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某市政桥梁智能监测施工方案

一、总则

（一）编制目的

某市政桥梁为双向六车道连续梁桥，全长860m，主跨跨径50m，设计荷载为城-A级，承担城市核心区日均5.2万辆车的通行需求。本方案旨在通过部署智能监测系统，实时采集桥梁结构变形、应力应变、振动特性及周边环境参数，实现“隐患预警、风险管控、精准养护”的目标，保障桥梁运营安全，延长使用寿命，降低养护成本。

（二）编制依据

依据《公路桥梁结构监测技术规范》（JTG/T3360-01）、《城市桥梁养护技术标准》（CJJ99）、《混凝土结构健康监测系统技术规范》（GB/T51359）及桥梁设计文件（含结构安全等级、承载能力极限状态要求），结合桥梁运营后“重型车辆通行多、汛期水位变化大、冬季冻融循环”的实际场景编制。

（三）适用范围

适用于该市政桥梁全生命周期智能监测系统的施工，涵盖3大监测维度、8类监测参数：

1. 结构安全监测：梁体应变、位移变形、裂缝发展、振动频率；

2. 环境影响监测：温度湿度、风速风向、降雨量、水位（跨河桥段）；

3. 交通荷载监测：车流量、车型分类、车辆重量、行驶速度。

（四）监测原则

4. 精准布点：优先在桥梁关键部位（主跨跨中、支座处、墩柱底部）布设监测设备，确保数据代表性；

5. 实时传输：采用“5G+物联网”技术，实现监测数据15分钟内上传至云平台，延迟≤10s；

6. 分级预警：设置蓝、黄、橙、红四级预警阈值，预警响应时间≤30分钟；

7. 兼容扩展：预留接口，支持后期新增监测参数（如钢结构腐蚀、桥面平整度）。

二、工程概况与监测难点

（一）桥梁关键参数

8. 结构形式：桥梁为预应力混凝土连续梁桥，共16跨（其中主跨3跨，跨径50m；边跨13跨，跨径30-40m）；主梁采用C50混凝土，截面尺寸为2.2m（高）×12m（宽）；支座采用盆式橡胶支座（承载力5000kN）；墩柱为圆形截面（直径1.5m），基础采用钻孔灌注桩（直径1.8m，深度35m）。

9. 运营环境：桥梁跨越城市内河（汛期最高水位+3.5m，枯水期最低水位-1.2m）；冬季最低气温-10℃，夏季最高气温38℃，年温差达48℃；日均通行重型车辆（载重≥20t）约800辆，占总车流量的1.5%。

10. 潜在风险点：主跨跨中易因长期荷载产生下挠（设计允许最大下挠值L/600，即83mm）；支座处易因温度变化产生位移偏差；墩柱底部易受河水侵蚀导致混凝土碳化；桥面铺装易因重型车辆碾压产生裂缝。

（二）监测施工难点

11. 设备安装难点：主梁底部、墩柱侧面等高空/临水部位（高度8-15m）设备安装需高空作业，受交通通行影响大（需临时占道）；混凝土表面裂缝监测仪安装需精准定位裂缝位置，误差≤5mm。

12. 数据传输难点：桥梁部分桥段位于信号薄弱区（如跨河主跨），5G信号覆盖率仅85%，需增设信号中继设备；监测设备数量多（共128台），数据并发传输易出现拥堵，需优化传输协议。

13. 环境适应难点：户外监测设备需耐受高温、低温、雨水、潮湿等恶劣环境（防护等级≥IP67）；水下水位监测仪需防腐蚀（河水pH值6.5-7.5，含少量泥沙），使用寿命需≥5年。

14. 交通协调难点：桥面交通荷载监测设备（如称重传感器）安装需封闭1-2个车道，施工时间需避开早晚高峰（7:00-9:00、17:00-19:00），需提前报备交管部门。

三、监测系统设计与设备选型

（一）系统架构

智能监测系统采用“感知层-传输层-平台层-应用层”四层架构，实现数据采集、传输、分析、应用的全流程闭环：

15. 感知层：部署各类传感器，采集原始监测数据；

16. 传输层：通过5G、LoRa、光纤等方式，将数据传输至云平台；

17. 平台层：搭建桥梁健康监测云平台，实现数据存储、分析、预警；

18. 应用层：开发Web端、移动端应用，供管理单位查看数据、接收预警、生成养护报告。

（二）监测参数与设备选型

根据桥梁风险点，确定8类监测参数及对应设备，具体如下：

监测类别

监测参数

设备型号

布设位置与数量

技术指标要求

结构安全监测

梁体应变

光纤光栅应变传感器

主跨主梁顶部/底部，每跨8个

测量范围-1500~1500με，精度±2με，分辨率0.1με

位移变形

GNSS位移监测站

桥塔顶部、主跨跨中，共6个

平面精度±3mm，高程精度±5mm，采样频率1Hz

裂缝发展

裂缝宽度监测仪

主梁侧面、墩柱底部，共24个

测量范围0~5mm，精度±0.01mm，支持自动拍照记录

结构振动

三轴加速度传感器

主跨跨中、支座处，共12个

测量范围