及完好状况,确认监测设备运行正常及保护状态; 4 巡视检查宜由熟悉本工程情况的人员参加,并相对固定; 5 巡视检查应做好记录。

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5 高层与高耸结构

 

5.1 一般规定

5.1.1 除设计文件要求外,高度250m及以上或竖向结构构件压缩变形显著的高层与高耸结构应进行施工期间监测,高度350m及以上的高层与高耸结构应进行使用期间监测。 5.1.2 除设计文件要求或其他规定应进行施工期间监测的高层与高耸结构外,满足下列条件之一时,高层及高耸结构宜进行施工期间监测: 1 施工过程增设大型临时支撑结构的高层与高耸结构; 2 施工过程中整体或局部结构受力复杂的高层与高耸结构; 3 受温度变化、混凝土收缩、徐变、日照等环境因素影响显著的大体积混凝土结构及含有超长构件、特殊截面的结构; 4 施工方案对结构内力分布有较大影响的高层与高耸结构; 5 对沉降和位形要求严格的高层与高耸结构; 6 受邻近施工作业影响的高层与高耸结构。 5.1.3 除设计文件要求或其他规定应进行使用期间监测的高层与高耸结构外,满足下列条件之一时,高层及高耸结构宜进行使用期间监测: 1 高度300m及以上的高层与高耸结构; 2 施工过程导致结构最终位形与设计目标位形存在较大差异的高层与高耸结构; 3 带有隔震体系的高层与高耸结构; 4 其他对结构变形比较敏感的高层与高耸结构。 5.1.4 开挖深度大于等于5m或开挖深度小于5m但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑工程监测,监测实施应按现行国家标准《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497的规定执行。 5.1.5 高层与高耸结构施工期间监测项目应根据工程特点按表5.1.5选择。

表5.1.5 施工期间监测项目

基础沉降监测

变形监测

应变监测

环境及效应监测

基坑支护监测

竖向

水平

温湿度

振动

高层结构

高耸结构

注:★应监测项,▲宜监测项。

5.1.6 高层与高耸结构使用期间监测项目应根据结构特点按表5.1.6进行选择。

表5.1.6 使用期间监测项目

基础沉降监测

变形监测

应变监测

环境及效应监测

竖向

水平

温湿度

振动

高层结构

高耸结构

注:★应监测项,▲宜监测项。

5.1.7 高层与高耸结构监测应与结构分析相结合,结构分析应符合下列规定: 1 伸臂桁架和悬吊构件的施工过程应进行施工过程结构分析,且应真实反映设计和实际施工的顺序,以及节点的连接方式; 2 结构分析应按工程精度需要,计入结构构件的安装和刚度生成、支撑的设置和拆除等刚度变化影响因素;宜考虑几何非线性及混凝土材料收缩徐变的影响; 3 结构分析中,应根据实际施工方案预测施工过程中整个建筑的沉降变形、楼层的累积变形以及关键部位的变形和内力,为施工及监测方案的调整提供指导,保证完工后结构的水平度和标高满足设计要求; 4 框架-剪力墙结构或剪力墙结构中的连梁刚度不宜折减。

5.2 施工期间监测

 

Ⅰ 沉降监测

5.2.1 沉降监测中应先引测工作基点,再分区布置沉降测点,沉降监测点宜与水平位移监测点一致。

Ⅱ 变形监测

5.2.2 施工期间变形监测可包括轴线监测、标高监测、建筑体形之间联系构件的相对变形监测、结构关键点位的三维空间变形监测。 5.2.3 施工周期超过一年的结构或昼夜温差较大地区的结构施工,宜进行日照变形监测。 5.2.4 变形监测测点应布置在结构变形较大或变形反应敏感的区域。 5.2.5 滑模施工过程中,应对滑模施工的水平度及垂直度进行监测。 5.2.6 悬臂和连体结构施工过程中,应对悬臂阶段的施工位形进行监测。 5.2.7 高层与高耸结构变形监测的监测频次除应符合本规范第4.3.11条的规定外,尚应符合下列规定: 1 地下施工期间,楼层每增加1层监测一次; 2 地上结构施工期间,楼层每增加1层~5层监测一次; 3 关键楼层或部位施工时期,监测频次不应低于日常监测频次的2倍; 4 对于高耸结构,除重要的受力节间外,可按一定的高度间隔取相应的结构节间进行监测;应至少在重量达到总重的50%和100%时各监测一次。

Ⅲ 应变监测

5.2.8 在荷载变化和边界条件变化的主要施工过程中,应进行应变监测。 5.2.9 监测测点应布置在特征位置构件、转换部位构件、受力复杂构件、施工过程中内力变化较大构件。 5.2.10 测试截面和测点的布置应反映相应构件的实际受力情况;对于后装延迟构件和有临时支撑的构件,应反映施工过程中构件受力状况的变化。 5.2.11 施工期间对结构产生较大临时荷载的设施,宜对相应受力部位及设施本身进行应变监测。 5.2.12 塔吊支承架结构的主梁以及牛腿预埋件结构,应根据塔吊支承架结构的受力特点及现场施工条件确定支承架主梁的应力测点以及牛腿预埋件应力测点的位置及监测方案。 5.2.13 应变的监测频次除应符合本规范第4.2.6条规定外,尚应符合下列规定: 1 对于连体、后装延迟构件或有临时支撑的结构,连体合龙前后、延迟构件固定前后及支撑拆除前后,相应应力变化较大的构件应增加监测频次; 2 应符合本规范第5.2.7条第2~4款规定,本规范第5.2.7条其他款项可参照执行。

Ⅳ 风及风致响应监测

5.2.14 当获取平均风速和风向,且施工过程中结构顶层不易安装监测桅杆时,可将风速仪安装于高于结构顶面的施工塔吊顶部。

5.3 使用期间监测

 

Ⅰ 变形监测

5.3.1 变形监测测点可选择下列位置: 1 影响结构安全性的特征构件、变形较显著的关键点、承重墙柱拐角、大的工程结构截面转变处;主要墙角、间隔2根~3根柱基以及沉降缝的顶部和底部、工程结构裂缝的两边、结构突变处、主要构件斜率变化较大处; 2 结构体型之间的联系构件及不同结构分界处的两侧; 3 结构外立面中间部位的墙或柱上,且一侧墙体的测点不宜少于3个。 5.3.2 可选定特征明显的塔尖、避雷针、圆柱(球)体边缘作为高耸结构的变形监测测点。 5.3.3 对季节效应和不均匀日照作用下的温度效应敏感的高层与高耸结构,应进行日照变形监测。 5.3.4 高层与高耸结构的沉降及变形,在施工完成后第一年内宜至少每3个月监测一次,第二年内宜至少监测2次~3次,第三年以后宜每年至少监测1次。

Ⅱ 应变监测

5.3.5 应变监测的测点应选择应力较大的构件和受力不利构件。测点不宜过于分散,宜服从分区集中准则。 5.3.6 下列重要部位或构件宜进行应变监测: 1 转换部位及相邻上下楼层; 2 伸臂桁架受力较大的杆件及相邻部位; 3 巨型柱、巨型斜撑、竖向构件平面外收进以及竖向刚度分布不连续区域等结构不规则位置及相邻部位; 4 其他重要部位和构件。 5.3.7 施工或使用期间发生过重大质量事故并已采取措施补救确认为安全的结构,对补救部位的应变情况宜进行监测。

Ⅲ 风及风致响应监测

5.3.8 已进行风洞试验的高层与高耸结构,宜根据风洞试验结果布置测点;对于未进行风洞试验的高层与高耸结构,宜选择自由场及对风致响应敏感的构件及节点位置,并宜与地震动及地震响应监测的测点布置相协调。 5.3.9 测点应设置在工程结构的顶层、地上一层、结构刚度突变和质量突变处以及对安全性要求较高的重点楼层的刚度中心或几何中心。进行动力特性分析时,振动测点应沿结构不同高度布置,宜设置在结构各段的质量中心处,并应避开振型的节点。 5.3.10 高层、高耸结构顶部风速仪宜高于顶部1m,并处于避雷针的覆盖范围之内。环境风速监测宜安装在距结构约100m~200m外相对开阔场地,高出地面10m处。 5.3.11 对风敏感的建(构)筑物有验证要求时,可监测建(构)筑物表面的风压分布情况。 5.3.12 舒适度控制区域宜布置测点,对相应控制参数进行监测。

Ⅳ 地震动及地震响应监测

5.3.13 地震动及地震响应监测测点应布置在结构地下室的底面、结构顶层的顶面及不少于2个中间层位置。尚应结合结构振动测点,选择测点布置部位。 5.3.14 平移振动监测测点宜布置在建筑物的刚度中心。 5.3.15 扭转振动监测测点宜布置在结构的四周边缘转动最大的点。 5.3.16 已进行振动台模型试验的高层与高耸结构,可根据振动台模型试验结果布置测点。

Ⅴ 温湿度监测

5.3.17 结构温湿度监测,测点可单独布置于指定的结构内部或结合应变测点布置。 5.3.18 监测结构梯度温度时,宜在结构的受阳光直射面和相对的结构背面以及结构内部沿结构高度布置测点,结构同一水平面上测点不应少于3个。 5.3.19 环境温湿度监测,宜将温度或湿度传感器布置在离地面或楼面1.5m高度空气流通的百叶箱内。 5.3.20 结构内温度监测,测点可布置在结构内壁便于维修维护的部位。宜按对角线或梅花式均匀布点,应避开门窗通风口。

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6 大跨空间结构

 

6.1 一般规定

6.1.1 除设计文件要求或其他规定应进行施工期间监测的大跨空间结构外,满足下列条件之一时,大跨空间结构应进行施工期间监测: 1 跨度大于100m的网架及多层网壳钢结构或索膜结构; 2 跨度大于50m的单层网壳结构; 3 单跨跨度大于30m的大跨组合结构; 4 结构悬挑长度大于30m的钢结构; 5 受施工方法或顺序影响,施工期间结构受力状态或部分杆件内力或位形与一次成型整体结构的成型加载分析结果存在显著差异的大跨空间结构。 6.1.2 高度超过8m或跨度超过18m、施工总荷载大于10kN/㎡以及集中线荷载大于15kN/m的超高、超重、大跨度模板支撑系统应进行监测。 6.1.3 除设计文件要求或其他规定应进行使用期间监测的大跨空间结构外,满足下列条件之一时,大跨空间结构宜进行使用期间监测: 1 跨度大于120m的网架及多层网壳钢结构; 2 跨度大于60m的单层网壳结构; 3 结构悬挑长度大于40m的钢结构。 6.1.4 大跨空间结构施工期间监测项目应根据工程特点按表6.1.4进行选择。对影响结构施工安全的重要支撑或胎架,可按结构体系的监测要求进行监测。

表6.1.4 施工期间监测项目

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注:1 ★应监测项,▲宜监测项,○可监测项,—不涉及该监测项;

       2 特殊结构指上述结构以外的结构类型。

6.1.5 大跨空间结构使用期间监测项目应根据结构特点按表6.1.5进行选择。

表6.1.5 使用期间监测项目

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注:1 ★应监测项,▲宜监测项,○可监测项; 2 特殊结构指上述结构以外的结构类型。

6.2 施工期间监测

 

Ⅰ 基础沉降监测

6.2.1 超静定结构卸载过程中,应对基础沉降进行监测;大跨空间结构基础沉降监测可按本规范第5.2.1条规定执行。

Ⅱ 变形监测

6.2.2 施工期间变形监测可包括构件挠度、支座中心轴线偏移、最高与最低支座高差、相邻支座高差、杆件轴线、构件垂直度及倾斜变形监测。 6.2.3 空间结构安装完成后,当监测主跨挠度值时,测点位置可由设计单位确定。当设计无要求时,对跨度为24m及24m以下的情况,应监测跨中挠度;对跨度大于24m的情况,应监测跨中及跨度方向四等分点的挠度。 6.2.4 膜结构监测中,应跟踪监测膜面控制点空间坐标,控制点高度偏差不应大于该点膜结构矢高的1/600,且不应大于20mm;水平向偏差不应大于该点膜结构矢高的1/300,且不应大于40mm。 6.2.5 拔杆吊装中,应监测空间结构四角高差,提升高差值不应大于吊点间距离的1/400,且不宜大于100mm,或通过验算确定。 6.2.6 大跨空间结构临时支撑拆除过程中,应对结构关键点的变形及应力进行监测。 6.2.7 结构滑移施工过程中,应对结构关键点的变形、应力及滑移的同步性进行监测。 6.2.8 竖向位移监测时,大跨空间结构的支座、跨中、跨间测点间距不宜大于30m,且不宜少于5个点。 6.2.9 变形监测的监测频次除应符合本规范第4.3.11条规定外,尚应在吊装及卸载过程中重量变化50%和100%时各监测不少于一次。

Ⅲ 应变监测

6.2.10 施工安装过程中,应力监测应选择关键受力部位,连续采集监测信号,及时将实测结果与计算结果作对比。发现监测结果或量值与结构分析不符时应进行预警。 6.2.11 结构卸载施工过程监测除应符合本规范第6.2.6条规定外,每步卸载到位后先静止5min~10min,再采集数据;当监测值超出预警值时应及时报警。 6.2.12 监测膜结构膜面预张力时,应根据施工工序确定监测阶段,各膜面部分均应有代表性测点,且应均匀分布。 6.2.13 索力监测的测点应具有代表性,且均匀分布;单根拉索或钢拉杆的不同位置宜有对比性测点,可监测同一根钢索不同位置的索力变化;横索、竖索、张拉索与辅助索均应布设测点。 6.2.14 应变监测的监测频次应符合本规范第4.2.6条规定,吊装及卸载监测时,应增加监测频次。

6.3 使用期间监测

 

Ⅰ 变形监测

6.3.1 使用期间变形监测的测点布置应按表6.3.1进行选择。

表6.3.1 使用期间变形监测测点布置位置

网架结构、网壳结构、索结构、膜结构、特殊结构

悬挑结构

竖向

跨中

悬挑端外檐

水平

支座、端部

 

Ⅱ 应变监测

6.3.2 使用期间关键支座及受力主要构件宜进行应变监测;超大悬挑结构悬挑端根部或受力较大部位宜进行应变监测。 6.3.3 索结构使用期间应定期监测索力,索力与设计值正负偏差大于10%时,应及时预警并调整或补偿索力。

Ⅲ 风及风致响应监测

6.3.4 膜结构主要膜面进行风及风致响应监测时,监测区域宜分为风压、风振主监测区和风压副监测区,监测项目为膜面振动以及上下表面风压。

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7 桥梁结构

 

7.1 一般规定

7.1.1 除设计文件要求或其他规定应进行施工期间监测的桥梁结构外,满足下列条件之一时,桥梁结构应进行施工期间监测: 1 单孔跨径大于150m的大跨桥梁; 2 施工过程增设大型临时结构的桥梁; 3 施工过程中整体或局部结构受力复杂桥梁; 4 大体积混凝土结构、大型预制构件及特殊截面受温度变化、混凝土收缩、徐变、日照等环境因素影响显著的桥梁结构; 5 施工过程存在体系转换的重要桥梁结构; 6 对沉降和变形要求严格的桥梁结构。 7.1.2 对特别重要的特大桥,应进行使用期间监测。 7.1.3 除本规范第7.1.2条规定,设计文件要求或其他规定应进行使用期间监测的桥梁结构外,满足下列条件之一时,桥梁结构宜进行使用期间监测: 1 主跨跨径大于150m的梁桥; 2 主跨跨径大于300m的斜拉桥; 3 主跨跨径大于500m的悬索桥; 4 主跨跨径大于200m的拱桥; 5 处于复杂环境或结构特殊的其他桥梁结构。 7.1.4 桥梁结构施工期间应对重要大型临时设施进行监测,其他监测项目应根据工程特点按表7.1.4进行选择。 7.1.5 桥梁结构使用期间监测项目应根据结构特点按表7.1.5进行选择。 7.1.6 不同类型桥梁使用期间监测要求应符合本规范附录B的规定。

表7.1.4 施工期间监测项目

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注:1 ★应监测项,▲宜监测项,○可监测项; 2 有推力拱桥的拱脚水平位移应设置为“应监测项”。

表7.1.5 使用期间监测项目

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注:1 ★应监测项,▲宜监测项,○可监测项; 2 车辆荷载指交通监测。

7.2 施工期间监测

 

Ⅰ 基础沉降监测

7.2.1 连续梁桥的墩台、拱桥的拱脚、斜拉桥或悬索桥的桥墩和索塔、所有类型的高速铁路桥梁的墩台均应进行施工期间的沉降监测。 7.2.2 沉降监测应反映荷载及荷载作用变化、结构体系转化等情况。

Ⅱ 变形监测

7.2.3 施工期间的变形监测可包括轴线监测、挠度监测、倾斜变形监测。 7.2.4 高度大于30m的索塔、大于15m的墩台施工时,应进行水平度和垂直度监测。 7.2.5 应对悬臂施工主梁的水平向和竖向变形进行监测。 7.2.6 变形监测时应停止可能对监测结果造成影响的桥上机械作业。对于缆索安装、悬臂施工对日照比较敏感的施工过程,变形监测应考虑日照影响,并进行修正。 7.2.7 变形监测的监测频次除应符合本规范第4.3.11条规定外,尚应符合下列规定: 1 桥梁体系转换施工过程、节段施工新增节段过程中,应连续进行变形监测; 2 整体浇筑或吊装的桥梁应至少在增加荷载的50%和100%时各监测一次。

Ⅲ 应变监测

7.2.8 监测的关键构件及其关键部位宜包括特征位置构件、吊杆或吊索、斜拉索、主缆,施工过程中内力变化较大构件,反映构件受力特性的关键位置,受力复杂的局部位置。 7.2.9 复杂支架、扣塔及吊塔施工过程中的主要临时设施应进行应变监测。 7.2.10 应变监测的频率除符合本规范第4.2.6条规定外,尚应符合下列规定: 1 节段施工的桥梁在新增节段过程中,应进行应变监测; 2 体系转换过程中,应进行应变监测; 3 整体浇筑或吊装的桥梁应至少在增加荷载的50%和100%时各监测一次。

Ⅳ 环境及效应监测

7.2.11 环境及效应监测可包括温度、风及风致响应监测。温度监测结果应与变形、应变监测结果进行对比分析。风及风致响应监测应结合结构特点设置相应的预警值。

Ⅴ 其他施工过程的监测

7.2.12 转体施工期间监测应符合下列规定: 1 转体施工时应将转体临时索、塔结构纳入主体结构监测体系,监测应包括搭设、加载、承载及落架全过程; 2 应对主体结构及转体临时结构的力学参数、几何参数及转体速度进行监测。 7.2.13 顶推施工期间监测应将临时结构纳入主体结构监测体系,顶推过程中应对主体结构及顶推临时结构的力学参数、几何参数及顶推速度进行监测。 7.2.14 顶升施工期间监测应符合下列规定: 1 顶升过程中应对顶升速度、同步性和被顶升结构的稳定性进行监测; 2 应根据顶升过程结构的受力特性,确定变形和应变测点。

7.3 使用期间监测

 

Ⅰ 变形监测

7.3.1 使用期间的变形监测项目应包括竖向位移、水平位移及倾角。 7.3.2 变形监测的测点应反映结构整体性能变化,下列部位及项目应进行变形监测: 1 跨中竖向位移; 2 拱脚竖向位移、水平位移及倾角,拱顶及拱肋关键位置的竖向位移; 3 斜拉桥主塔塔顶水平位移,各跨主梁关键位置竖向位移; 4 悬索桥主缆关键位置的空间位移,锚碇或主缆锚固点的水平位移,索塔塔顶水平位移,各跨主梁竖向位移; 5 伸缩缝的位移。 7.3.3 使用期间变形监测的频率应结合桥梁结构的特点以及使用时间确定,不应少于定期检查的频率,特大桥宜进行实时监测。

Ⅱ 应变监测

7.3.4 应变监测测点应结合桥梁结构的受力特点布置。 7.3.5 应变监测应根据使用期间结构应变变化幅值设置预警值。 7.3.6 吊杆或吊索、斜拉索或主缆索力监测应符合下列规定: 1 应在每种规格型号的索中选取代表性的索均匀布置测点; 2 应选取索力最大的索、应力幅最大的索及安全系数最小的索进行监测; 3 测点布置宜包括上游、下游及中跨、边跨。 7.3.7 钢结构桥梁应进行疲劳监测;监测参数可包括疲劳应力及钢结构温度。

Ⅲ 动力响应监测

7.3.8 动力响应监测应兼顾动力特性测试,监测项目可包括结构自振频率、振型及阻尼比。

Ⅳ 基础沉降监测

7.3.9 基础沉降监测应按本规范第7.2.1条执行。

Ⅴ 支座反力与位移监测

7.3.10 支座反力和位移监测应符合下列规定: 1 对于易发生倾覆破坏的独柱桥梁、弯桥、斜桥、基础易发生沉降的桥梁及存在负反力的大跨径桥梁可布置支座反力或偏载监测设备;监测项目应包括支座位移、支座反力或桥梁横向倾斜度; 2 支座反力的监测宜选用测力支座;测力支座在使用前,应重新设置零点,并在支座上加载标准重物,修正支座参数; 3 支座位移的监测应能判定支座脱空情况。采用位移监测设备监测支座位移时,传感器量测方向应平行于支座反力方向。

Ⅵ 环境及效应监测

7.3.11 环境及效应监测应在本规范第7.1.5条的基础上,结合桥梁结构的重要程度及桥址桥位特点,可选择增加腐蚀、雨量及冲刷等监测项目。 7.3.12 风及风致响应监测的测点应布置在主跨桥面和索塔顶处,各个方向无遮挡。 7.3.13 温湿度监测的测点应布置在桥面、钢箱梁、索塔及锚室内部温湿度变化大或对结构影响大的位置。监测参数应包括环境温度、相对湿度及结构内相对湿度。 7.3.14 地震动及船撞响应监测的测点应布置在相对固定不动、接近大地的位置,安装于大桥承台顶部、索塔根部及锚碇的锚室内。 7.3.15 缆索结构体系桥梁可进行雨量监测。进行风雨振动相关分析或有设计要求时,雨量计可布置在桥面及索塔顶位置。同时宜与风速仪等环境监测设备布置在同一位置。监测参数宜包括降雨量及降雨强度。 7.3.16 下列情况宜进行桥梁基础的冲刷监测: 1 依据结构分析或冲刷模型试验,判定冲刷速率或冲刷深度较大的区域; 2 使用过程中,实测冲刷速率大于结构分析结果的区域; 3 冲刷深度已达设计值或超过设计值的区域; 4 后期工程建设对河床造成改变,影响结构原冲刷规律的; 5 不易进行常规冲刷监测或结构冲刷变动剧烈,有必要进行高频量测的区域。 7.3.17 冲刷监测宜选择测深仪、流速仪及具有连续输出功能的水位计进行监测,应依据桥址处最大冲刷深度确定测深仪、流速仪及水位计的量程和精度。 7.3.18 冲刷监测的监测参数可包括冲刷深度、流速及水位。监测测点应根据专项研究报告,桩基类型,选择冲刷最大区域及桩基薄弱区域进行布置。

Ⅶ 车辆荷载

7.3.19 对车流量大、重车多或需要进行荷载静动力响应对比分析的桥梁结构,宜进行动态交通荷载的监测。 7.3.20 交通荷载监测项目可包括交通流量、车型及分布、车速及车头间距。 7.3.21 动态称重系统量程应根据桥梁的限行车辆载重及实际预估车辆载重确定,同时其尺寸选型应考虑车道宽度和车辆轴距。动态称重监测系统应具备数据自动记录功能,并应与其他监测系统的软硬件接口兼容。 7.3.22 测点宜布设在主桥上桥方向振动较小的断面。车轴车速仪与摄像头应相配套,摄像头的监视方向为来车方向。

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8 其他结构

 

8.1 隔震结构

8.1.1 除设计文件要求或其他规定应进行监测的隔震结构以外,满足下列条件之一时,隔震结构应进行施工及使用期间监测: 1 桥梁隔震结构; 2 结构高度大于60m或高宽比大于4的高层隔震建筑; 3 结构跨度大于60m的大跨空间隔震结构; 4 单体面积大于80000㎡的隔震结构。 8.1.2 隔震层测点应设置在隔震层关键部位,施工期间应监测隔震层水平和竖向位移;使用期间尚应监测隔震层及结构顶层的加速度。 8.1.3 隔震支座变形监测可分为隔震支座水平剪切变形监测和竖向压缩变形监测,监测应符合下列规定: 1 施工期间,应对隔震支座的竖向压缩变形进行监测; 2 使用期间,宜对隔震支座的水平剪切变形和竖向压缩变形进行监测; 3 隔震支座正常使用状态下,隔震主体结构施工完毕,应以此时的状态作为初始状态,最大水平剪切变形不应大于50mm,最大竖向压缩变形不应大于5mm; 4 对于设置后浇带的建筑,每一后浇带分区应在中心点和至少一个角点设置测点; 5 施工和使用期间巡视检查中,应确保隔震缝的完整隔离; 6 监测设备可选择全站仪、位移计或单点沉降仪;仪器参数规定可按本规范附录A相关规定执行。

8.2 穿越施工

8.2.1 地下工程穿越既有结构分正穿和侧穿,下列情况应进行穿越施工监测: 1 地下工程正穿既有结构; 2 地铁区间结构、管线侧穿既有结构的监测范围一般为地铁结构及管线外沿两侧各30m范围内。在地铁车站施工地段,监测范围应视车站周围环境和既有结构情况适当加大。 8.2.2 监测项目可分为应监测项目和选监测项目两类。应监测项目包括沉降监测和巡视检查,选监测项目包括应变监测与倾斜监测。 8.2.3 地下工程穿越既有工程结构时,对穿越施工引起周边结构沉降的监测应符合下列规定: 1 城市桥梁,沉降测点应布置在桥墩上,每个桥墩上对称布点数不应少于2个;当不便在桥墩上布点时,可在盖梁或支座上方的梁、板上布点; 2 大型立交桥,每个匝道桥应至少布置一个工作基点,工作基点可布置在影响区以外的相邻墩台上;无相邻墩台时,可将距离最远的测点作为工作基点; 3 建(构)筑物变形监测布置应按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026要求执行; 4 监测期间,每天应进行巡视检查。 8.2.4 应对所穿越的重要结构进行穿越施工期间的实时监测。

附录A 监测设备主要技术指标

A.0.1 加速度传感器的主要技术指标应符合表A.0.1规定。

表A.0.1 加速度传感器的主要技术指标

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A.0.2 速度传感器的主要技术指标应符合表A.0.2规定。

表A.0.2 速度传感器主要技术指标

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A.0.3 地震动及地震动响应监测仪器主要由力平衡加速度计和记录器两部分组成。力平衡加速度计主要技术指标应符合表A.0.1的规定,记录器的主要技术指标应符合表A.0.3规定。

表A.0.3 记录器主要技术指标

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A.0.4 信号采集分析仪由采集卡和分析软件组成,信号采集分析仪的采集卡技术应符合表A.0.4的规定。

表A.0.4 信号采集分析仪采集卡技术指标

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A.0.5 隔震支座水平位移监测传感器技术指标宜符合表A.0.5的规定。

表A.0.5 位移传感器技术指标

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附录B 不同类型桥梁使用期间监测要求

B.0.1 梁式桥使用期间监测应符合下列规定: 1 荷载监测项目可包括温湿度、地震动及船撞响应、动态交通荷载;结构响应监测项目可包括主梁挠度、主梁水平位移、结构动力响应及关键截面应力。 2 梁式桥挠度可利用连通管原理采用静力水准仪或液压传感器进行监测,双向6车道及以上的梁桥应进行主梁扭转监测;梁端部纵向位移宜采用拉绳式位移计进行监测。 3 体外预应力宜采用压力式传感器或磁通量传感器进行监测。 B.0.2 拱桥使用期间监测应符合下列规定: 1 荷载监测项目可包括风荷载、温湿度、地震动及船撞响应、动态交通荷载;结构响应监测项目可包括拱肋变形、桥面系水平位移、结构动力响应、关键截面应力、吊索力及吊杆力。 2 结构空间变形监测应选用合适的监测设备,跨度大于300m的钢拱桥宜在拱顶采用GPS法监测空间变位,桥面挠度宜利用连通管原理采用静力水准仪或液压传感器进行监测;梁端部纵向位移宜采用拉绳式位移计进行监测。 3 系杆拱桥的系杆拉力可采用压力传感器或磁通量传感器进行监测。传感器应在安装前进行校准,并在施工期间完成安装。 4 代表性吊杆力可采用振动传感器或磁通量传感器进行监测。 B.0.3 斜拉桥使用期间监测应符合下列规定: 1 荷载监测项目可包括风荷载、温湿度、地震动及船撞响应、动态交通荷载;结构响应监测项目可包括主梁挠度、主梁水平位移、结构动力特性、索塔变形、关键截面应力、疲劳应力及斜拉索索力。 2 结构空间变形监测应选用合适的监测设备,索塔塔顶变形监测宜采用倾斜仪或GPS法;跨度大于600m的钢主梁斜拉桥或跨度大于400m的混凝土主梁斜拉桥宜在主梁跨中采用GPS法监测整个截面竖向、横向、纵向及扭转位移,挠度可利用连通管原理采用静力水准仪或液压传感器进行监测,双向6车道及以上的斜拉桥应进行主梁扭转监测;主梁端部纵向位移宜采用拉绳式位移计进行监测。 3 斜拉索索力宜采用压力传感器或振动传感器进行监测。压力传感器应在安装前进行校准,压力传感器应在斜拉索张拉前进行安装。 B.0.4 悬索桥使用期间监测应符合下列规定: 1 荷载监测项目可包括风荷载、温湿度、地震动及船撞响应、动态交通荷载;结构响应监测项目可包括主缆变形、主梁水平位移、结构动力特性、关键截面应力、疲劳应力、缆索索力及吊索索力。 2 结构空间变形监测应选用合适的监测设备,主缆变形监测宜采用GPS法,索塔塔顶变形监测宜采用倾斜仪监测或GPS法;跨度大于600m的悬索桥宜在主梁跨中采用GPS法监测整个截面竖向、横向、纵向及扭转位移,挠度可利用连通管原理采用静力水准仪或液压传感器进行监测,双向6车道及以上的悬索桥应进行主梁扭转监测;主梁端部纵向位移可采用拉绳式位移计进行监测。 3 主缆索力可采用压力传感器或磁通量传感器进行监测。传感器应在安装前进行校准,并在施工期间完成安装。 4 代表性吊索、吊杆力可采用振动传感器或磁通量传感器进行监测。 B.0.5 铁路桥使用期间监测系统应具备自动触发功能,能完整记录并存储整列车从上桥到出桥全过程的各项数据。铁路桥使用期间监测可根据实际情况选择下列监测项目: 1 主梁关键构件或部位的应力、变形,支座横向和纵向位移,支座反力; 2 主梁横向和竖向振幅及振动加速度,动挠度,动应力; 3 桥墩横向和纵向振幅; 4 索力; 5 轮轨力,包括脱轨系数、减载率; 6 列车动轴重、速度。

本规范用词说明

1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2)表示严格,在正常情况均应这样做的用词: 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词:采用“可”。 2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录

    1 《工程测量规范》GB 50026 2 《综合布线系统工程设计规范》GB 50311 3 《大体积混凝土施工规范》GB 50496 4 《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497

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