山区公路混凝土结构桥梁安全风险监测指标体系设计与预警技术指南.docx

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1、山区公路混凝土结构桥梁安全风险监测指标体系设计与预警技术指南1范围本标准规定了山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测的总则、术语和符号、基本规定、桥梁结构安全风险辨识、监测指标体系设计、安全预警与应急响应、安全评估与养管决策技术支持等。本标准适用于XX省内山岭重丘区高速公路和各级普通公路简支梁桥、连续（刚构、T构）梁桥及上承式拱桥等结构型式的普通钢筋混凝土或预应力混凝土桥梁的安全风险监测指标体系设计、安全预警和评估，其他桥梁可参照使用。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

2、本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T21296动态公路车辆自动衡器GB50057建筑物防雷设计规范GB50139内河通航标准GB50982建筑与桥梁结构监测技术规范JTGHll公路桥涵养护规范JTG/TH21公路桥梁技术状况评定标准JT/T10372016公路桥梁结构安全监测系统技术规程JTG/T2231-01公路桥梁抗震设计规范3总则1.1.1 为规范山区公路混凝土桥梁结构安全风险监测系统的监测指标体系设计、安全预警和评估，提高监测系统建设质量，强化预警评估，特制定本指南。1.1.2 桥梁结构安全风险监测是现行公路桥梁养护管理制度的有效补充，应与桥梁经常检查、定期检查和特殊检查形成互

3、补机制。1.1.3 桥梁结构安全风险监测应积极稳妥地应用新方法、新技术和新设备。采用本指南或现行标准之外的新方法、新技术和新设备时，应满足下列条件之一：a）与成熟的方法、技术和设备进行比对试验，结果稳定可靠；b）通过科技成果评价，并经技术适用性论证。条文说明桥梁结构安全风险监测是桥梁工程、传感测试、计算机科学、光电通信、风险管理、物联网、大数据等学科的前沿交叉领域，新方法、新技术和新设备发展迅猛。在确保监测系统建设质量的前提下，鼓励推广应用新方法、新技术和新设备。1.1.4 山区公路混凝土结构桥梁的结构安全风险监测，除应符合本指南的规定外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。4术语和符号4.

4、 1术语下列术语和定义适用于本文件。5. 1.1桥梁结构安全风险监测系统monitoringsystemofbridgestructuralsafetyrisk由安装在桥梁上的传感器以及数据采集与传输、数据处理与管理等软硬件构成，对桥梁荷载与环境作用以及桥梁结构响应进行测量、收集、处理、分析，并对桥梁结构正常使用功能与安全状态进行预警和评估的系统。来源：JT/T10372016,3.14.1.2结构安全风险分析structureIsafetyriskanalysis全面考察桥梁结构受力特点及材料特性、结构既有缺损（或病害）、荷载作用和外部环境变化等因素及其相互作用和直加效应，辨识结构安全事故、

5、风险事件及其对应的风险源,定性或定量分析其发生概率和损失程度，评XX构安全风险等级的方法和过程。4.1.3安全风险等级thelevelofsafetyrisk表征风险对桥梁结构运行安全的综合影响程度。结合风险发生概率和风险损失进行综合评估，分为I级（低度风险）、II级（中度风险）、HI级（高度风险）、IV级（极高风险）共四个等级。4.1.4安全事故StructuraIsafetyaccident在事故树中又称为顶上事件，是结构安全风险分析的最终对象事件。可以是某一特定的结构安全事故，也可是各类结构安全事故的总和。4.1.5风险源risksource在事故树中又称为基本事件或底事件，是桥梁结构本

6、身、荷载作用或环境要素中可能引发结构安全事故的最基本原因。4.1.6中间事件intermediateevent在事故树中位于底事件与顶上事件之间，由风险源引发并可能最终导致结构安全事故的对象事件。4.1.7风险事件riSkevent事故树分析中对顶上事件、中间事件和底事件等对象事件的总称。4.1.8荷载与环境参数loadandenvironmentalparameter表征桥梁结构遭受外部荷载及自然环境作用的指标参数，包括车辆荷载、风荷载、地震动、温度、降雨、地基变位、基础冲刷等。4.1.9结构整体响应structureIglobalresponse在荷载与环境作用下桥梁结构整体的振动、位移、

7、变形和转角等响应。来源：JT/T10372016,3.3,有修改4.1.10结构局部响应structureIlocalresponse在荷载与环境作用下桥梁结构局部或构件的应变、裂缝、支座反力等响应。来源：JT/T10372016,3.4,有修改4.1.11状态特征指标statecharacteristic对单一指标或多项指标的监测数据进行处理分析后得到的表征结构安全状态的基本物理量，也是结构安全预警和评估过程中的基本数据单元。4.1.12阈值threshold与状态特征指标一一对应，表征桥梁结构安全状态值正常变化范围的界限值。4.1.13安全预警safetyforewarning当桥梁结构的

8、状态特征指标超过阈值，并根据预设的专业规则判定其影响结构安全后,向相关责任方发出安全警告的行为。4.1.14预警级别warninglevel表征桥梁结构当前状态对运行安全的影响程度，分为IV级（一般）、In级（较重）、11级（严重）、I级（特别严重）共四个等级，依次用蓝色、黄色、橙色和红色表示。4.1.15安全状态等级thelevelofsafety表征桥梁结构运行安全的水平，分为1类（完好状态）、2类（较好状态）、3类（中等损伤状态）、4类（严重损伤状态）、5类（危险状态）共五个等级。4.1.16定期评估regularassessment为确定桥梁结构整体或局部构件安全状态,对监测数据和人工

9、检查成果进行的周期性分析和评估。4.1.17专项评估specialassessment桥梁遭受地震、滑坡、泥石流、洪水、车船或漂流物撞击、火灾、化学剂腐蚀、超重车辆过桥等突发事件后，为确定桥梁结构整体或局部构件安全状态而进行的分析和评估。来源:JT/T10372016,3.11,有修改4.1.18应急响应emergencyresponse保障桥梁结构安全运行的快速应对措施，包括但不限于：交通管制、专项检查、专项评估、临时加固等。4. 1.19决策技术支持decisiontechnicalsupport根据自动化监测数据和人工检查成果，综合评估桥梁结构安全状态，为制定科学合理的桥梁运营管理方案和

10、养护维修计划提供技术支撑的行为。4.2符号下列符号适用于本文件。4.2.1 阈值设置的有关符号D状态特征指标；切一一容许阈值；P一一状态理想值；Pd区间阈值；R一一区间下限值；P2一一区间上限值。5基本规定5.1.1 桥梁结构安全风险监测应与现行公路桥梁养护管理制度相结合，主要规定如下：a）监测系统应与桥梁检查制度形成互补机制，具体为定期将监测数据及其分析处理结果与经常检查、定期检查和特殊检查结果进行比对和分析，综合评估桥梁结构安全状态；b）监测系统的安全预警与应急响应机制应与桥梁突发事件应急预案配套；c）制定桥梁运营管理方案和养护维修计划时，除应依据桥梁定期检查或特殊检查的评XX果外，还应综

11、合考虑基于监测数据分析得到的桥梁结构安全评估结论和建议；d）宜利用桥梁结构安全风险监测系统建立健全信息化的桥梁技术档案，并及时更新技术数据，保障技术档案真实、完整和使用方便。条文说明现行公路桥梁养护管理制度对发现桥梁结构的缺损（或病害）、及其他运行安全隐患，主要依赖于日常巡查、经常检查、定期检查和特殊检查。桥梁结构安全风险监测系统的建设和长期有效运行，可有效地克服上述人工检查方法的局限和不足，但无论从政策制度层面还是技术经济层面来看，桥梁结构安全风险监测尚不能完全替代现行人工检查手段。准确评估桥梁结构安全状态需要综合监测数据和人工检查结果进行对比分析，形成互补机制。5.1.2 桥梁结构安全风险

12、辨识是安全风险监测的重要前期工作，主要规定如下：a）监测系统建设项目立项时宜将桥梁结构安全风险辨识结果作为重要的立项依据；b）监测指标体系设计时应根据桥梁结构安全风险辨识结果进行监测指标选取和测点布设。5.1.3 桥梁结构安全风险监测系统根据其监测目的、规模和复杂程度可分为以下三类：a） A类一一综合集成监测系统：以桥梁结构整体安全为目的，同时监测多个目标或多种项目的综合集成的长期监测系统；b） B类一一特定目标监测系统：针对某一项或几项特定的结构安全风险，而专门实施的长期监测系统；c） C类一一应急监测系统：针对应急监测任务或特殊监测目标，而临时实施的短期监测系统。条文说明在实标工程实践中，

13、A类监测系统常适用于结构复杂的重要大型桥梁，或服役时间较长、结构技术状况明显下降的桥梁，全面梳理和分析其结构安全风险隐患后，可对多个风险致因进行全面监测和综合评估。B类系统主要适用于针对明确的风险致因而实施的专项监测。此外，由于新建桥梁结构技术状况较好，也可采用B类系统针对其主要关键指标进行专项监测，后期再视实标需要逐步扩展升级为A类监测系统。C类监测系统通常为临时的应急监测任务而设，如为保障交通管制和维修加固期间结构安全和施工安全的临时监测任务。其使用期限因监测任务需求的不同而变化，一般不超过3年。应急监测任务完成后，可拆除设备另做他用，也可视实际需要改造为B类或A类监测系统。5.1.4新建

14、桥梁的结构安全风险监测系统宜与桥梁主体结构同步建设，并与桥梁主体结构同步验收；监测指标体系设计宜兼顾施工监控和成桥荷载试验的技术要求，采取措施使施工期和运营期监测数据保持连续、一致。条文说明桥梁结构施工监控及成桥荷载试脸阶段采集的数据对桥梁运营期监测数据的分析和评估有重要参考意义。若新建桥梁的运营期结构安全风险监测系统与主体结构同步建设，则有条件在部分关键测点上使运营期监测系统的数据与施工监控及成桥荷载试验测试系统的数据建立对应关系，从而达到使施工期和运营期监测数据保持连续和一致的目标。5.1.5监测系统建设与运维的各参与单位应明确责任分工,保障监测系统的持续有效运行,形XX全预警与应急响应的

15、联动机制、以及安全评估与养管决策的支持机制。6桥梁结构安全风险辨识6.1 一般规定6.1.1 监测系统设计时应逐桥进行结构安全风险辨识，A类和B类监测系统宜分别在立项需求分析阶段和监测指标体系设计阶段进行结构安全风险辨识，C类监测系统可在系统方案设计时进行一阶段的结构安全风险辨识。6.1.2 桥梁结构安全风险辨识应全面考察桥梁结构受力特点和材料特性、结构既有缺损（或病害）、荷载作用与外部环境变化等因素及其相互作用和叠加效应，进行充分辨识和综合分析。6.1.3 桥梁结构安全风险辨识可采用专家调查法、事故树分析法、概率分析法、层次分析法、模糊综合评价法等，应根据项目不同工作阶段的分析目标和深度要求，结合具体项目需求选择其中一种方法或多种方法相结合进行综合辨识分析。6.1.4 在立项需求分析阶段和监测指标体系设计阶段，宜分别采用不同的桥梁结构安全风险辨识分析方法，具体规定如下：a）在系统立项需求分析阶段应以评定桥梁结构安全风险等级为目的，可重点辨识主要风险事件并对风险事件发生的概率和损失进行定性分析；b）在监测指标体系设计阶段应以科学选取监测指标、合理优化测点布设方案为目标，宜对结构安全风险进行全面系统的梳理辨识，并对风险事件发生的概率和损失进行定性和定量分