DB34 T 5444-2026 桥梁承载力雷达视觉一体测试技术规程.pdf

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1、 ICS 93.040 CCS P 28 34 安徽省地方标准 DB34/T 54442026 桥梁承载力雷达视觉一体测试技术规程 Specification for bridge bearing capacity testing via integration of radar and vision2026-04-30 发布2026-05-30 实施安徽省市场监督管理局发 布 DB34/T 54442026 I 前言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本

2、文件由安徽省交规院工程智慧养护科技有限公司提出。本文件由安徽省交通运输厅归口。本文件起草单位：安徽省交规院工程智慧养护科技有限公司、安徽省质量和标准化研究院、合肥工业大学、安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司、安徽省交通控股集团有限公司合安高速公路管理中心、安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司、安徽省七星工程测试有限公司、上海市建筑科学研究院有限公司、合肥市公路桥梁工程有限责任公司、安徽省领航水下工程技术研发有限公司、安徽省滨江路桥工程有限公司、安徽省华轩交通建设工程有限责任公司、安徽路达公路工程有限责任公司。本文件主要起草人：梁柱、席进、程华才、贺文宇、程蕾、陈发军、李子兵、程瑶、操川、

3、邢云、袁瑞、杨俊青、付书林、龙钧、沈阳超、鲍传庆、程鹏、闵芳芬、胡升、陈娟娟、陈亮、刘涛敏、张炜、张楠、谷丰文、王帅。DB34/T 54442026 1 桥梁承载力雷达视觉一体测试技术规程 1 范围 本文件规定了在役公路桥梁承载能力雷达视觉一体测试的基本规定、设备与技术要求、现场测试技术、测试数据分析、承载能力状态评估和报告编制。本文件适用于单跨跨径不小于 10 m 且不大于 60 m 的在役公路桥梁的承载能力快速测试与评估。市政等同类型桥梁可参照执行。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

4、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/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求 JTG 5110 公路养护技术标准 JTG 5120 公路桥涵养护规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 JTG H30 公路养护安全作业规程 JTG/T J21-01 公路桥梁荷载试验规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。加载车 loading truck 经过称重和轴距量测，用于桥梁承载能力测试的配有一定重量的车辆。毫米波雷达 millimeter wave radar 电磁波频率范围为 30 GHz300 GHz，工作在毫米波段（波长 1 mm10 mm）的

5、微波雷达。柔度矩阵识别 flexibility matrix identification 利用桥梁影响线信息计算桥梁柔度矩阵的过程。虚拟荷载 virtual load 施加在桥梁柔度矩阵上用于计算桥梁静挠度的模拟车辆荷载。虚拟校验系数 virtual verification coefficient 虚拟荷载下通过桥梁柔度矩阵计算的桥梁静挠度与通过数值模型计算的桥梁静挠度的比值。DB34/T 54442026 2 横向变异系数 coefficient of lateral variation 同一截面横向各测点虚拟校验系数的最大值与平均值的比值。4 基本规定 基于雷达视觉一体法的桥梁承载能力

6、快速测试和评估，除应执行本文件外，还应符合国家和行业现行有关标准的规定。测试人员、设备和技术能力应符合 GB/T 27025 的规定。测试现场作业安全组织和管理应符合 JTG H30 的要求。测试工作不得对桥梁结构造成损伤。测试周期应符合 JTG 5110 的要求，且宜符合下列规定：a)技术状况等级为 2 类的桥梁宜每 5-6 年测试 1 次；技术状况等级为 3 类或主要部件及以上的桥梁宜每 2-3 年测试 1 次；b)主要部件损伤的桥梁，经加固修复后，宜在开放交通前进行测试验证。5 测试设备与技术要求 一般规定 5.1.1 测试设备由加载车、雷达设备、视觉设备和数据处理设备组成。5.1.2

7、测试设备应符合检定/校准要求，具备良好的稳定性、耐久性和抗干扰性。5.1.3 测试设备的精度、量程和采样频率范围应满足本文件测试技术要求。5.1.4 同一次测试宜选用同类型和规格的仪器设备。加载车 5.2.1 加载车宜选用四轴载重车辆。加载车立面、平面布置见图 1。a）立面布置 b）平面布置 图1 加载车立面、平面布置 DB34/T 54442026 3 5.2.2 加载车的技术参数应符合下列规定：a)加载车的总重应符合 JTG D60 的规定，且不得超过桥梁限载吨位；b)加载车的总重应满足本文件 6.2.3 规定的荷载效率要求；c)加载车的最大轴重不得大于 14 t/轴。雷达设备 5.3.1

8、 雷达设备包括毫米波雷达、角反射器和三脚架等辅助设备。5.3.2 毫米波雷达应符合下列规定：a)毫米波雷达由控制模块、发射天线、接收天线和数据采集软件等组成；b)毫米波雷达应对目标区域进行连续采样，通过相邻采样信号间的干涉计算提取形变相位，计算目标测点动挠度；c)采用角反射器测试时，应记录雷达与角反射器的竖向距离 H 或测试距离 R、水平距离 V、角度。雷达与角反射器位置关系见图 2。图2 雷达与角反射器位置关系 d)毫米波雷达测量性能参数及要求应符合表 1 的规定。表1 毫米波雷达测量技术参数及要求 序号 技术参数 技术要求 1 测量 距离 500 m 2 分辨率 距离分辨率优于 0.5 m

9、 3 精度 竖向挠度测量精度0.1 mm 4 动态响应 采样频率 100 Hz 5 延迟时间 50 ms 5.3.3 角反射器应符合下列规定：a)角反射器宜采用金属材料加工制作，结构形式见图 3；b)角反射器的规格尺寸宜根据测试距离选择。角反射器直角边长 L 与测试距离 R 宜符合表 2 相关要求；DB34/T 54442026 4 c)角反射器应安装在测点位置，应与桥梁牢固连接。图3 角反射器示意图 表2 角反射器直角边长与测试距离 序号 测试距离 R（m）角反射器直角边长 L（cm）1 R10 15 2 10R20 20 3 20R50 25 4 50R100 35 5 100R200 5

10、0 视觉设备 5.4.1 视觉设备包括机器视觉测量仪和靶标。5.4.2 机器视觉测量仪应符合下列规定：a)机器视觉测量仪应包括机器视觉智能相机、安装基座、连接管线及配套防护部件；b)机器视觉测量仪应具备本地存储不少于 100 组位移数据与 30 min 视频数据的功能。5.4.3 机器视觉智能相机应具有自动修正转角和距离影响的功能。5.4.4 机器视觉智能相机配置的镜头宜采用可变焦距镜头。5.4.5 机器视觉智能相机硬件技术参数及要求应符合表 3 相关规定。表3 机器视觉智能相机硬件技术参数及要求 序号 技术参数 技术要求 1 环境温湿度 环境温度：-40+60，环境相对湿度：95 RH 2

11、相机分辨率 不低于 38402160 3 测量精度 1/50000 视场 4 位移重复性 0.1 mm 5 光谱范围 800 nm 6 最低照度 彩色模式0.1 lx，黑白模式0.01 lx 7 测量距离 不小于 200 m（配合镜头）8 支持靶标数 不少于 20 个 DB34/T 54442026 5 5.4.6 靶标应符合下列规定：a)靶标分为自发光靶标与外部补光靶标，应具有特征图案的靶面；b)靶面图案应清晰，其尺寸应与机器视觉智能相机的分辨率匹配。数据处理设备 5.5.1 数据处理设备包括数据采集设备、数据传输设备和数据分析与显示设备。5.5.2 数据采集设备应符合下列规定：a)设备应具

12、有自检功能；b)设备宜具有数据备份和恢复功能；c)设备宜具有防水、防尘和防冲击功能。5.5.3 数据分析与显示设备应符合下列规定：a)设备应具有分通道数据截取、数据导出和导入功能；b)设备应具有多通道数据在线和离线显示功能；c)设备应具有断电保护功能，宜具有时钟同步功能。6 现场测试技术 测试内容及环境条件 6.1.1 现场测试包括加载车信息采集和桥梁响应测试，具体包括下列内容：a)加载车信息应包括车辆位置信息和行驶速度；b)桥梁响应应包括各个测点的动挠度。6.1.2 现场测试的环境条件应符合下列规定：a)测试日气温宜处于 535之间，测试时段温差变化不宜超过 5；b)应避免在强风下进行测试，

13、宜在不大于 3 级风下实施；c)应避免在大雨、中雨以及大雾等恶劣天气下进行测试；d)应避免在冲击、振动、强磁场等干扰下进行测试。测试准备 6.2.1 测试前应收集相关的设计、施工、交竣工、运维期检查和加固修复资料，编制详细的现场实施方案，包括技术实施、组织管理和安全保障等内容。6.2.2 测试前应通过桥梁数值模型分析动挠度响应。6.2.3 加载车的车辆信息应按下列步骤进行确定：a)测试前应对加载车进行称重，并应详细记录加载车轴距、轴重、总重，各项数据宜测量 2 次，误差不得超过1，取两次平均值作为设定值；b)测试荷载效率c 宜介于 0.20 0.50 之间，不宜超过 0.50，c 应按式（1）

14、计算确定：()cc1SS=+(1)式中：cS 加载车荷载作用下控制截面挠度的最大效应计算值；S 控制荷载产生的同一加载控制截面挠度的最不利效应计算值；按 JTG D60 取用的冲击系数值。6.2.4 加载车路线方案应按下列要求进行：DB34/T 54442026 6 a)加载车的行车起点应处于前轴距待测桥梁支点 5 m 外的位置，终点应处于后轴距待测桥梁结束支点 5 m 外的位置；b)测试时宜采用分车道加载方式；当测试条件限制时，可只采取最不利车道加载方式，最不利车道可通过桥梁结构形式和偏载方向计算确定；c)对于多车道桥梁，不宜少于 2 个测试车道；d)各车道测试次数应不少于 2 次。6.2.

15、5 加载车应采用匀速过桥方式，车速不宜超过 10 km/h。6.2.6 雷达设备现场布设应符合以下要求：a)雷达与测试目标点之间应相互通视；b)测试时采样频率应不小于 100 Hz。6.2.7 视觉设备现场布设应符合以下要求：a)视觉测量仪应安装在稳定的位置；b)视觉测量仪的视场应覆盖整个桥面；c)靶标应与测试车粘贴牢固可靠；d)高帧率应不小于 100 fps。6.2.8 正式测试前，应进行预加载和系统调试。控制截面选取与测点布设 6.3.1 桥梁测试控制截面，宜为目标跨 1/2、1/4 或 3/4 截面。6.3.2 主梁动挠度测点的横向布设应反映桥梁横向动挠度分布特征。对于整体式截面，测点不

16、宜少于2 个；对于多梁式（分离式）截面，宜根据横向位置和主梁片数均匀布设，测点数量不宜少于 3 个。测试过程控制与记录 6.4.1 测试过程控制与记录应符合下列要求：a)测试工作宜在封闭交通状态下进行，宜采用单辆加载车在指定车道上移动加载方式；b)测试前应记录测试时间、环境情况、设备编号、记录人和复核人信息；c)测试后应在现场对主要的测试数据进行核查和初步分析，保证测试数据的完整性与合理性。6.4.2 测试过程中出现下列情况，应暂停测试并查找原因，在确认桥梁结构和人员安全后方可继续测试：a)测点挠度超过计算值；b)桥体发生异响或发生其他异常情况。7 测试数据分析 一般规定 7.1.1 测试数据

17、分析应包括数据预处理、影响线识别和桥梁柔度矩阵计算。7.1.2 对于多车道桥梁，应对各测试车道的测试数据分别处理。数据预处理 7.2.1 数据预处理包括加载车数据预处理和动挠度数据预处理。7.2.2 加载车位置应通过连续采集的车辆视频图像确定，流程如下：a)按照固定时间间隔提取视频任意时间段的帧图像；DB34/T 54442026 7 b)处理每一帧图像获取物体框的坐标信息；c)采用图像-空间坐标转换的方法获取车辆实际空间坐标。7.2.3 加载车的位置数据应转换至桥梁的一端支点为原点，顺桥向为正方向的坐标系中。7.2.4 桥梁动挠度数据预处理应包括有效数据提取和时空坐标转换。a)有效数据提取应

18、按照下列步骤进行：1)应对动挠度响应进行检查和评判，并进行异常数据剔除、去趋势项和数字滤波处理；2)数据有效时间段应选取加载车最前车轴上桥与最后车轴下桥之间的时间；3)桥梁有效动挠度响应时程应按式（2）进行修正：()()()00GGqhqtttIIIt=(2)式中：()G t 桥梁有效动挠度响应时程；()0Gt 有效时间段内雷达采集的原始动挠度响应时程；qI 车辆上桥前，无车状态下桥梁动挠度响应的稳定均值；hI 车辆下桥后，无车状态下桥梁动挠度响应的稳定均值；0t 加载车最前车轴上桥与最后车轴下桥之间的时间。b)时空坐标转换应符合下列规定：1)时空坐标转换应依据加载车位置与桥梁有效动挠度响应时

19、程的对应关系，将有效动挠度响应时程()G t 转换为与位置相关的桥梁动挠度响应()G x；2)桥梁动挠度响应()G x 中响应点位置宜通过线性内插的方式保持均匀分布，响应点间距 b不宜小于 0.05 m。影响线识别 7.3.1 影响线识别包括桥梁响应向量构造、加载车信息矩阵构造和反演求解。7.3.2 桥梁响应列向量 G 应由经过预处理的桥梁响应数据构造，向量 G 行数 p 应按式（3）确定：1l+dp=+b (3)式中：l 测试桥梁的总长度；b 响应点分布间距，应依据本文件7.2.4条确定。d 加载车前轴和后轴的距离。7.3.3 加载车信息矩阵 L 应依据下列步骤构造：a)建立维度为 pq 的

20、零矩阵0L，列数 q 应按照式（4）确定：dq=p-b (4)式中：q 加载车信息矩阵列数；DB34/T 54442026 8 p 加载车信息矩阵行数。b)依据式（5）和（6），在零矩阵 L 中填充非零元素：=E+,Lik cki (5)iidwb=(6)式中：k 应在1 q中依次取值；iE 加载车第i轴轴重（加载车前轴为第1轴）；ic 加载车信息矩阵 L 中各列元素 Ei 与1E+i间行号差；id 加载车第i轴与前轴轴距（10d=）。7.3.4 影响线宜按照式（7）反演求解：1()TT=YL LL G (7)式中：G 桥梁响应列向量；Y 待识别影响线中影响系数列向量；L 测试加载车信息矩阵。

21、7.3.5 两次测试识别影响线的相对误差（REY）应按式（8）计算，结果应不超过5；若超过5，应重新测试。11100%REY=121YYY (8)式中：1Y 第1次测试识别的影响系数列向量；2Y 第2次测试识别的影响系数列向量；1 1范数。7.3.6 影响线识别结果分析应包括下列内容：a)计算并对比分析各测点影响线识别结果和数值模型计算结果；b)绘制并分析同截面不同测点影响线识别结果的横向分布情况。桥梁柔度矩阵计算 7.4.1 桥梁柔度矩阵计算所需数据应包括加载车的各轴轴重、轴距和各个测点的挠度影响线。7.4.2 桥梁柔度矩阵计算应按照以下步骤进行：a)根据式（9），将识别的 M 个测点的挠度

22、影响线iY 组装成维度为 NM 的矩阵0W。0|1,2i iM=WYL (9)式中：N 桥梁挠度影响系数列向量的维数。b)根据式（10），计算矩阵 。DB34/T 54442026 9 00T=W W (10)c)提取矩阵 中对应测点位置的列，形成维度为 NM 的矩阵1W d)根据式（11），求解桥梁柔度矩阵 W。011100(,)(,)MNmnTTm nm nMN=WWWWW W (11)7.4.3 两次测试计算的桥梁柔度矩阵的整体相对误差（REW）应按式（12）计算，结果不应超过5；若超过5，应重新测试。100%REW121WW=WFF (12)式中：1W 第1次测试计算的桥梁柔度矩阵；2

23、W 第2次测试计算的桥梁柔度矩阵；FF范数。8 承载能力状态评估 一般规定 8.1.1 承载能力状态评估应在现场测试、数据分析完成后开展。8.1.2 承载能力状态评估流程包括虚拟荷载确定、虚拟校验系数计算和结构状态评估。虚拟荷载确定 8.2.1 虚拟荷载确定应包括加载控制截面的选择和虚拟荷载布设形式设计。8.2.2 虚拟荷载的加载控制截面应按桥梁最不利受力和代表性原则综合确定，应符合本文件 6.3 条规定。8.2.3 虚拟荷载布设形式宜符合 JTG/T J21-01 的规定。8.2.4 虚拟加载效率宜介于 0.951.05 之间。虚拟校验系数计算 8.3.1 虚拟荷载的加载控制截面的挠度应按式

24、13）计算：=0SWf (13)式中：W 桥梁柔度矩阵；f 虚拟荷载列阵；0S 通过桥梁柔度矩阵计算的虚拟荷载作用下桥梁静挠度列向量。8.3.2 虚拟挠度校验系数应按式（14）计算：DB34/T 54442026 10 xSS=(14)式中：S 同式（1）xS 根据测点位置从列向量0S 中提取的测点虚拟静挠度值。8.3.3 同一截面横向变异系数应按式（15）计算：max=(15)式中：max同一截面横向各测点虚拟挠度校验系数的最大值；同一截面横向各测点虚拟挠度校验系数的平均值。8.3.4 虚拟加载试验控制截面的测点虚拟挠度校验系数 应符合表 4 中的常值范围。表4 常见桥梁结构虚拟挠度校验系

25、数常值 桥梁类型 挠度校验系数 钢桥 0.751.00 钢筋混凝土梁桥 0.500.90 预应力混凝土梁桥 0.701.00 钢筋混凝土板桥 0.200.50 结构状态评估 8.4.1 结构状态评估应依据当前测点虚拟挠度校验系数和历次测试数据，开展结构受力状况趋势性分析。8.4.2 当前测点虚拟挠度校验系数应符合 8.3.4 相关规定。8.4.3 结构受力状况趋势性分析应包括以下内容：a)测点虚拟挠度校验系数变化情况；b)截面横向变异系数变化情况。8.4.4 当存在以下情况时，可判定为结构受力状况为趋势性退化：a)测点虚拟挠度校验系数持续变大；b)截面横向变异系数持续增大。8.4.5 结构状态

26、评估应按表 5 的规定执行。表5 结构状态评估 结构状态 状态描述 良好 所有测点虚拟加载挠度校验系数在表4 的常值范围内，且横向变异系数无明显变化趋势。较好 所有测点虚拟加载挠度校验系数在表4 的常值范围内，但 1-3 个测点虚拟加载挠度校验系数接近表5 规定常值上限，且横向变异系数无明显变化趋势。一般 1-3 个测点虚拟加载挠度校验系数超出表4 的常值范围，或横向变异系数存在变化趋势。较差 超过 3 个测点虚拟加载挠度校验系数超出表4 的常值范围，或横向变异系数存在明显变化趋势。8.4.6 当桥梁结构状态被评估为“一般”时，宜适当缩短定期检查周期；当桥梁结构状态被评估为“较差”时，应及时开

27、展桥梁特殊检查，检查项目和内容应符合 JTG 5120 的要求。DB34/T 54442026 11 9 报告编制 测试报告应包括工程概况、测试依据、测试设备、现场测试、测试数据分析、承载能力状态评估以及结论与建议。工程概况应包括测试桥梁的基本信息、设计参数和现状照片。测试依据应包括技术标准、设计文件、历年检查、监测和修复加固等资料。测试设备应包括测试设备的名称、编号、规格型号、主要技术参数和检定/校准情况。现场测试应包括组织分工、加载方式、加载工况、测试截面、测点布设和测试结果。测试数据处分析应包括数据预处理结果、影响线识别和桥梁柔度矩阵计算。承载能力状态评估应包括虚拟荷载确定、虚拟校验系数计算和结构状态评估。结论与建议应明确桥梁结构状态，并给出合理的养护建议。