1、 江苏省地方标准城市桥梁数字孪生监测系统设计标准Standard for the design of digital twin monitoring system for urban bridgesDB32/T 52672025主编单位:东南大学无锡市市政和园林局批准单位:江苏省住房和城乡建设厅江苏省市场监督管理局实施日期:2026年5月1日 2026 南京江苏省地方标准城市桥梁数字孪生监测系统设计标准Standard for the design of digital twin monitoring system for urban bridgesDB32/T 52672025主 编 单 位
2、 东南大学无锡市市政和园林局责 任 编 辑 宋华莉出 版 发 行 东南大学出版社出版社地址 南京市四牌楼2号,邮编:210096出版社网址 http:照排 江苏卓越商务有限公司印刷 南京碧峰印务有限公司开本 850 mm1 168 mm 1/32印张 2.875字数 73千字版次 2026年1月第1版印次 2026年1月第1次印刷统 一 书 号 75641604定价 34.00元图书如有印装质量问题,可随时寄印刷厂调换。前 言根据省住房城乡建设厅关于下达2022年度江苏省建设系统科技项目和工程建设标准编制修订项目的通知(苏建科2022145号)的要求,编制组广泛调研,总结实践经验,在广泛征求意
3、见的基础上,制定本标准。本标准于2025年11月5日经主管部门批准发布,自2026年5月1日起实施。本标准共7章,主要技术内容包括:1 总则;2 术语;3监测系统总体设计;4 监测内容与测点布置;5 数据管理;6数字孪生模型与接口设计;7 桥梁数字孪生评估与决策。本标准由江苏省住房和城乡建设厅负责管理,由东南大学(地址:南京市东南大学路2号;邮政编码:211102)负责具体技术内容的解释。各单位在执行过程中若有修改意见或建议,请反馈至江苏省住房和城乡建设厅科技发展中心(地址:南京市鼓楼区草场门大街88号江苏建设大厦8楼;邮政编码:210036)。本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人
4、主 编 单 位:东南大学、无锡市市政和园林局参 编 单 位:无锡市城市重点建设项目管理中心无锡市市政公用产业集团有限公司无锡市市政设施管理中心无锡市市政设施建设工程有限公司主要起草人:熊 文 王兰兰 付永强 朱彦洁 夏 斌 吴敏红 杨 炜 王永友 蔡春声 汤丽立 张一斌 钱 钧 陶舒行 张国春主要审查人:艾 军 秦永刚 张 晖 付一小 章世祥目 次1 总则12 术语23 监测系统总体设计4 3.1 一般规定4 3.2 单桥数字孪生监测系统设计原则6 3.3 桥梁群管理系统设计原则94 监测内容与测点布设11 4.1 一般规定11 4.2 监测内容12 4.3 测点布设13 4.4 监测设备1
5、55 数据管理19 5.1 一般规定19 5.2 数据编码 19 5.3 数据存储与预处理 20 5.4 数据交互与共享 21 5.5 数据安全 216 数字孪生模型与接口设计22 6.1 一般规定22 6.2 数字孪生建模22 6.3 数据接口设计24 6.4 桥址环境构建257 桥梁数字孪生评估与决策26 7.1 一般规定261 7.2 桥梁荷载水平评估26 7.3 桥梁静动力状态评估27 7.4 阈值体系与警报28 7.5 养护决策30附录 A 城市各体系桥梁数字孪生监测内容推荐表32附录B 城市特殊结构桥梁案例:某大桥数字孪生监测系统47附录C 实时数据传输协议52附录D 数字孪生监测
6、系统结构状态评估方法62本标准用词说明66引用标准名录67条文说明692Contents1 General provisions12 Terms23 Overall design of monitoring system4 3.1 General requirements4 3.2 Design principles of single bridge digital twin monitoring system6 3.3 Design principles of bridge group management system94 Monitoring content and measuremen
7、t point layout11 4.1 General requirements11 4.2 Monitoring content12 4.3 Measurement point layout13 4.4 Monitoring equipment155 Data management19 5.1 General requirements19 5.2 Data encoding 19 5.3 Data storage and preprocessing 20 5.4 Data interaction and sharing121 5.5 Data security216 Digital twi
8、n model and interface design22 6.1 General requirements22 6.2 Digital twin modeling22 6.3 Data interface design24 6.4 Bridge site environment construction2537 Bridge digital twin evaluation and decision26 7.1 General requirements26 7.2 Bridge load level assessment26 7.3 Bridge static and dynamic sta
9、tus assessment27 7.4 Threshold system and alarm28 7.5 Maintenance decision30Appendix A Table of recommended digital twin monitoring con-tent for urban bridges32Appendix B Case study of special urban structure bridges:digital twin monitoring system for a bridge47Appendix C Real-time data transmission
10、 protocol52Appendix D Structural status assessment methods for digital twin monitoring system62Explanation of wording in this standard66List of quoted standards67Explanation of provisions 6941 总 则1.0.1 为规范城市桥梁数字孪生监测系统的设计、评估与决策方法,提高工作的科学性和合理性,制定本标准。1.0.2 本标准适用于江苏省内新建和在役城市桥梁数字孪生监测系统的设计、评估与决策。1.0.3 城市桥
11、梁数字孪生监测系统的建设除执行本标准外,尚应符合国家及江苏省现行相关标准的规定。1成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A182 术 语2.0.1 桥梁结构监测 bridge structural monitoring对桥梁的设定参数进行连续、自动测量和记录,获取桥梁环境参数、荷载作用、结构响应与结构变化的定量数据。2.0.2 数字孪生 digital twin特定目标实体的数字化表达,具有保证物理状态和虚拟状态之间以适当速率和精度同步的数据连接。2.0.3 数字化表达 digital representation使用数字技术将物理实体、概念
12、或信息转化为数字形式的过程。2.0.4 数字化建模 digital modeling使用计算机软件和工具创建数字化模型,以模拟物理实体、系统或概念的外观、结构和行为。2.0.5 稳定性 stability桥梁数字孪生监测系统具备在动态环境条件下维持系统性能平衡状态的能力,以及在部署完成后具备稳定运行及信息交互的能力。2.0.6 超限阈值 alarming threshold对环境、作用、结构响应、结构变化以及关键结构构件可能出现的各种级别的异常或风险,所设定的监测测点数据临界值。2.0.7 数字化底座 digital infrastructure基于现代化技术架构的数字基础设施,包括一个或多个
13、组件,如数据平台、云平台、物联网平台、人工智能平台和监控平台等。2.0.8 频响特性 frequency response characteristics2成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18桥梁数字孪生监测系统在正弦信号激励下,稳态响应随信号频率变化的情况。2.0.9 可靠性 reliability桥梁数字孪生监测系统具备持续无故障运行并保持所需性能的能力。2.0.10 容灾备份 disaster recovery backup一种综合性的数据处理和恢复策略,旨在确保数据和业务在遭受重大灾难性事件或人为错误后,仍能保持其完整性和可用
14、性。2.0.11 元数据 metadata关于数据的数据,是指数据的标识、覆盖范围、质量、空间和时间模式、空间参考系和分发方式等信息。2.0.12 养护决策 maintenance decision基于桥梁数字孪生系统的监测数据和分析结果,制定一系列维护、修复和加固桥梁结构的策略和行动计划。3成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A183 监测系统总体设计3.1 一般规定3.1.1 根据桥梁的类型、规模及重要程度,符合以下条件的城市桥梁宜进行数字孪生监测系统设计:1 多孔跨径总长在1 000 m 及以上或单孔跨径在150 m 及以上的桥梁;2
15、 位于交通枢纽的桥梁、景观桥或吊杆拱桥等特殊结构桥梁;3 城市桥梁状况指数BCI小于80的病桥、危桥,桥梁状况指数的计算按 城市桥梁养护技术标准CJJ 99执行。3.1.2 桥梁数字孪生监测系统应具有实时监测、数据分析、安全评估、超前预警以及管理决策等功能。3.1.3 桥梁数字孪生监测系统的总体目标是通过集成桥梁结构数据、环境数据、传感器数据等多源信息,建立桥梁的虚拟数字模型,以实现桥梁安全状态的实时监控、预警、预测和决策支持。3.1.4 桥梁数字孪生监测系统宜包括数据采集系统、数据传输系统、数据分析与决策支持系统及应用系统四个子系统,各子系统按下列要求执行:1 数据采集系统负责从桥梁各监测点
16、采集传感器数据及环境数据,并进行数据预处理;2 数据传输系统通过无线通信或有线网络将采集的数据传输至数据存储和处理平台;4成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A183 数据分析与决策支持系统对采集的数据进行处理、分析、建模,并提供安全状态评估、风险预测、生命周期分析等功能;4 应用系统包括用户界面、报警系统、可视化展示、报告生成等功能模块。3.1.5 桥梁数字孪生监测系统宜具备自身故障诊断、预警及资源管理功能,同时应定期对系统进行检查;对于桥梁,群宜建立统一监控中心,集中管理和分析桥梁监测数据,提供实时安全评估和决策支持。3.1.6 桥梁数
17、字孪生监测系统的总体设计应遵循以下原则:1 桥梁数字孪生监测系统、监测设备以及监测数据的存储、分析和处理能力应具备良好的可复用性与可扩展性,系统架构应支持灵活配置和模块化设计;2 桥梁数字孪生监测系统应具有兼容性,系统软件架构、数据库、应用组件宜采用开源技术,支持与外部系统的互联互通,同时应具备实时展示监测数据和结构状态的能力;3 桥梁数字孪生监测系统应确保长期运行的稳定性,避免因设备故障或数据丢失导致的监测中断,应支持实时数据采集与处理,提供快速响应的报警机制和决策支持;4 桥梁数字孪生监测系统在部分设备故障或数据丢失的情况下,也应保证系统的正常运行和数据的完整性,同时应具备防止外部非法入侵
18、或数据篡改的能力;5 桥梁数字孪生监测系统应稳定可靠、经济实用,具备便于维护和扩容的特点,设计应考虑系统的生命周期成本,选用成熟的技术和设备。3.1.7 桥梁数字孪生模型的评估应遵从系统性、通用性、可操作性及拓展性原则。3.1.8 新建桥梁的数字孪生监测系统宜与桥梁土建、机电工程5成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18同步设计、实施、验收;在役桥梁的数字孪生监测系统宜结合养护管理需求独立设计、实施、验收。3.1.9 桥梁数字孪生监测系统设计文件宜明确设计方案、桥梁安全评价要点、功能要求、孪生模型建设、工程界面、预留预埋、维护升级等要求。
19、3.1.10 桥梁数字孪生监测系统硬件采购、安装工序与质量控制可按照交通机电工程建设管理程序进行。3.1.11 桥梁数字孪生监测系统的构建宜按照 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求GB/T 22239、信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求GB/T 25070、信息技术 数字孪生 第1部分:通用要求GB/T 4344.1的规定执行。3.2 单桥数字孪生监测系统设计原则3.2.1 单桥的桥梁数字孪生监测系统设计应基于桥梁结构计算、分析、风险评估结果进行,应包括设备选择与系统设计、数据采集与处理方案的选定以及评估算法选择与软件设计。3.2.2 设备选择与系统设计宜包括以下内容:1 桥梁
20、数字孪生监测系统功能要求与总体方案设计;2 监测内容和测点选择、监测方法、设备选型与安装方案;3 桥梁数字孪生监测系统供配电、通信、防雷、防护方案;4 桥梁数字孪生监测系统及其附属设施的预埋件和预留孔洞方案;5 针对桥梁数字孪生监测系统维护的桥梁检修通道设计;6 桥梁数字孪生监测系统硬件的维护更换方案。3.2.3 数据采集与处理方案宜包含系统数据采集、传输、处理与管理方案,以及系统数据分析和超限管理方案。6成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A183.2.4 评估算法选择与软件设计宜包括以下内容:1 数据分析算法的确定;2 桥梁数字孪生监测
21、系统各模块的工作流程、功能设计、详细设计及集成方案;3 桥梁数字孪生监测系统与桥梁主体结构、供配电、通信、监控中心的房建等工程界面划分;4 桥梁数字孪生监测系统软件的扩容升级方案。3.2.5 桥梁数字孪生监测系统的数据采集、数据传输、供配电、通信、防雷、预埋件、预留孔洞方案等应考虑环境因素进行设计。3.2.6 新建、在役桥梁宜为桥梁数字孪生监测系统预留接口。3.2.7 桥梁数字孪生监测系统的设计宜包含监控中心环境、技术要求,宜纳入监控中心房建、机电体系一体化设计。3.2.8 桥梁数字孪生监测系统设计宜给出不同功能硬件的合理使用寿命,以及设备的维护与更换、软件模块更新升级的要求。3.2.9 桥梁
22、数字孪生监测系统硬件设计应符合下列规定:1 硬件设备安装设计方案应避免损伤桥梁主体结构;2 传感器选型应与监测内容、测点布设、监测方法和软件系统相适配,并考虑安装、维护的便易性和易保护性;3 数据采集设备应与传感器、数据采集与传输软件的功能相适配,满足数据同步采集、实时传输要求;4 传感器及数据采集设备应明确“防尘、防水、防雷”指标要求;5 采用自建监控中心的宜配备 UPS电源、恒温空调、门禁安防系统。3.2.10 桥梁数字孪生监测系统各软件模块之间应相对独立、有序融合,方便维护、扩容和升级。7成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A183.
23、2.11 桥梁数字孪生监测系统软件设计宜符合开放性、人性化要求,人机交互友好,操作便捷流畅。3.2.12 桥梁数字孪生监测系统数据采集与传输软件应具备各类传感器信号的自动化采集、实时上传以及原始数据本地暂存功能。3.2.13 桥梁数字孪生监测系统的数据处理与管理软件应符合下列规定:1 数据处理与管理软件应能接收并解析桥梁现场采集的原始数据,并具备数据预处理、特征值提取以及数据持久化存储功能;2 数据处理与管理软件应能定义处理后监测数据的数据单位、数据方向、数据精度,数据单位采用国际标准单位;3 数据处理与管理软件宜根据监测类别设置对应的处理算法,将处理前的原始数据换算成反映桥梁环境、作用、结构
24、响应、结构变化的特征数据;4 数据处理与管理软件宜能够自定义设置、修改各类监测数据的配置参数、处理频率、输出数据格式等;5 针对音视频、图片、文档类非结构化数据,数据处理与管理软件宜设计完整的上传、检索、导出功能,并分类建立单独的存储目录结构。3.2.14 用户界面软件宜满足下列要求:1 用户界面软件宜采用视觉友好的数据看板,界面应能清晰直观地反映数据变化,且符合用户特定使用习惯;2 用户界面软件宜采用浏览器/服务器架构;3 用户界面软件宜具备高频采样数据的实时动态展示功能,宜采用图形化方式展示数据;4 用户界面软件宜具备相关性分析、对比性分析、趋势性8成品尺寸:140*203 版心:105*
25、155(28字28行)2025.11.25 二校 A18分析等统计分析结果展示功能;5 用户界面软件宜具备超限管理提醒功能,提醒方式可采用颜色变化、消息推送、短信提示、声光报警等;6 用户界面软件宜具备传感器设备资产管理功能,可显示传感器类别、型号、采集频率、报警阈值、设备厂家等信息。3.2.15 桥梁数字孪生监测系统的配套工程应符合下列规定:1 采用附着式安装,确需开孔(洞)、焊(胶)接、打磨、切割操作的,应不影响桥梁主体结构安全;2 传感器线缆、光缆、电缆等综合布线设计应按 综合布线系统工程设计规范GB 50311执行;3 桥梁数字孪生监测系统供配电设计应按 供配电系统设计规范GB 500
26、52和 低压配电设计规范GB 50054执行;4 桥梁数字孪生监测的防雷设计应基于桥梁现有主体结构防雷体系,明确区域强电防雷、弱电防雷、等电位连接及接地技术要求,按 高速公路机电系统防雷技术规范GB/T 37048、建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50343执行;3.2.16 桥梁数字孪生监测系统设计宜符合下列规定:1 桥梁主体结构上的预留预埋件安装、开孔开洞后,若对耐久性防腐涂装造成局部损伤,宜进行专业修复;2 桥梁数字孪生监测系统专用的不间断供电回路、系统通信光纤网,宜与桥梁原交通机电系统联合设计。3.2.17 不同桥型桥梁的受力特征不同,监测测点宜根据受力特性及实际需要有侧重地布设。
27、3.3 桥梁群管理系统设计原则3.3.1 对于以中小型桥梁为主的区域桥群,桥梁养护监管部门9成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18宜建设桥梁群的综合监管平台,实现多桥梁数字孪生监测系统的集中式管理,并制定统一的数据格式和接入标准。3.3.2 在设计中应根据不同桥梁群的实际情况、规模及功能需求,有侧重地定制监测平台设计方案,宜符合下列要求:1 针对交通要道上的桥梁群,因交通量对桥梁结构影响大,可设计实时交通流量监测方案,通过传感器和视频监控等手段,分析交通负荷与桥梁响应之间的关系;2 对于城市桥梁状况指数BCI小于80的桥梁,宜针对结构变
28、化(如结构裂缝或基础沉降)进行监测,同时应注意传感器布置对原桥梁结构的影响;3 针对位于潮湿、大风、海水侵蚀、地震等环境中的桥梁群,宜设计专门的环境监测方案,包括对温度、湿度、风速等环境因子的实时监测。3.3.3 桥梁数字孪生监测系统应实现对桥梁服役状态的数字化监测与记录,为数据分析提供数字化载体。3.3.4 桥梁数字孪生监测系统宜能实现路网、区域桥群与单桥基于数字底座的一网统管,构建覆盖多种分析尺度、多个应用场景、多类人群,且充分考虑复杂多层级信息系统的模块体系。3.3.5 桥梁结构监测技术应自主可控。01成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二
29、校 A184 监测内容与测点布设4.1 一般规定4.1.1 监测内容应根据桥梁运行环境、受力状态分析、安全性分析、耐久性分析、风险评估结果、既有病害及监测应用目标确定。4.1.2 监测内容应包括环境、作用、结构响应和性能变化,按公路桥梁结构监测技术规范JT/T 1037执行。4.1.3 各种桥型的城市桥梁监测内容应按附录 A 城市各体系桥梁数字孪生监测内容推荐表执行。4.1.4 监测内容宜符合 公路桥涵养护规范JTG 5120中规定的桥梁永久观测点的要求。4.1.5 桥梁数字孪生监测系统宜覆盖腹板、支座、附属设施等部位。4.1.6 监测测点的布设宜把握环境、作用、结构响应、结构变化等特点,遵循
30、代表性、经济性、实用性的原则,并考虑设备布设条件所受的约束性。4.1.7 桥梁数字孪生监测系统应注意对运营车辆高度及桥梁净高进行监测和预警。4.1.8 结构响应与变化监测的测点宜布置在受力较大、变形较大、易损、影响主要部件安全耐久和结构整体安全的位置,以及已有病害和损伤的位置。4.1.9 对性能退化、损伤劣化严重的城市桥梁,应按 城市桥梁养护技术标准CJJ 99附录D评分等级、扣分表进行评分;对11成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18扣分超过10分且不能及时更换的桥梁构件,宜针对性增加监测测点数量,并保证设备连接可靠。4.1.10 监
31、测测点布设应明确传感器的类型、数量、安装位置和方向,宜可更换;对不可更换的监测测点,宜做冗余布设;对关键部件或关键构件的监测内容,可布设校核测点。4.1.11 监测方法应包括感知方法和数据采集方法,应与桥梁环境、作用、结构响应、结构变化监测内容匹配。4.1.12 传感器与数据采集设备选型应满足监测量程、分辨率、精度、灵敏度、动态频响特性、长期稳定性、环境适应性等要求。4.1.13 监测数据采样频率应满足采样定理,且满足监测数据分析和应用要求。4.2 监测内容4.2.1 监测内容应包含环境监测、作用监测、结构响应监测与结构变化监测等。4.2.2 环境监测内容应包含温度、湿度、降雨量等,根据实际情
32、况可增加桥面结冰监测。4.2.3 作用监测内容应包含车辆荷载、风速、风向、风压、结构温度、地震等,有通航要求的桥梁还应包含船舶撞击监测。4.2.4 结构响应监测内容应包含位移、转角、应变、索力、支座反力、振动等。4.2.5 结构变化监测内容应包含基础冲刷、裂缝、腐蚀、预应力、断丝、螺栓状态等,也可增加反映强度变化、刚度变化、性能变化、支撑系统变化等其他监测内容。21成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A184.3 测点布设4.3.1 桥址区环境温度和湿度的监测测点宜布设在桥梁跨中位置,可根据桥梁结构类型、联长、跨径、构造等增设监测测点。4.
33、3.2 对于桥梁构件封闭空间,温度和湿度监测测点应布设于桥梁结构内、外温度或湿度变化较大和对温度、湿度敏感的部位。4.3.3 降雨量监测测点宜布设在桥梁开阔部位。4.3.4 桥面结冰监测测点宜与车辆荷载视频监测测点同位置,缆、索结冰视频监测测点可布设在近塔顶位置,吊杆结冰测点可布设于主拱相应位置。4.3.5 车辆荷载监测测点应覆盖所有行车道,且宜选择在路基或有稳定墩柱支撑的混凝土结构铺装层内,宜结合视频监测测点获得所有车道的车辆空间分布数据。4.3.6 地震动监测测点宜设一个,宜布设于桥梁桥墩底部或承台顶部,也可布设于近桥址监控中心等自由场地。4.3.7 涉水桥梁基础冲刷监测测点布设,宜根据基
34、础冲刷风险分析确定桥墩断面和测点位置,也可根据桥梁冲刷专题研究确定,宜符合下列要求:1 圆形桥墩宜布设在桥墩上、下游两侧;2 圆端形桥墩宜布设在桥墩上、下游以及桥墩侧面最大冲刷位置;3 冲刷较严重的情况,宜在桥墩周边侧面同断面布设测点。4.3.8 腐蚀监测测点宜布设在墩台水位变动区、浪溅区的混凝土保护层内,测点位置、数量可根据氯离子浓度梯度测试要求确定。31成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A184.3.9 应变监测测点宜符合下列规定:1 主梁、主拱等关键构件截面静态和动态应变监测测点位置和数量宜根据结构计算分析和易损性分析,选择受力较大
35、的关键截面、部位布设;2 正交异性钢桥面板动态应变监测测点宜选择在重车道或行车道车轮轮迹线对应位置,宜布设在顶板、U 肋和横隔板等构件的交接位置;3 受力复杂的构件截面和部位,宜布设三向静态和动态应变监测测点;4 钢混接合段宜布设应变监测测点,可布设在应变较大和应力集中处。4.3.10 结构位移监测测点布设应满足下列规定:1 主梁竖向位移监测测点应在主跨跨中和1/4主跨、3/4主跨、边跨跨中处布设,对于宽幅桥面、中央索面或其他具有扭转监测需求的主梁,宜在同一断面左右幅外侧位置布设监测测点;2 主梁横向位移监测测点应在主跨跨中布设;3 支座位移、主梁梁端纵向位移测点宜布设在墩顶梁端支座处,宜根据
36、不同支座的功能和类型选择支座位移测量方向;4 对于上部结构受沉降影响敏感或者可能受穿越工程影响的墩台,应布设竖向沉降及倾斜监测测点,同时对横向布置的各墩柱布设监测测点;5 桥台横向监测测点的布置间距应根据桥台宽度确定,不少于2个;6 拱桥拱脚位移监测测点宜布设于拱脚承台处。4.3.11 支座反力监测测点宜根据支座类型、构造、安装方式确定,宜选择可能出现横向失稳等倾覆性破坏的独柱桥梁、曲线桥以及基础易发生沉降或采用压重设计的桥梁。41成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A184.3.12 结构振动监测测点应符合下列规定:1 主梁竖向和横向振动
37、监测测点应根据主梁振动振型确定,宜布设在振型峰值点处,避开振型节点,应至少包括主跨跨中和1/4主跨、3/4主跨处;2 主梁纵向振动监测测点宜布设在塔梁连接处或支座位置处;3 对于拱桥吊杆(索)等索构件,宜选择振动幅值大的位置布设振动监测测点,测点宜根据索构件振动振型确定,避开振型节点,对索面内和索面外均存在较大振动的情况,可双向布设;4 梁桥桥墩纵向和横向振动监测测点应在桥墩顶部布设;5 主拱振动监测测点应根据主拱振型确定,宜布设在振型峰值点处,避开振型节点。4.3.13 混凝土结构和钢结构裂缝监测测点应依据检查(测)、技术状况评定、养护维修结果确定测点位置和数量,宜对裂缝宽度和长度变化进行跟
38、踪观测。4.3.14 梁桥体外预应力监测测点位置和数量,宜根据梁体结构构造特点和预应力布设形式、位置确定。4.3.15 其他相关测点可按响应较大、测试较敏感的原则确定布设位置。4.4 监测设备4.4.1 车辆荷载监测宜采用动态称重方法,动态称重设备宜采用动态公路车辆自动衡器,设备应符合 动态公路车辆自动衡器 第1部分:通用技术规范GB/T 21296.1的规定;对于有一定柔性的梁体,可采用非破坏桥面、无需埋设压力传感器的车辆荷载影响面反算方法。51成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A184.4.2 桥面风速风向监测传感器选择应满足下列要求
39、1 处于强(台)风区域的桥梁应选择三向超声风速仪,测试参数应包括风速和风向等;2 风速测试量程应大于其安装高度处设计风速的1.2倍,最大允许误差为0.3 m/s;3 主梁两侧应采用同类型风速仪;4 新建桥梁风速风向传感器应安装在专用支架上,支架应具有足够的刚度和强度,与桥体连接牢固,并满足抗风要求,支架伸出主梁边缘水平方向宜大于等于5 m;5 在役桥梁风速风向传感器可安装在桥梁沿线附属设施构件上,但应避免主体结构绕流对风速测试数据的影响。4.4.3 桥梁风压监测传感器的选择应满足下列要求:1 自由场处风压监测宜选择皮托管,皮托管应安装在不受干扰的自由风场处,水平周向每隔30布设一个,皮托管安
40、装于固定支架上;2 主梁风压监测量程宜为-1 000 Pa+1 000 Pa,最大允许误差为0.5%FS,传感器沿主梁截面周向和纵桥向布置,应安装于梁体外表面,气嘴垂直于梁体外表面。4.4.4 加速度传感器量程宜大于2.0 g,灵敏度宜大于等于2.5 V/g,分辨力宜小于等于110-5g,动态范围宜大于等于120 dB,强震仪技术要求宜按照 数字强震动加速度仪DB/T 10执行。4.4.5 地震动监测宜采用力平衡式加速度传感器或强震仪。4.4.6 应变传感器选型应满足下列要求:1 应变传感器标距应与构件材料性质和被测参数精度要求匹配;2 应变传感器量程应大于等于1 000,且静应变传感器量61
41、成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18程应大于等于被测量预计变化范围的1.2倍,动应变传感器量程应大于等于预测被测量变化范围的2倍,分辨力应小于等于1;3 三向静态和动态监测应变测点应选择应变花;4 应变监测应进行温度补偿,安装时应测量记录初始值。4.4.7 静应变监测可采用光纤应变传感器、振弦式应变传感器,动应变监测可采用光纤应变传感器、电阻应变传感器等。4.4.8 位移监测应根据被测桥梁结构、构件和附属设施的构造特点、安装环境,选择传感器类型、精度、位置和安装方式,并满足下列要求:1 梁桥主梁和拱桥竖向位移监测可选用基于连通管原理的
42、压力变送器等,技术指标宜符合 压力变送器检定规程JJG 882的规定,也可选用其他类型满足量程、精度、分辨力要求的位移传感器,或可设置桥梁永久观测点固定测标进行定期量测;2 支座位移、梁端纵向位移宜选用拉线式位移传感器、磁致伸缩位移传感器、激光位移传感器等,位移监测最大允许误差宜不大于0.5%,技术指标宜符合 线位移传感器校准规范JJF 1305的规定;3 不易监测区域的结构和构件位移监测,可选择数字化测试手段,例如三维激光扫描、视频图像、雷达等非接触测试方法,其中,视频图像法符合 交通信息采集 视频交通流检测器GB/T 24726的规定。4.4.9 梁端转角监测宜采用微电子机械系统倾角传感器
43、角度量程宜为-5+5,角度误差不大于0.02。4.4.10 支座反力监测宜采用直接测力的成品测力支座,使用该支座时,误差应小于被测支座标称竖向承载力值的5%。4.4.11 结构振动响应应根据桥梁整体及梁、索结构的动力分析结果、基频、振型等选择传感器,确定振动加速度量程、频响范71成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18围和横向灵敏度。4.4.12 钢结构宜采用力平衡式加速度传感器或电容式加速度传感器,索和混凝土结构宜采用电容式或压电式加速度传感器。4.4.13 振动监测方法应符合 建筑与桥梁结构监测技术规范GB 50982的规定,并满足
44、下列要求:1 宜根据桥梁结构振动的主要参与振型,选择三向、双向或单向加速度传感器;2 主梁、主拱振动加速度传感器量程应大于计算分析振动响应最大值的1.2倍,且宜不小于1g,横向灵敏度小于等于5%,频响范围为0 Hz100 Hz。81成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A185 数据管理5.1 一般规定5.1.1 数字孪生系统宜对数据语义、数据传输协议和数据存储格式进行标准化管理,统一各单体桥梁监测系统的数据规范。5.1.2 数据库设计应遵循数据库系统的可靠性、先进性、开放性、可扩展性、标准性和经济性的基本原则。5.1.3 数据库设计应保证数
45、据的共享性、数据结构的整体性、数据的安全性、数据库系统与应用系统的统一性。5.1.4 数据传输软件应保证监测数据在各子系统和相应的通讯协议之间无障碍传输。5.1.5 数据传输系统应满足在无人值守情况下能够连续运行,满足长期稳定工作的要求。5.1.6 数据管理应具备标准化读取、存储接口,应能保证监测数据的安全性、共享性以及对应用软件的适用性。5.1.7 数据管理宜具备存储展示、搜索查询、报表生成等功能。5.2 数据编码 5.2.1 监测数据宜通过定义数据字典进行编码管理。5.2.2 监测数据宜包括桥梁基础信息数据和监测信息数据。5.2.3 桥梁基础信息数据编码应符合 公路数据库编目编码规则JT/
46、T 132的规定。5.2.4 桥梁监测信息数据宜按照桥梁基本信息、桥梁文件信息、91成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18监测内容基本信息、监测测点基本信息、传感器基本信息、实时监测数据、特征值统计数据、车辆荷载监测数据、视频属性信息、超限报警信息,特殊事件信息,桥梁安全度信息,桥梁评估报告信息进行编码管理。5.3 数据存储与预处理 5.3.1 桥梁结构监测系统数据存储宜分为桥梁现场采集站存储、监控中心计算机机房存储和云存储,宜在线存储,也可离线存储。5.3.2 桥梁现场数据采集站内宜安装采集计算机,采用循环更新存储方式。在网络中断的情
47、况下,现场本地数据存储空间结构化原始数据应大于等于90 d,非结构化视频图像数据应大于等于30 d。5.3.3 监测系统应采用数据库技术存储数据,应提供存储调度、存储监控及存储管理可视化功能。5.3.4 数据库宜采用模块化架构,可按功能对桥梁结构信息、监测系统信息和监测数据进行分层、分类存储和管理。5.3.5 数据库宜包括桥梁结构信息子数据库、监测系统信息子数据库、结构有限元模型子数据库、实时数据子数据库、数据分析子数据库、监测应用子数据库等。5.3.6 监测系统宜采用容灾备份机制,具备各类数据压缩存储和异地备份功能。5.3.7 传感器感知的信号应进行调理、预处理,原始监测数据信号应选择对应的
48、处理算法,宜采用阈值法、平均值法以及其他滤波算法。5.3.8 数据异构转换应支持感知控制设备或系统通信协议,支02成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)2025.11.25 二校 A18持解析指定的感知数据包和控制数据包,支持通过协议转换模块进行数据结构转换,实现感知控制设备与网关或系统之间的数据互通。5.3.9 数据提取宜支持全量抽取、增量抽取、基于日志抽取等抽取模式,可支持地理空间信息数据的抽取,支持数据抽取格式和流程的自定义配置。5.4 数据交互与共享 5.4.1 系统数据交互方式可采用数据交换接口、中间存储介质或数据库同步等方式。5.4.2 数据交互应采取权限验
49、证和安全管理措施,数据通过互联网传输时应进行加密传输和身份认证。5.4.3 监测系统与省、部级桥梁监测平台数据交互与共享时,应满足省、部级平台统一的链路、传输、安全技术要求。5.5 数据安全 5.5.1 数据安全应包含数据完整性、数据加密、数据访问权限控制和数据可审计性。5.5.2 对监测系统敏感字段或业务数据应加密存储。5.5.3 通过公网传输监测数据时,应根据管理要求进行加密传输。5.5.4 数据审计应具备监测记录外部用户访问监测数据行为的功能。5.5.5 监测系统应具备数据访问权限控制功能,能够对用户访问权限进行分级管理。12成品尺寸:140*203 版心:105*155(28字28行)
50、2025.11.25 二校 A186 数字孪生模型与接口设计6.1 一般规定6.1.1 桥梁数字孪生监测系统可采用BIM 模型、倾斜摄影模型和三维点云数字模型为载体,构建桥梁安全监测数字化底座。6.1.2 桥梁数字孪生监测系统应结合桥面视频实时监测技术,构建基于机器视觉的车辆特性识别深度学习模型,实现车辆动态追踪孪生可视化映射,可按附录B城市特殊结构桥梁案例:某大桥数字孪生智慧运维系统的B.0.3执行。6.1.3 桥梁数字孪生监测系统中,车辆特性识别应包括车辆类型、车速、车牌、所属车道等目标识别,以及车辆轨迹的动态提取与孪生映射。6.1.4 模型创建、管理、使用及交付应以模型元素作为基本单元。
