1 范围
本文件界定了公路长大桥梁结构健康监测系统建设应用的术语和定义，确立了总则和监测方案，提供了监测系统建设、维护与应用等方面的指导。
本文件适用于公路长大桥梁（主跨跨径大于等于500 m悬索桥、300 m斜拉桥、200 m拱桥、160 m梁桥）结构健康监测系统的建设与应用，其它需要健康监测的桥梁可参照执行。
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 8566 系统与软件工程 软件生存周期过程
GB/T 8567 计算机软件文档编制规范
GB/T 9386 计算机软件测试文档编制规范
GB/T 15532 计算机软件测试规范
GB 50311 综合布线系统工程设计规范
GB 50343 建筑物电子信息系统防雷技术规范
JT/T 1037 公路桥梁结构监测技术规范
JTG 5120 公路桥涵养护规范
JTG/T 5122 公路缆索结构体系桥梁养护技术规范
3 术语和定义
JT/T 1037界定的术语和定义适用于本文件。
4 总则
4.1 长大桥梁结构健康监测系统的设计和构建遵循“适用、稳定、安全、耐久、经济”原则。
4.2 系统建设需充分考虑与部、省监测数据平台互联互通、数据共享的需求。
4.3 系统建设宜采用大数据、区块链、云技术、AI及InSAR等先进技术。
4.4 对于新建桥梁的健康监测系统，宜与桥梁主体同步设计、同步实施、同步验收、同步运维。
4.5 系统硬件设备包括传感器、数据采集及数据传输设备，其稳定性和耐久性宜满足高寒环境的条件，且考虑下列因素：
a) 传感器：适用性、兼容性和可扩展性；
b) 数据采集设备：具备实时采集、自动存储、自动传输等功能；
c) 数据传输设备：保证数据传输的安全性和可靠性，且提供足够的带宽和数据冗余度。
4.6 系统网络安全等级保护达到二级及以上。
5 监测方案
5.1 概要
监测方案的编制包括但不限于下列因素：
a) 桥梁环境、作用、结构响应、结构变化特征；
b) 桥梁服役期病害规律；
c) 场地供电条件；
d) 桥址通讯条件；
e) 预埋件安装；
f) 检修通道等。
5.2 资料收集
5.2.1 监测方案编制前，需收集的资料包括但不限于：
a) 桥梁设计、施工和验收档案资料；
b) 桥址运营环境条件、交通流状况；
c) 桥梁病害类型、范围和程度；
d) 桥梁检查、维修加固等养护资料；
e) 现场供电及网络状况。
5.2.2 资料收集时需保证资料的真实性、有效性和保密性。
5.3 监测项目
5.3.1 监测内容的确定宜综合考虑桥梁运营环境、受力状态分析、耐久性分析、风险评估结果、部构件技术状况、病害类型与损伤程度、监测应用目标等因素。
5.3.2 综合集成监测系统是为了保证桥梁结构整体安全性，同时监测多个目标或多种项目的长期监测系统，宜按JT/T 1037所描述的各类桥型的监测内容设置。
5.3.3 特定目标监测系统是针对某一项或几项特定的结构安全风险专门实施的长期监测系统，其监测内容见表1。
表1 特定目标监测项目
5.4 测点布设
5.4.1 宜合理利用监测点之间联系和结构的对称性等，优化测点布设。
5.4.2 测点布设宜明确传感器的数量、安装位置、方向等，对于不可更换的测点，宜做冗余设计。
5.4.3 监测测点布设位置和数量，需考虑但不限于以下因素：
a) 桥址环境、所受作用分布；
b) 结构构造特点、静力特性及动力特性；
c) 结构病害特征及分布；
d) 监测项目数据分析和结构状态评估需求；
e) 对于结构既有损伤及缺陷位置，需设置针对性测点。
5.4.4 综合集成监测测点布设见表2。
表2 综合集成监测测点布设
5.4.5 特定目标监测测点布设见表3：
项次 监测目标 监测类别 监测内容 监测选项
12 桥头跳车 路基沉降 桥头路基沉降位移 ●
含水率 台后填土含水率 ●
温度 填土温度 ○
13 锥坡开裂、滑移 含水率 土体含水率 ●
温度 土体温度 ○
温湿度 环境温度、湿度 ○
裂缝 土体裂缝 ●
14 冰撞击 振动 桥墩加速度 ○
结构状况 视频图像 ○
注： ●必选项，○宜选项，◎可选项。
项次 监测内容 布设位置
1 温度、湿度 桥址区 跨中
主梁内、主缆内、锚室内、鞍罩内、索塔内 桥梁湿度变化较大的部位、对湿度敏感的构件
2 雨量 桥梁开阔部位
3 结冰 桥面 桥面易结冰区域的典型位置
缆索 近塔顶
吊杆 主拱
4 车辆荷载 所有车道 路基或有稳定墩柱支撑的混凝土结构铺装层内
5 风速、风向、风压 能监测自由场风速和风向；宜布设于跨中上下游、塔顶、拱顶；悬索桥（≥1500 m）、斜拉桥（≥800 m）需增设测点
6 结构温度 构件温度 根据温度场分布特点、结合结构类型、联长、跨径、构件尺寸、铺装体系、日照情况等综合确定；与结构应变温度补偿测点协同布设
7 桥面铺装层 铺装层内
8 船舶撞击 有船撞风险的水位变动区的桥墩底部、承台顶部
9 地震动 桥岸、承台顶或桥墩底部；护岸、锚碇锚室、近桥址监控中心等自由场地；大跨桥梁考虑地面运动的非一致性
10 位移 主梁竖向 主跨跨中和1/4、3/4主跨、边跨跨中；有扭转监测需求时，同一断面左右幅外侧
主梁横向 主跨跨中
支座 墩顶梁端支座处
梁端纵向 梁端伸缩缝处
塔顶偏位 索塔顶部
拱顶位移 拱顶部
主缆偏位 主跨跨中和1/4、3/4主跨
高墩位移 墩顶
11 转角 塔顶转角 塔顶
梁端转角 梁端主梁
12 应变 主梁、索塔、主拱 根据结构计算分析和易损性分析确定截面和部位
正交异性钢桥面板 车道轮迹线、疲劳热点（顶板、U肋、横隔板）
受力复杂的构件 根据结构计算分析确定三向静、动态应变测点
钢混结合段 应变较大或应力集中处
13 索力 悬索桥吊索 根据索构件的布置形式、规格、型号、长短、索力和应力选取代表性、索力较大、拉索应力变化较大的拉索
斜拉桥斜拉索
拱桥吊杆（索）和系杆
锚跨索股 根据主缆锚固方案、索股布置形式确定，至少包括基准索股
14 支座反力 根据支座类型、构造、安装方式确定；可能出现横向失稳等倾覆性破坏的独柱桥、曲线桥、基础易发生沉降或采用压重设计的桥梁支座
15 振动 主梁竖向和横向 振型峰值点，避开振型节点；至少包括主跨跨中和四分点
主梁纵向 塔梁连接处或支座位置处
索塔 塔顶
索 振幅较大的索，避开索构件振型节点
桥墩 墩顶
主拱 根据主拱振型确定，宜布设在振型峰值点出，避开振型节点
16 冲刷 根据基础冲刷风险分析确定；圆形桥墩不设置上下游两侧；圆端形布设在上下游及侧面最大冲刷位置；冲刷严重宜在周边侧面同断面布置
17 基础变位 锚碇位移 锚体和前支墩角点
桥墩沉降 墩顶
拱脚位移 拱脚承台
18 裂缝 既有典型裂缝或可能发生开裂的区域；结合检查、技术状况评定、养护维修结果确定
19 腐蚀 墩台水位变动、浪溅区混凝土保护层内；根据氯离子浓度梯度测试要求确定位置和数量；结合结构特点、特殊部位、连接位置的腐蚀速率确定
20 断丝 “腐蚀或锈蚀”标度达到3及以上的索；锚头端部或易断丝位置
21 索夹滑移 “错位、滑移”标度达到3及以上的索夹；索夹类型、索夹倾角、螺栓布置形式
22 高强度螺栓状态 检查（测）、技术状况评定结果
23 体外预应力 构造特点和预应力布设形式、位置
24 支座反力 横向失稳发生倾覆性破坏的独柱墩桥梁、弯桥，以及基础易发生沉降、存在负反力等桥梁的关键支座
25 疲劳 根据结构计算分析和结构易损性分析结果，布设在易于或已出现疲劳破坏初期征兆的部位
项次 监测目标 监测类别 监测内容 监测选项
1 寒区环境 结冰 桥面、索结构覆冰 ●
除冰盐 除冰盐 ○
冻蚀 冻蚀 ●
2 盐渍土环境 腐蚀 氯离子浓度 ●
钢筋锈蚀 ●
硫酸盐浓度 ○
侵蚀深度 ●
3 结构性裂缝 裂缝 裂缝宽度 ●
裂缝长度 ○
腐蚀 氯离子浓度 ◎
侵蚀深度 ◎
温湿度 环境温度、湿度 ◎
4 薄壁高墩 温度梯度 结构温度 混凝土构件温度 ●
应变 桥墩混凝土应变 ●
位移 桥墩顺桥向位移 ●
桥墩横桥向位移 ●
5 支座损伤 温湿度 环境温度、湿度 ●
位移 支座位移 ●
车辆荷载 所有车道车重、轴重、轴数、车速 ○
所有车道车流量 ○
6 基础冲刷 基础冲刷 基础偏位 ●
冲刷深度 ●
7 桩基冻拔 位移 基础竖向位移 ●
基础横向位移 ●
振动 墩顶加速度 ○
温度 基础土体温度 ●
含水率 土体含水率 ○
8 不均匀沉降 位移 基础位移 ●
振动 墩顶加速度 ○
含水率 土体含水率 ○
9 铺装层开裂 结构温度 铺装层温度 ●
紫外线强度 紫外线强度 ○
腐蚀 氯离子浓度 ○
侵蚀深度 ○
裂缝 主梁裂缝 ●
车辆荷载 所有车道车重、轴重、轴数、车速 ◎
所有车道车流量 ◎
10 桥面渗水 桥面状况 视频图像 ○
11 伸缩缝病害 位移 伸缩缝位移 ●
温湿度 环境温度、湿度 ●
