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1、上海崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监测系统初步设计方案上海巨一科技发展有限公司上海市政工程设计研究总院同济大学二七年九月目 录1工程概述12系统总体设计12.1系统总体设计原则12.2系统功能总框架22.3系统硬件总框架32.4系统软件总框架43监测区段及监测内容53.1设计原则53.2上海长江大桥53.2.1实时监测53.2.2定期监测63.3上海长江隧道83.3.1实时监测83.3.2定期监测94监测点及监测方法104.1上海长江大桥104.1.1实时监测104.1.2定期监测234.2上海长江隧道294.2.1测点位置及数量汇总294.2.2实时监测方法及数据要求304.2.3定期监测
2、方法及要求315传感器子系统365.1设备选型原则365.2上海长江大桥365.2.1风速风向365.2.2GPS375.2.3静力水准仪465.2.4索力505.2.5加速度535.2.6光纤传感器555.2.7疲劳计655.2.8大桥部分传感器配置一览表685.3上海长江隧道685.3.1土压力监测685.3.2结构差异变形监测715.3.3重要部位结构受力监测735.3.4钢筋锈蚀程度785.3.5隧道部分传感器配置一览表805.4设备清单805.4.1大桥部分清单805.4.2隧道部分清单826数据采集子系统826.1数据采集模式826.1.1采集模式一836.1.2采集模式二846.
3、1.3采集模式三846.1.4监测内容采集模式汇总表866.2上海长江大桥876.2.1数据采集子系统的功能876.2.2采集模式一886.2.3采集模式二1006.2.4采集模式三1026.3上海长江隧道1056.3.1采集模式1056.3.2采集设备选型1056.3.3各区段设备箱要求说明1096.3.4采集设备汇总1106.4设备清单1106.4.1大桥部分清单1106.4.2隧道部分清单1127数据传输子系统1137.1上海长江大桥1137.1.1传输网络总体设计1137.1.2设备选型1167.1.3设备性能指标、接入设备要求1187.2上海长江隧道1207.2.1数据传输总体设计1
4、207.2.2设备接入需求1207.3设备清单1217.3.1大桥部分清单1217.3.2隧道部分清单1218数据处理和控制子系统1218.1设计原则1218.2数据处理流程与方法1228.3数据管理设计1228.3.1数据存储的基本结构1228.3.2数据存储的基本原则1238.3.3数据管理的实现方法1248.3.4数据库管理软件系统的技术要求1268.4数据处理与控制系统的访问控制1278.5服务器系统的设计1278.5.1服务器系统总体说明及设计原则1278.5.2服务器系统构成及逻辑拓扑1288.5.3服务器技术参数要求及设备选型1308.6服务器系统设备清单1359辅助支持系统13
5、69.1防雷1369.1.1防雷系统概述1369.1.2总体设计考虑1379.1.3设计方案1379.1.4选型设备技术参数1389.1.5防雷设备清单1399.2外场机柜1409.2.1外场工作站机柜条件1409.2.2工作站机柜的设计1409.2.3外场工作站机柜设备清单1449.3中心机房1449.4不间断电源UPS系统1469.4.1总体方案1469.4.2不间断电源负荷计算1489.4.3不间断电源容量计算1489.4.4设备选型技术参数1499.4.5设备型号及列表1509.5电源远程管理及温湿度监测1519.5.1系统设计1519.5.2设备选型及清单1519.6综合布线1529
6、.6.1概述1529.6.2布线系统的组成1529.6.3系统设计的依据和标准1539.6.4上海长江大桥综合布线总体设计1549.6.5上海长江隧道综合布线总体设计1579.7设备清单1609.7.1大桥部分清单1609.7.2隧道部分清单16210软件16210.1业务功能需求描述16310.1.1业务功能总体框架描述16310.1.2业务功能总体数据流程描述16410.1.3数据采集工作站部分数据流程描述16610.1.4数据处理服务器部分数据流程描述17410.1.5数据库服务器部分数据流程描述18510.1.6系统维护计算机（SMC）部分数据流程描述18610.2软件系统划分与设计1
7、8710.2.1软件系统总体划分与技术路线18710.2.2数据采集管理系统（DAMS）设计19010.2.3数据处理与分析系统设计19610.2.4移动维护计算机系统设计21810.3安全性、可靠性和的质量保证技术21910.3.1安全性21910.3.2可靠性22210.3.3质量保证技术22310.4软件清单22811图纸2281 工程概述上海崇明越江通道长江隧桥工程是连接上海浦东、长兴岛和崇明岛的特大型市政工程，该工程采用“南隧北桥”方案，以隧道形式连通浦东和长兴岛，以桥梁形式连通长兴岛和崇明岛。上海长江隧道全长8.955km，其中江中盾构段长约7.472km，衬砌外径达15m，为当前
8、世界之最，上海长江大桥全长9.5km，主要组成部分包括一座主跨730m的主航道斜拉桥，一座140m跨径的预应力混凝土连续梁辅航道桥，各种跨径的混凝土连续梁桥及100m跨等高度钢混凝土结合梁桥。上海长江隧桥工程设计使用寿命为100年，并预留轨道交通线。上海崇明越江通道长江隧桥工程结构健康监测系统（以下简称“上海长江隧桥结构健康监测系统”）通过测量反映隧桥环境激励和结构响应状态的信息，实时、定期监测隧桥结构的工作性能，定时、定量地评价隧桥结构的健康状态，以保证上海长江隧桥的安全运营，为长江隧桥的养护、维修提供科学依据。2 系统总体设计2.1 系统总体设计原则上海崇明越江通道长江隧桥结构健康监测系统
9、是一个集结构分析计算、计算机技术、通信技术、网络技术、传感器技术等高新技术于一体的综合系统工程。为使长江隧桥结构健康监控系统成为一个功能强大并能真正长期用于结构损伤和状态评估，满足隧桥养护管理和运营的需要，同时又具经济效益的结构健康监控系统，遵循如下设计原则：1）遵循简洁、实用、性能可靠、经济合理的指导思想；2）系统设置首先需满足长江隧桥养护管理和运营的需要，立足实用性原则第一，兼顾考虑科学试验和设计验证等方面因素。3）根据结构易损性分析的结果及养护管理的需求进行监测点的布设。4）易损性分析原则考虑以下方面：不同类型的结构受力特点、构件的工作特征；设计时不同类型结构的控制断面、控制点；结构不同
10、类型材料的材料特性、使用特性；结构受外部环境及荷载影响后最易损伤部位；基于既有同类型结构已发生的损伤部位；目前阶段尚未有足够资料验证的关键部位。5）监测与结构安全性密切相关内容，主要监测一些有代表性的结构、必须进行监测的重要结构以及日常养护无法检查或检查非常困难的结构响应。6）从动力、静力、耐久性对结构进行监测，力求用最少的传感器和最小的数据量完成工作；7）以结构位移监测为主，以力、应力、模态分析为辅助。8）系统应具有可扩展性。2.2 系统功能总框架结构健康监测系统功能主要分为四部分：1） 传感器系统：通过传感器来记录结构响应，以模拟或数字信号反馈给数据采集系统；2） 工作站系统：通过调理采集
11、设备采集传感器系统的模拟或数字信号；3） 数据处理和控制系统：实时接收并处理工作站系统采集的数据，并对原始数据和处理后数据进行显示和在线评估及预警。2.3 系统硬件总框架上海长江隧桥结构监测系统硬件由五大部分组成：1） 传感器子系统，由布置在桥梁结构和隧道结构上的各类传感器和专用设备等组成，主要传感器采用后安装方式，安装在结构表面或者在结构表面钻孔埋设；2） 数据采集子系统，由布置在桥梁箱梁内和隧道管片内壁上的调理设备、采集设备、采集计算机和传感器电缆网络等组成；3） 数据传输子系统，由布置在桥梁外场工作站机柜、隧道外场采集设备机箱及监控中心机房内的网络传输设备及网络传输线缆组成；4） 数据处
12、理与控制子系统，由布置在监控中心的小型机系统、服务器系统，以及工作站组成，长江大桥和长江隧道共用一套数据处理和控制子系统。5） 辅助支持系统：由隧桥外场及监控中心辅助上述系统正常运行的设备组成，包括外场机柜、外场机箱、配电及UPS、防雷和远程电源监控等子系统。2.4 系统软件总框架软件系统共分四大部分：1） 数据采集工作站软件：完成数据采集、传输和本地存储的工作；2） 数据处理服务器软件：完成数据接收、控制、数据处理、数据显示、在线评估及预警等工作；3） 数据库服务器软件：完成数据存储和管理工作；4） 系统维护软件：完成系统诊断和调试工作。3 监测区段及监测内容3.1 设计原则实时监测区段选取
13、重要及有代表性的结构，如长江大桥的主航道斜拉桥和105m跨钢-混凝土叠合连续梁桥段；隧道的超深埋段及连接通道处。人工定期监测区段一般覆盖结构全线。监测内容的选取遵循传感器实时监测和人工定期监（检）测相结合的原则，监测内容能够覆盖结构离线评估（结构耐久性、安全性和使用性）的要求。3.2 上海长江大桥3.2.1 实时监测监测区段1监测区段2参照以上设计原则，我们选取上海长江大桥主航道斜拉桥和105m跨非通航孔桥段进行实时监测监测，其中105m跨非通航孔桥段取下行侧PM52PM59，主航道斜拉桥为PM59PM64全部。传感器实时监测内容及监测目的如下。3.2.1.1. 主航道桥序号实时监测内容监测目
14、的1索力斜拉索索力及振幅掌握主要索的索力及加速度振幅情况2变形实时位移掌握大桥主要控制点（塔及梁部）的实时偏位情况3结构温度掌握大桥梁部、塔部主要结构断面的结构温度情况4环境大气温度掌握大桥所处箱梁内外、塔内外的大气温度5风速风向掌握大桥桥面及塔顶风速风向，用以推算大桥结构所受的风荷载6动力振动掌握大桥梁部、塔部结构实时振动响应，用以计算结构模态参数，并用于振动类突发事件的预警7震动掌握大桥主墩承台实时振动响应，用以捕捉船撞、地震、周边爆破等情况下结构的振动响应，设置合理的预警阈值。8应变掌握大桥动静载荷力作用下的结构应力应变情况，用以设置相应预警阈值。9疲劳掌握大桥钢结构疲劳关键点的结构疲劳
15、情况，用以提供离线评估分析结构疲劳寿命。10梁端位移掌握大桥伸缩缝位置梁端实时位移11倾斜掌握大桥梁端实时横向倾斜情况12除湿机状况掌握大桥箱梁内及塔内湿度和除湿机工作状况，远程控制除湿机启停13阻尼器状况掌握大桥阻尼器实时工作状况3.2.1.2. 105m跨叠合梁桥序号实时监测内容监测目的1变形墩台沉降掌握桥段各墩台累积相对沉降，计算相邻墩位之间的差异沉降2跨中挠度掌握桥段各跨跨中相对跨中挠度3结构温度掌握桥段结构温度情况4箱梁内大气温度掌握箱梁内大气温度情况5动力振动掌握桥段结构实时振动响应，用以计算结构模态参数，并用于振动类突发事件的预警6应变掌握桥段动静载荷力作用下的结构应力应变情况，
16、用以设置相应预警阈值7疲劳掌握桥段钢结构疲劳关键点的结构疲劳情况，用以提供离线评估分析结构疲劳寿命8钢筋应力掌握桥段湿接头上排纵向钢筋应力应变情况9除湿机状况掌握桥段箱梁内及塔内湿度和除湿机工作状况，远程控制除湿机启停由于105m跨叠合梁桥湿接头位置未使用纵向预应力筋，因此增加了105m跨连续梁桥湿接头位置的钢筋应力监测。3.2.2 定期监测定期监测涉及上海长江大桥全线，本方案明确了定期监测实施的内容及要求，但其具体实施不包括在本项目内，定期监测的结果数据处理及分析已纳入本系统设计及实施范围。以下是对人工定期监测内容及区段的要求。3.2.2.1. 主航道桥序号定期监测内容监测目的1安全性基础冲
17、刷深度定期对桥位处地形进行测量，取得基础的冲刷断面图等，确定基础的冲刷深度、范围及发展趋势，评估大桥的安全性，为维修提供依据2桥墩的变位定期对主航道桥的每个桥墩进行墩顶变形测量，掌握桥墩的变形情况及发展趋势，评估大桥的安全性3斜拉索索力定期对主航道斜拉桥未进行长期监测的斜拉索索力进行测试4斜拉索探伤定期对主航道斜拉桥的全部斜拉索进行探伤5钢结构焊缝探伤定期对主航道斜拉桥重要部位的钢结构焊缝进行探伤，检测焊缝工作状态6耐久性混凝土强度定期对塔部混凝土结构进行混凝土强度测量，评估大桥的耐久性7碳化深度定期对塔部混凝土结构进行混凝土碳化深度测量，评估大桥的耐久性9使用性桥面线形定期对主航道桥进行桥面
18、线形测量，评估大桥的使用性10其他外观检查桥面状况、混凝土表观状况、伸缩缝状况、支座状况、护栏状况、钢结构状况、斜拉索状况、阻尼器状况、其他设施状况11其他水文、波浪定期对主航道斜拉桥水域进行水文、波浪进行监测，为离线评估海洋动力环境对大桥的影响提供依据12车流量数据定期对车流量进行调查，为离线评估车辆荷载对大桥健康状况的影响提供依据。车流量作为影响桥梁工作状况重要因素，是深入分析评估桥梁状态的重要依据3.2.2.2. 连续梁桥序号定期监测内容监测目的监测区段1安全性基础冲刷深度定期对桥位处地形进行测量，取得基础的冲刷断面图等，确定基础的冲刷深度、范围及发展趋势，评估大桥的安全性，为维修提供依
19、据105m跨叠合梁桥2桥墩的变位定期对监测区段的每个桥墩进行墩顶变形测量，掌握桥墩的变形情况及发展趋势，评估大桥的安全性105m跨叠合梁桥3箱梁应力及挠度定期通过荷载试验的方式对大桥的箱梁应力及挠度进行测量，通过静载试验，判别结构在受到不同静荷载作用时的静态响应是否在预应力混凝土连续箱梁的一般容许值范围内，检验桥梁主体结构的受力状况及桥梁承载能力是否符合设计要求，评估大桥的安全性能105m跨叠合梁桥辅航道桥4动力特性定期通过荷载试验的方式对大桥的动力特性进行测量，评定桥梁承载状态105m跨叠合梁桥辅航道桥5钢结构焊缝探伤定期对主航道斜拉桥重要部位的钢结构焊缝进行探伤，检测焊缝工作状态105m跨
20、叠合梁桥6耐久性混凝土强度定期对全桥所有混凝土连续梁进行混凝土强度测量，评估大桥的耐久性全桥7碳化深度定期对全桥所有混凝土连续梁进行混凝土碳化深度测量，评估大桥的耐久性全桥8钢管桩腐蚀以人工定期检测的方法对主要区段的钢管桩腐蚀情况进行数据采集全桥9使用性桥面线形定期对全桥所有连续梁进行桥面线形测量，评估大桥的使用性全桥10其他外观检查桥面状况、混凝土表观状况、伸缩缝状况、支座状况、护栏状况、其他设施状况全桥11钢结构状况钢结构外观检查105m跨叠合梁桥3.3 上海长江隧道经分析隧道结构的特点，在隧道结构不同埋深位置选取监测断面，并对所有连接通道处设置监测断面。上海长江隧道结构健康监测的监测断面
21、里程及实时、定期监测内容如下文所示。我方建议钢筋锈蚀程度改为定期监测，传感器为预埋安装方式，读数为定期读数，传感器线缆不接入实时监测的网络中。3.3.1 实时监测序号实时监测内容监测目的监测区段1土压力掌握关键截面土压力情况，用以评估结构所受的外荷载情况SK2+374SK7+330XK6+440(下行)2结构受力掌握关键截面及关键结构的钢筋应力情况，用以评估结构受力情况浦东段工作井K0+583SK2+374SK6+428SK7+330BD4暗埋段BD3暗埋段BD1暗埋段长兴岛段工作井XK6+440(下行)3结构差异变形掌握全隧道各联络通道处的三向位移情况K0+482SK1+282/XK1+27
22、9SK2+112/XK2+109SK2+942/XK2+939SK3+772/XK3+764SK4+602/XK4+597SK5+432/XK5+431SK6+262/XK6+261SK7+092/XK7+091K7+9533.3.2 定期监测定期监测涉及上海长江隧道全线，本方案明确了定期监测实施的内容及要求，但其具体实施不包括在本项目内，定期监测的结果数据处理及分析已纳入本系统设计及实施范围。以下是对人工定期监测内容及区段的要求。序号定期监测内容监测目的监测区段1钢筋锈蚀程度掌握关键截面管片内钢筋锈蚀程度SK6+428附近和SK7+330附近任一断面；XK6+440(下行)2直径收敛掌握关键
23、截面隧道直径收敛情况SK2+374SK7+330XK6+440(下行)3河床断面监测及时掌握河床的冲淤变化情况隧道穿越的江面，即长兴岛到浦东之间的江面4水位掌握不同时间段隧道穿越江面的水位高低浦东或长兴岛靠近隧道的岸边5工程总体沉降掌握全隧道总体沉降情况全隧道6地面及大堤沉降掌握隧道出入口附近大堤及地面沉降情况浦东段工作井附近大堤长兴岛段工作井附近大堤注：本图的里程号参考招标文件图纸，正文文字及表格内的里程号参考招标文件的文字内容。4 监测点及监测方法4.1 上海长江大桥4.1.1 实时监测根据上海长江大桥的结构易损性分析的结果，我方在招标文件推荐布点的基础上，对布点做了进一步的优化。4.1.
24、1.1. 布点优化方案4.1.1.1.1. 主航道桥1） 由于辅助墩顶（截面3和截面15）横向结构已采取加强措施，因此取消这两个截面的横向疲劳计，共减少24个钢横向疲劳计；2） 为使辅助墩顶（截面3和截面15）和主塔位置截面（截面5、13）上下行箱梁内顶部钢纵向平均应变更准确，在这四个截面上下行箱梁内顶部中间各加一个钢纵向应变计，共增加8个钢纵向应变计；3） 由于主跨跨中（截面9）横梁主要受力方向为横向，因此取消横梁上的纵向应变计，在这个截面上下行箱梁内顶部中间各加一个钢纵向应变计，同时在该截面箱梁顶部靠近横梁的钢纵向应变计处增加钢横向应变计，共增加2个钢横向应变计，减少2个钢纵向应变计。4）
25、 主跨跨中（截面9），在横梁位置增加4个钢结构横向疲劳计，位置同钢结构横向应变计，原箱梁底板靠外侧的两个横向疲劳计调整到顶板靠横梁的纵向疲劳计处，共计增加4个钢横向疲劳计。4.1.1.1.2. 105m跨连续梁桥1） 为实现105m跨的梁部模态分析，加速度计的布置需做如下调整：、截面7的加速度计应改为截面8处；、截面8及截面2所处桥跨的1/4跨和3/4跨处均增加一个加速度计截面；、每个截面仅安装2个竖向加速度计和1个横向加速度计。；全桥总计6个加速度计截面，共设置12个竖向加速度计和6个横向加速度计。2） 截面8的竖向疲劳计取消，底板两边各加一个钢纵向疲劳计，共减少2个疲劳计；3） 由于105
26、m跨连续梁桥的湿接头位置未布置纵向预应力筋，因此在截面3和截面7的湿接头位置，各增加3个纵向钢筋计，安装位置为湿接头最上排钢筋均匀布置，共增加6个钢筋应力计。详细布点见初步设计方案图纸JC-01JC-19。4.1.1.2. 监测方法及监测数据要求汇总4.1.1.2.1. 主航道桥序号主要监测内容监测物理量监测手段传感器数量采样频率名称单位允许误差设计量程1索力斜拉索索力及振幅索力t10%设计索力-数字式索力计2030分钟/次索温0.2-2070索基频Hz0.5%0.01 Hz-加速度幅值gal0.1gal300gal2变形塔顶及跨中位移三向偏位mm8mm0.5ppm（水平）16mm0.5ppm
27、（竖向）-GPS系统1310Hz3结构温度砼结构温度砼结构温度0.4-2070光纤传感器161分钟/次钢结构温度钢结构温度0.4-2070164环境大气温度气温0.4-207045风速风向风速m/s超声0.01m/s050m/s超声31Hz机械0.17m/s075m/s机械1风向超声 10360-机械 36动力响应振动竖向加速度gal10-6gal500gal伺服式加速度计2250Hz纵向加速度gal10-6gal500gal2横向加速度gal10-6gal500gal8双向加速度gal10-6gal500gal47震动三向加速度gal10-3gal2g28动静载荷力钢应变钢纵向应变1%F.S
28、.1000光纤应变计5020Hz钢横向应变1%F.S.100010砼应变砼纵向应变1%F.S.100089疲劳纵向疲劳次1次107次疲劳计341天/次横向疲劳次1次107次810梁端位移位移mm1%F.S.500mm光纤传感器420Hz11梁端横向倾斜倾角0.12420Hz12阻尼器状况位移量mm视设备情况视设备情况系统集成-视设备情况13除湿机状况相对湿度%0.1%0100%14温度补偿钢结构温度0.4-2070光纤传感器241分钟/次小 计2534.1.1.2.2. 105m跨连续梁桥序号主要监测内容监测物理量监测手段传感器数量采样频率名称单位允许误差设计量程1变形墩台沉降相对沉降mm0.
29、7 % F.S.5cm静力水准仪142次/天2跨中挠度相对挠度mm0.7 % F.S.10cm73结构温度砼结构温度砼结构温度0.4-2070光纤传感器620Hz钢结构温度钢结构温度0.4-207094环境大气温度箱梁内气温0.4-207015动力响应振动横向加速度gal10-6gal500gal伺服式加速度计650Hz竖向加速度gal10-6gal500gal126动静载荷力钢应变钢纵向应变1%F.S.1000光纤应变计2420Hz砼应变砼纵向应变1%F.S.100087疲劳纵向疲劳次1次107次疲劳计31天/次8钢筋应力钢筋应力MPa2MPa拉200，压100 MPa光纤钢筋应力计620H
30、z9除湿机状况相对湿度%0.1%0100%系统集成-视设备状况10温度补偿钢结构温度0.4-2070光纤传感器121分钟/次砼结构温度0.4-20706小 计1144.1.1.3. 监测数据的特殊要求由于结构健康监测系统的大部分传感器采用后安装方式，监测的数值多为相对量的概念，虽然不影响对结构健康长期趋势的把握，但无法获得可以和设计值直接比较的绝对值，一定程度上影响结构健康的离线评估。为此，有必要采取一些措施以弥补这一缺陷，主要的思路是：建立结构健康监测数据与施工监测数据、成桥试验数据的关系，使结构健康监测数据能在一定程度上转换成绝对值。主要监测内容的具体的措施如下。4.1.1.3.1. 结构
31、应变结构应力应变受结构所受荷载的直接影响，为此，在条件允许的情况下，本项目所有结构应变计需考虑在主体结构施工期间同步安装。其中梁部的应变计可以选择一个截面在预制厂安装，以测得结构安装前的应力应变水平，并计算出恒载作用下的应力应变值。塔部应变计在相应安装断面完成结构施工后尽快安装。应变传感器安装完后，进行定期读数，主要读数时间为：传感器安装后、结构安装前后（定期）、成桥试验期间。此外，还需收集施工监测和成桥试验中同截面测点的数据，以做进一步分析。4.1.1.3.2. 索力由于上海长江大桥主航道斜拉桥斜拉索使用阻尼器，会影响使用振动法测得的绝对索力数据的准确性，为此，有必要专项分析成桥后的索力计算
32、公式。在施工阶段，需收集施工监测和成桥试验的检测数据，并在施工监测期间，使用结构健康监测同类手持式索力计同步实测索力数据，与施工监测使用的压力传感器测得的数据做对比。4.1.1.4. 各监测内容测点布置汇总4.1.1.4.1. 主航道桥4.1.1.4.1.1. 索力上海长江大桥主航道桥为两塔三跨、双索面体系斜拉桥，共计斜拉索192根，实时监测其中20根斜拉索。监测拉索监测方法数量主航道桥南侧B23、B17、B1、Z1、Z23共计10根北侧B23、B17、B1、Z1、Z23共计10根数字式索力计振动法监测20索力监测使用数字式索力计，测量原理是振动频率法，采样频率为30分钟/次。4.1.1.4.
33、1.2. 变形上海长江大桥主航道桥实时形变监测主要涉及塔顶2个截面和主梁的边跨跨中、主跨1/4跨、1/2跨、3/4跨5个截面，其中塔顶各布置一个测点，主梁每个截面在两外侧防撞墙外各布置一个测点，总共12个监测点，使用高精度GPS实时动态监测，另需在长兴岛监控中心附近设立GPS基站，即本项目共需设立13个GPS点。为保证动态测量精度，采样频率为10Hz。长江大桥的GPS监测布点位置如下图。4.1.1.4.1.3. 结构温度上海长江大桥主航道桥结构温度监测分梁部和塔部两部分，其中梁部在主跨跨中设置了一个钢结构温度监测截面，在上下行箱梁内壁各均匀布置8个结构温度计，共16个钢结构温度计，用以监测结构
34、不同部位的温度情况，并进一步计算结构形心温度。梁部结构温度监测截面布点位置图如下。塔部分别在PM61和PM62塔梁结合部位置设置了一个砼结构温度监测截面，每个截面在塔壁内外侧四角各设置一个测点，共16个砼结构温度计。塔部结构温度监测截面布点位置图如下。以上结构温度监测均使用光纤温度传感器实时监测，采样频率为1分钟/次。4.1.1.4.1.4. 环境上海长江大桥主航道桥环境监测的内容包括箱梁内外大气温度和梁塔处风速风向。大气温度测点为主梁主跨跨中箱梁内外及PM61主塔内，共计4个大气温度测点；风速风向测点为主梁主跨跨中两外侧防撞墙外各布置一个测点，两主塔塔顶各布置一个测点，共计4个风速风向测点。
35、主航道桥环境监测布点位置图如下。环境监测中，大气温度监测使用光纤传感器，采样频率为1分钟/次；风速风向监测在PM61塔顶使用机械风杯式风速风向仪，PM62塔顶及主跨跨中使用三向超声风速风向仪，采样频率均为1Hz。4.1.1.4.1.5. 动力响应上海长江大桥动力监测分为结构振动响应监测和强震监测两部分，结构振动监测选取主梁各跨跨中及主跨的1/8、1/4、3/8、5/8、3/4、7/8跨处布置竖向及横向加速度传感器，并在两个主塔的塔顶和塔梁结合部下截面各设置一个双向（纵横向）加速度传感器，在塔梁结合部之上的塔截面各设置了一个纵向加速度传感器；强震监测选取两个主塔的承台顶各放置一个三向加速度传感器
36、。监测布点位置如下图。按上图所示，梁部共需设置22个竖向加速度传感器，8个横向加速度传感器，塔部共需设置2个纵向加速度传感器，4个纵横向双向加速度传感器，2个三向加速度传感器。选用伺服式加速度传感器，采样频率为50Hz。4.1.1.4.1.6. 动静载荷力上海长江大桥梁部动静载荷力监测选取了主梁的辅助墩顶、塔梁结合部和主跨跨中共5个监测截面，每个监测截面在两侧箱梁各设置了5个钢结构纵向应变计，其中在主跨跨中截面还布置了10个钢结构横向应变计；塔部动静载荷力监测选取了主塔塔梁结合部各设置4个砼结构纵向应变计。监测布点位置如下图。上海长江大桥主航道桥动静载荷力监测使用光纤传感器，共计50个钢纵向应
37、变计，10个钢横向应变计和8个砼纵向应变计。由于截面3、截面5、截面13、截面15中未设置结构温度计，因此每个截面需增设四个钢结构温度计用于结构应变计所需的温度补偿监测，同截面同高度的结构应变计共享同一个结构温度计的数值，共需设置16个温度补偿用钢结构温度计。所有光纤应变计采样频率为20Hz，用以观测动应变；温度补偿用钢结构温度计可兼做截面结构温度监测用途，采样频率为1分钟/次。4.1.1.4.1.7. 钢结构疲劳上海长江大桥梁部钢结构疲劳监测选取了主梁的辅助墩顶和主跨跨中共3个监测截面，辅助墩顶监测截面在两侧箱梁各设置了6个钢结构纵向疲劳计，主跨跨中截面在两侧箱梁各设置了5个钢结构纵向疲劳计
38、，并在横梁及其附近布置了4个钢结构横向疲劳计。监测布点位置如下图。主航道桥共计设置34个钢结构纵向疲劳计，8个钢结构横向疲劳计，钢结构疲劳监测采用数字化疲劳计，采样频率为1天/次，输出结果是疲劳特征参数。4.1.1.4.1.8. 梁端上海长江大桥主航道桥梁端监测选取斜拉桥伸缩缝位置，上下行各设置一个梁端位移计（伸缩仪）和一个倾斜仪。共计4个梁端位移计和4个倾斜计。监测布点位置如下图。梁端监测内容均使用光纤传感器，采样频率为20Hz。另需设置8个温度补偿用钢结构温度计。4.1.1.4.2. 105m跨叠合梁桥4.1.1.4.2.1. 变形105m跨叠合梁桥实时形变监测主要涉及各跨墩顶及跨中位置，
39、共，主梁每个截面在两外侧防撞墙外各布置一个测点，总共15个监测点，使用静力水准仪连通管的方式进行监测，由于连通管设置的要求，需在墩顶位置设立转换点，所以15个监测点共计布置21个静力水准仪。监测布点位置如下图。静力水准仪采样频率为2次/天。4.1.1.4.2.2. 温度105m跨叠合梁桥温度监测包括箱梁内大气温度和钢及砼结构温度，温度监测截面选取主跨跨中位置，共布设大气温度计1个，钢结构温度计9个，砼结构温度计6个。监测布点位置如下图。以上温度监测均使用光纤温度传感器实时监测，采样频率为1分钟/次。4.1.1.4.2.3. 动力响应105m跨叠合梁桥动力监测为结构振动响应监测，结构振动监测选取
40、主梁的两跨（中跨及90m边跨），在其跨中及1/4、3/4跨处布置竖向及横向加速度传感器。监测布点位置如下图。按上图所示，梁部共需设置12个竖向加速度传感器，6个横向加速度传感器。选用伺服式加速度传感器，采样频率为50Hz。4.1.1.4.2.4. 动静载荷力105m跨叠合梁桥动静载荷力监测选取了中跨跨中、PM56墩顶、边跨跨中及PM58墩顶四个监测截面，每个监测截面在箱梁各设置了6个钢结构纵向应变计、2个砼结构纵向应变计。监测布点位置如下图。上海长江大桥105m跨叠合梁桥动静载荷力监测使用光纤传感器，共计24个钢纵向应变计，8个砼纵向应变计。由于截面3、截面5、截面9中未设置结构温度计，因此每
41、个截面需增设4个结构温度计（2个砼温度计，2个钢温度计）用于结构应变计所需的温度补偿监测，同截面同高度的结构应变计共享同一个结构温度计的数值，共需设置6个温度补偿用钢结构温度计和6个温度补偿用砼结构温度计。所有光纤应变计采样频率为20Hz，用以观测动应变；温度补偿用结构温度计可兼做截面结构温度监测用途，采样频率为1分钟/次。4.1.1.4.2.5. 钢结构疲劳上海长江大桥105m跨叠合梁桥钢结构疲劳监测选取了中跨跨中1个监测截面，在箱梁底板均匀布置3个钢结构纵向疲劳计。监测布点位置如下图。105m跨叠合梁桥共计设置3个钢结构纵向疲劳计，钢结构疲劳监测采用数字化疲劳计，采样频率为1天/次，输出结
42、果是疲劳特征参数。4.1.1.4.2.6. 钢筋应力上海长江大桥105m跨叠合梁桥钢筋应力监测选取了PM56和PM58两个监测截面，在湿接头上排纵向钢筋平均布置3个钢筋应力计。监测布点位置如下图。105m跨叠合梁桥共计设置6个钢筋应力计。由于截面5、截面9中未设置结构温度计，因此每个截面需增设3个钢结构温度计用于钢筋应力计所需的温度补偿监测，共需设置6个温度补偿用钢结构温度计。钢筋应力计和补偿用钢结构温度计均使用光纤传感器，钢筋应力计采样频率为20Hz，温度补偿用结构温度计可兼做截面结构温度监测用途，采样频率为1分钟/次。4.1.2 定期监测4.1.2.1. 连续梁桥4.1.2.1.1. 安全性4.1.2.1.1.1. 基础冲刷深度年度检测以多波速测量的方法进行，测量要求如下：l 冲刷深度测量按照水下地形测量要求进行。测量执行规范：水运工程测量规范JTJ2032001；l 测量比例1:500；l 测量范围：顺桥向在测量区段长度增加100米；横桥向在桥轴线上下游各100米；l 高程系统：85国家高程系统；l 测试方法：采用多波束测深方法；l 每年内施测二次，选择夏季、冬季各测一次；l
