DB44∕T 1848-2016 重要建设工程强震动监测台阵技术规范(广东省).pdf

ICS 91. 120.25 P 14 备案号5314仕-2017DB44 广东省地方标准DB44/T 1848一2016重要建设工程强震动监测台阵技术规范Specification of strong motion monitoring array for major construction projects 2016-05-17发布2016-08-17实施广东省质量技术监督局发布1 0644/T 1848-2016 目;欠前言. .皿l范围. 2规范性引用文件3术语和定义4监测台阵的设计与布设.25监测系统组成与技术要求. .46监测系统的测试、安装与验收.57监测系统的竹理与维护.7 s监测记录的存储与处理. . . . . . . . . . . . . . . .7 9监测记录分析与工程结构抗震性能评价. . . .8 附录A强震动监测台阵，系统组成.10附录B远程通讯检查记录表. 11 附录C现场检查记录表.12参考文献.132 DB44/ T 1848-2016 目IJ昌本标准按照GBrr1.1-2009 (标准化工作导则第l部分:标准的结构和编写的规则编制.本标准由广东省地震局提出.本标准由广东省质量技术监督局归口.本标准主要起草单位:广东省地震工程实验中心。本标准参加单位.华南理工大学、防灾科技学院、中山大学、中国地震局地球物理研究所、广东省WTO厅BT通报咨询研究中心.本标准起草人王立新、梁干、妥慧、吴波、郭迅、刘济科、王喜珍、叶春明、王璐玲、张海燕、吕中荣、刘必灯、廖和、余演波、周林仁、赵贤任、王帆、胡星星、朱嘉健、黄定华、周洋、孙帅、李龙君、蔡冠斌.囚3 DB44/ T 1848-2016 重要建设工程强震动监测台阵技术规范l 范围1. 1本标准规定了重要建设工程强震动监测台阵的适用范围、设计与布设、监测系统组成与技术要求、监测系统的测试、安装与验收、监测系统的管理与维护、监测记录的存储与处理、监测记录分析与工程结构抗震性能评价等技术要求。-卢一-强震动监测台阵，其他建2 规范性引用文件下列文件对于本文件.凡是不注JTGrr SL203 3 术语和定义3. 1 3. 2 强震动strongmotion 地震引起的强烈地面运动或工程结构反应.注2改写DBrr10.定义3.1.1.强震动监测strongmotion monitoring 利用仪器记录地震时强烈地面运动和工程结构反应的地震观测。洼改写GBrr18207. 1-2008.定义4.25.的门研究.4 R 0844/T 1848-2016 3. 3 3.4 3.5 3. 6 3. 7 3.8 监测台阵monltorlngarray 根据特定的观测目的，按专门设计布设的多个加l点组合构成的监测网.注改写DLT5416-29，定义4.0.6.自由场地freefield 不受周围环境、建筑和结构振动影响的空旷场地。抗震设防r.!度seismicfortification intensity 按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。注:改写G850011-201O，定义2.1.1.模态参数识别modalparameter identification 利用结构的监测数据识别其棋态频率、振型和阻尼的过程.损伤i只另IJdamage i dent i f i cat i on 利用结构的响应数据来分析结构物理参数的变化，进而识别结构损伤.抗震性能评价seismicperformance assessment 按确定的抗震设防标准，对结构在现有状况下的抗震性能进行评估.4 监测l台阵的设计与布设4.1总体要求4. 1. 1下列新建、扩建、改建建设工程或者设施，应当布设强震动监测台阵2 a)单跨超过200m，或抗震设防烈度VIlI重及以上单跨超过150m的特大桥梁:b)坝高大于100m或库容大于5亿旷的水库大坝，或抗箴设防烈度VIl度及以上的1级大坝、抗震设防烈度vm度及以上的2级大坝;c)抗震设防烈度为VIl、vm、1)(度时高度分别超过150m、120m、30m或大跨屋盖建筑，或抗t，;t设防烈度VIl度四、N类场地上高度超过120m的大型公共建筑.达到上述高度同时属于超限高层建筑工程的优先设置:d)其他结构特殊、对经济社会有重大价值或重要影响的建设工程或者设施.D844月1848-20164.1.2监测台阵设计应综合考虑监测目的和用途、工程结构类型及场地特点、施工难易程度、造价等多方面因素，确定台阵的类型和规模、布设方案、仪器的性能要求、仪器安装和管理维护等。4. 1. 3监测台阵布设应遵循下列原则:a)监测台阵布设时宜进行传感器优化布置研究，并结合结构施工或运营监控合理优化，对于特殊结构或有特殊要求的台阵布设应开展专门研究;b)传感器布设应力求获取完整的结构响应，并区分整体结构的测试和局部关键构件的测试;可合理利用结构的对称性，达到减少传感器的数量;传感器的布设应具备一定的冗余性，便于维护和替换:c)传感器的观测方向应对准被测结构的主轴方向，宜布置在结构主要模态振型的腹点上.d)结构基础处应布置传感器，以记录天然地震动输入，对于大跨度结构，监测台阵应能记录到多点地震动输入-c)对于采取特殊减隔m与控制措施的结构，应在相应部位设宣传感穗，用于监视减震效果.4.2斜拉桥监测台阵布设要求4. 2. 1 苦的布置应在培顶、塔腰布置水平纵桥向、横桥向传感器，在各主搭塔基部分应设置三分量传感器，以记录天然地震动输入.4.2.2梁的布置应沿梁体纵向轴线大致等问隔布置水平横桥向传感器，沿梁翼缘竖直向布置竖向传感器，在梁、培交界处布置水平纵桥向传感器.4.2.3素的布置应尽量在索跨中垂直于索轴线布设传感器，测点宜对称布置.4. 3 ;-索桥监测台阵布设要求悬索桥塔、梁的传感器布置与斜拉桥类似:每条主缆索宣布设三个以上垂直于缆索轴线的现l点:吊杆应在尽量靠近吊杆跨中位置垂直于吊杆轴线方向布设传感榕.4.4日IJ构桥连续梁桥)监测台阵布设要求应在梁体跨中、四分之一跨及墩台顶部布设横桥向、竖向及少量纵桥向传感器.在主墩基础部分应设置三分量传感器，以记录天然地震动输入.4.5钢衍架桥监测台阵布设要求j笠沿梁纵轴线大致等问隔布置横桥向、竖向(沿典缘对称布置)传感器。4. 6拱桥监测台阵布设要求应沿拱、梁纵轴线大致等问隔布笠横桥向、竖向(沿翼缘t称布置传感器.4.7混凝土拱坝监盟11台阵布设要求应首先在坝基和1!Jl顶各布设一组三分量传感器，用以记录天然地震动输入和坝顶地震响应;然后沿坝向大致等问隔在不同标高设置与坝轴线相垂直的水平向传感器，每一标高平面展布可大致均匀布置.重要测点宣布成水平径向、水平切向及竖向三分量传感器.4.8混凝土重力坝和支理由坝监测台阵布ii要求3 6 7 DB44/ T 1848-2016 应在溢流坝段和非溢流坝段各选一个最高坝段或地质条件较为复杂的坝段布设传感器.测点应布置在坝顶、坝坡的变坡部位或者三分之二坝高附近、坝基和河谷自由场地处。布置方向以水平横向为主，重要测点宣布成水平横向、水平纵向及竖向三分量传感器.4.9土石坝监测台阵布设要求应在最高坝段或地质条件较为复杂的坝段布设传感器.坝顶、坝、板的变坡部位、坝基以及自由场地为主要i监测点，有条件时宜布设深孔测点;对重要的溢流建筑物也应布设传感器。测点方向以水平横向为主，重要测点宣布成水平横向、水平纵向及竖向三分量传感器.4.10高层建筑监测台阵布设要求4. 10. 1横向、纵向水平振动的监测，应将水平向传感器沿靠近结构平面刚度中心的竖亘轴大致等问隔布设，每处沿横向和纵向分别布置。布设密度宜不少于每10-15个楼层一处，基底或地下室、水平刚度突变处、接近顶层的位置优先布置。4.10.2横向、纵向弯曲振动的监测，应将垂直向传感器布置于结构远离平面形心的翼端，楼层可同4.10.1.每处横向、纵向对称布置.4. 10.3沿水平面扭转振动的监测，应将水平向传感器布置于结构远离平面形心的翼端，楼层可同4.10.1.每处可仅沿横向或纵向对称布置.4. 11大跨屋盖建筑监泪1)台阵布设要求应在大跨屋盖建筑代表性被丽的支座、跨中和四分之一跨等位宣布置竖向传感器，重要测点宣布成三分量传感器。4. 12场地jj!1)点布设要求应在二程场址自由场地或基岩布设三分量传感器作为参考测点，记录天然地震动输入。5 监测系统组成与技术要求5. 1监测系统的组成监测系统包括监测设备、传输线路、辅助设施和管理中心.监测设备主要包含加速度传感器和记录器:传输线路主要包含加速度传感器与记录器间的通讯介质和记录器与管理中心之间的通讯介质，辅助设施主要包含辅助监视1)设备和供电、道富等辅助观测设施.监测系统组成框阁见附录Ao5.2加速度传感器加速度传感器的主要技术指标应符合DB厅10的要求。5.3记录器记录榕的主要技术指标应符合DBrr10的要求.记录黯主要由控制单元、计时单元、采集单元、记录单元、通信单元、存储单元、供电单元组成，其中计时单元、记录单元、通信单元、存储单元的技术要求如下:4 a)计时单元可采用卫星定位系统校时或网络校时方式，校时精度应优于Imso内部时钟UTC精度应优于5mso记录器守时精度应优于lO-6s;b)记录单元应采用i在续记录方式，具备事件触发记录功能。最大可设采样率应不低于200Hz;0844/T 1848-2016 c)通信单元可采用网络通讯和串口通讯。观测数据传输应支持有线或无线网络实时传输:d)存储单元应具备连续存储至少90天全通道、最高采样率监测数据的能力，宜支持移动介质存储。5.4传输线路加速度传感器与记录器之间应采用高性能屏蔽电缆连接.记录器与管理中心之间应采用有线或无线网络通讯介质传输。5. 5辅助设施有条件时宜配置和安装位移、5.6观测条件和环境5. 7管理中心a)管理中的b) c) d)应具备稳定6 监测系统的测试、安6. 1监测系统的测试6. 1. 1加速度传感器的测试a)常规测试每个传感器均应进行常规测试，测试内容包括:外观检查、功能测试:测试方法按DBrr10和传感器说明书规定的方法执行:b)抽样测试电源应具备满足监测应对传感器进行抽样测试或提供第三方机构测试报告.抽样方法按GB厅2828.1-20121IS02859-1 : 1999的规定执行，测试内容包括:灵敏度、线性皮、测量范围、满量程输出、噪声、动态范围、幅频特性、相频特性、横向灵敏度比的检验、静态耗电电流。测试方法按DBrr10的规定执行。5 8 9 DB44/T 1848-2016 6. 1.2记录器测试a)常规测试每台记录然均应进行常规测试，测试内容包括.本地和远程通讯功能、控制功能;测试方法参照JSGC-03第5.1.2条规定的常规测试方法执行:b)抽样测试应对记录器进行抽样测试或提供第三方机构测试报告.抽样方法按GB月2828.1-2012lIS02859-1: 1999的规定执行，测试内容包括:噪声、动态范围、分辨力、幅频响应、带通滤波器的检验、守时精度、校时精度.测试方法按DBrr10的规定执行.6.2监测系统的安装6.2. 1传感器的安装要求传感器的安装应满足以下要求的应严格按照传感器使用说明书的安装要求与步骤进行;b)应将传感器的两个水平测量方向分别对准结构的两个主轴方向.一般悄况下.X轴沿结构短铀东向为正)或放向(横桥/坝向，下游为正)方向.Y轴沿结构妖铀(北向为正)Jl.1t纵向顺桥/坝向)方向.z轴沿竖直方向(向上为正).角度误差应小于1 c)传感部应与被测物牢固连成一体;d)安装传感器时应采取保护措施，避免损伤结构及其防护设施，e)应外加防水、防尘保护罩，保持罩内环境满足传感器的工作要求，结构内部应满足TP65要求，结构外部应满足TP67要求:。所有连接均应保证牢固可靠.6.2.2记录器的安装要求强震动记录器的安装应满足以下要求a)应严格按照强震动记录器使用说明书的要求与步骤进行，b)应稳固放置在仪器箱或者仪器柜等保护措施内;c)供电、防雷、选址及观测环境要求应满足第5章监测系统组成与技术要求规定，d)卫星授时天线应安装在室外商地面高度2m以上的开阔位置，保证能同时接收到4颗以上卫星信号:e)所有连接均应保证牢固可和-6. 2. 3监测系统的检查、设置和调试a)传感器和记录器安装完成后，应进行检查，使其达到使用说明书的安装要求;b)应参照使用说明书和相关规范对仪器极性、零位、采样率、标定、人工触发、卫星授时同步、双向通信等进行确认、设置和调试。6. 3监测系统的验收6. 3. 1监测台阵建设完成后，应编写监测台阵建设报告.内容可参照JSGC-03附录E的规定撰写.6. 3. 2监测台阵连续试运行应不少于3个月.系统正常运行率高于95%.连接通讯通畅，可视为试运行合格;当出现更换记录器等主要观测设备或者主要仪器设备不能正常工作48小时以上的情况，视为试运行中断，应及时查明原因，排除故障。系统恢复正常后，应从恢复之日起重新开始计算试运行时间。6. 3. 3试运行结束后应编写试运行报告.报告内容与要求应按JSGC-03第9.4.5节试运行报告执行-6. 3. 4应对jl测人员进行技术培训。6 DB44/ T 1848一20166. 3. 5完成以上囚项内容后，方可进行监测系统验收.7 监测系统的管理与维护7. 1强震动监测系统的管理应纳入结构安全监测的日常工作。7. 2监测台阵采用无人值守、在线监测和定期检查的管理方式，每月远程通讯检查至少一次，每年现场检查至少一次:当记录到第7.6条所列事件时，应立即进行远程通讯检查，根据需要开展现场检查。7. 3远程通讯检查内容包括:仪器参数设置、触发事件数、传感器零位电压、卫星授时状态、电池电压。检查完成后应填写远程通讯检查记录表，内容参照附录B的格式撰写。7. 4现场检查内容包括:观测室内外环境、传感器观测环挠、传输线缆、保护装置等，并对传感榕的灵敏度进行标定。检查完成后应填写现场检查记录表，内容参照附录C的格式提写。7. 5监测系统年正常运行率应高于95%。7. 6监测台阵记录到地震、爆破、撞击等事件后应进行相应的处理:a)当结构基础记录到超过O.lOmI泛的加速度信号时，应记录完整事件数据，进行分析处理，结果写入年度强震动监测报告:b)当结构基础记录到超过0.31mls2的加速度信号时，应即时向业主单位报警，除了数据的分析处理外，还应在一周内编写事件报告，提交给业主单位。7. 7应编写年度强震动监测报告，提交给业主单位.内容可参照JSGC-03第9.4.5节试运行报告内容撰写。8 监测记录的存储与处理8.1监测记录的分类由监测台阵得到的记录应分为如下两类进行存储a)连续监测记录:监测台阵工作过程中连续的监测记录:b)事件监测记录.结构遭受到地震、爆破、撞击等事件时的监测记录。8.2监测l记录的存储8.2. 1监测记录存储方式应采用数据库管理方式，对监视IJ记录进行分类存储-8. 2. 2数据库基本要求数据库应满足如下基本要求:a)数据库应包含监测设备数据库、监测信息及各份数据库。此外，可根据实际需要，增加结构模型信息数据库、评估分析信息数据库和用户数据库等功能数据库:b)监测设备数据库应能对接数据处理系统实现以下功能:传感器和记录器的添加、更换、状态查询以及故障检测等;c)监视信息数据库能对接数据处理系统实现以下功能:监测信息的自动导入、图形或文件形式导出数据、历史监测信息查询以及监测信息的可视化显示:d)数据库系统在使用时应支持在线实时数据处理分析、离线数据处理分析以及两种工作方式的混合模式，7 10 11 0944/ T 1848-2016 e)当发生地震等突发事件或突然停电、软硬件故障、严重错误操作等对数据库造成损坏时，系统应提供数据库恢复的功能.8.2.3监测记录的分类存储监测记录的分类存储应符合下列规定:a)连续监测记录连续监测记录主要包括连续波形袭，存储格式参考中国数字测震台网数据规范第4.2.3条规定，b)事件监视l记录事件记录主要包括事件信息表和事件波形表.存储格式参考中国数字测震台网数据规范第4.2.4和4.2.6条规定:c)连续监测记录、事件监测记录均应存储至少一份原始记录，不得做任何处理-8.3监测记录的处理8.3. 1监测记录的常规处理监测记录的常规处理方式如下a)加速度校正对未校正的加速度记录波形数据进行零基线和仪器频率响应校正，得到校正加速度记录.b)R-t域处理速度和位移时程记录对校正加速度记录进行积分处理，得到速度时程和位移时程:峰值记录:对加速度、速度和位移时程的峰值进行分析，得到峰值记录:c)频域处理傅立叶i曾分析:对校正加速度记录进行傅立叶变换，得到傅立叶谱:功率谱分析=计算校正加速度记录的功率谱密度，得到自功率谱.8.3.2地震事件监规IJ记录的处理对于地震事件监测记录，除常规处理外，还应进行反应谱、动力放大系数计算.应分别计算5个阻尼比0.0.02. 0.05. 0.1, 0.2)的反应谱，包括相对速度反应谱、相对位移反应谱、绝对加速度反应谐、拟速度反应谱、拟加速度反应谱等.9 监测l记录分析与工程结构抗震性能评价9. 1模态参数识别及损伤识别9. 1. 1应通过环境激励下的结构监测数据，识别结构自振频率、振型、阻尼比等模态参数，为结构损伤识别和模型修正提供基础数据.9. 1. 2应依据分析需求、结构类型、可能的损伤与病害特征等因素，按照损伤判断、损伤定位、损伤定盘、损伤评估等由浅入深的层次，对结构损伤进行识别.9.2有限元建模及模型修正9. 2. 1依据分析需求、结构类型、计算精度要求和模型规模等因素，建立结构有限元模型，应满足下列要求a)有限元建模应便于实现对结构参数误差和结构损伤的修正:b)有限元模型应选取符合实际的单元、连接方式和边界条件:c)根据结构类型、结构材料和街载情况等因素选取阻尼比。8 0844/T 1848-2016 9.2.2结构有限元模型可分为体现结构设计状态的初始有限元模型(0号模型)、体现结构建成完工投入使用时实际状态的基准有限元模型(J号模型).以及反映结构当前状态的有限元模型(2号模型) 9.2.3应选取合适的模型修正方法，基于结构监测数据、模态参数识别及损伤识别结果，对结构有限元模型进行修正。9.3结构抗震性能评价9.3. 1应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素，逃定结构抗震性能目标以及性能指标.9.3.2结构抗震性能评价分为两级，为主、结合抗震等综(2号模型9 12 D644/T 1848-2016 10 13 附录A强震动监规1)台阵系统组成(资料性附录图A.1 强震动监;J!I)台阵系统组成框图DB44/T 1848-2016 附录B远程通讯检查记录表(规范性附录表B.1远程通讯检查记录表工程名称工程代码数来型号数来编号电池电压事件数存储卡剩余容量参数设置来样率原设置修改值通道2 3 4 5 6 通道零位电压(mv)检查电压调整后电压卫星授时状态故障及处理重要记事检查人员日期注参数设置、通道零位电压检查表格J根据实际需要自行增减.11 1.4 15 DB44/T 1848-2016 工程名称充电电压人工触发序号传感精灵敏1.If.型号编号灵敏度观测室内外环境内外干燥传感楼运行环搅传输线缆破损保护装置攸降及处理重要记事检查人员日期附录c现场检查记录表(规范性附景表C.1现场检查记录表UPS状态标定试验2 3 锈蚀短路;主传感棉灵敏度表格可根据实际传感器数量自行增减.12 工程代伺4 5 6 松动仪器撑断路接头0844月1848-2016参考文献1 GBrr 18207.1-2008防灾减灾术语第l部分基本术语，中华人民共和国国家质盘监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.2008年.2 GB50011-2010建筑抗震设计规范，中国人民共和囡住房和城乡建设郎，中华人民共和国国家质盘监督检验检疫总局.2010年二3 CECS 333, 2012 4 DLT 5416-2009 5 JSGC-03中6中国数字测震 2012年国家能源局.2009年13 16 白户。N|I寸F咕咕。广东省地方标准重要建设工程强震动监测台阵技术规范D844/T 1848-2016 * 广东省标准化研究院组织印刷广州市海珠区南回路563号1104室邮政编码510220网址www.bz360.org电话[phone]广东省农垦总局印刷厂17