專利名稱：支座沉降和溫度變化時(shí)應(yīng)變監(jiān)測(cè)的受損索逼近式識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
斜拉橋、懸索橋、桁架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)有一個(gè)共同點(diǎn)，就是它們有許多承受拉伸載荷的部件，如斜拉索、主纜、吊索、拉桿等等，該類結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)是以索、纜或僅承受拉伸載荷的桿件為支承部件，為方便起見(jiàn)本方法將該類結(jié) 構(gòu)表述為“索結(jié)構(gòu)”。隨著環(huán)境溫度的變化，索結(jié)構(gòu)的溫度也會(huì)發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時(shí)，本方法基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)來(lái)識(shí)別索結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)(指所有承載索、及所有起支承作用的僅承受拉伸載荷的桿件，為方便起見(jiàn)，本專利將該類結(jié)構(gòu)的全部支承部件統(tǒng)一稱為“索系統(tǒng)”，但實(shí)際上索系統(tǒng)不僅僅指支承索，也包括僅承受拉伸載荷的桿件，本方法中用“支承索”這一名詞指稱所有承載索及所有起支承作用的僅承受拉伸載荷的桿件)中的受損索(對(duì)桁架結(jié)構(gòu)就是指受損的僅承受拉伸載荷的桿件)，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
支承索系統(tǒng)的健康狀態(tài)發(fā)生變化(例如發(fā)生損傷)后，除了會(huì)引起索力的變化外，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的其它可測(cè)量參數(shù)的變化，例如索結(jié)構(gòu)的變形或應(yīng)變會(huì)發(fā)生變化，實(shí)際上應(yīng)變的變化包含了索系統(tǒng)的健康狀態(tài)信息，也就是說(shuō)可以利用結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)判斷結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，可以基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)(本方法將被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變稱為“被監(jiān)測(cè)量”，后面提到“被監(jiān)測(cè)量”就是指被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變)來(lái)識(shí)別受損索。被監(jiān)測(cè)量除了受索系統(tǒng)健康狀態(tài)的影響外，還會(huì)受索結(jié)構(gòu)溫度變化(常常會(huì)發(fā)生)和索結(jié)構(gòu)支座平移位移(沉降是平移位移在重力方向的分量)的影響，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化和索結(jié)構(gòu)支座發(fā)生平移位移的條件下，如果能夠基于對(duì)被監(jiān)測(cè)量的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有健康問(wèn)題的支承索的識(shí)別，對(duì)索結(jié)構(gòu)的安全具有重要的價(jià)值，目前還沒(méi)有一種公開(kāi)的、有效的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和方法解決了此問(wèn)題。在索結(jié)構(gòu)有支座沉降和溫度變化時(shí)，為了能對(duì)索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)有可靠的監(jiān)測(cè)和判斷，必須有一個(gè)能夠合理有效的建立每一個(gè)被監(jiān)測(cè)量變化同索系統(tǒng)中所有索的健康狀況間的關(guān)系的方法，基于該方法建立的健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以給出更可信的索系統(tǒng)的健康評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本方法的目的是在索結(jié)構(gòu)有溫度變化時(shí)，針對(duì)索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)問(wèn)題，公開(kāi)了一種基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)的、能夠合理有效地監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)方法。技術(shù)方案本方法由三部分組成。分別是一、“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”;二、建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫(kù)和參量的方法、基于知識(shí)庫(kù)(含參量)和實(shí)測(cè)被監(jiān)測(cè)量的索系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)估方法；三、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件和硬件部分。本方法的第一部分“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”。首先確定“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”。由于索結(jié)構(gòu)的溫度可能是變化的，例如索結(jié)構(gòu)的不同部位的溫度是隨著日照強(qiáng)度的變化而變化、隨著環(huán)境溫度的變化而變化的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度有時(shí)可能是隨時(shí)間變化的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度可能是不同的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度差是隨時(shí)間變化的，這就使得考慮溫度條件時(shí)的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算和監(jiān)測(cè)相當(dāng)復(fù)雜，為簡(jiǎn)化問(wèn)題、減少計(jì)算量和降低測(cè)量成本，更是為了提高計(jì)算精度，本方法提出“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”，具體如下第一步，查詢或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型。查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來(lái)的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時(shí)間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T(mén)個(gè)陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的0時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日出時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日出時(shí)亥IJ，每一個(gè)陰天的0時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫減去最低氣溫稱為該陰天的日氣溫的最大溫差，有T個(gè)陰天，就有T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差，取T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差中的最大值為參考日溫差，參考日溫差記為Al；。查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的氣象資料或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度隨時(shí)間和 海拔高度的變化數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度關(guān)于海拔高度的最大變化率△ Th，為方便敘述取ATh的單位為。C/m。在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”。在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時(shí)，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足的條件在后面敘述。從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)選取的海拔高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個(gè)點(diǎn)，從選取點(diǎn)處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽(yáng)面外法線方向和索結(jié)構(gòu)的背陰面外法線方向，沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中均布選取不少于三個(gè)點(diǎn)，特別的，對(duì)于支承索沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個(gè)點(diǎn)，即僅僅測(cè)量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測(cè)量所有被選取點(diǎn)的溫度，測(cè)得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測(cè)量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)海拔高度處，選取了 B個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中選取了 E個(gè)點(diǎn)，其中H和E都不小于3，B不小于2，特別的，對(duì)于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個(gè)，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;本方法中將在每一個(gè)選取的海拔高度處“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個(gè)數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”。在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求選取一個(gè)位置，將在此位置實(shí)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫；在索結(jié)構(gòu)所在地的空曠無(wú)遮擋處選取一個(gè)位置，該位置應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，該參考平板的一面向陽(yáng)，稱為向陽(yáng)面，參考 平板的向陽(yáng)面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽(yáng)面應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到一塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽(yáng)面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度。本方法中對(duì)同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的任何兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測(cè)量記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻。第二步，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到上述R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到前面定義的索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，記為AT6max ;由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率，該變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，記為A Tpfflax ;通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的所有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值記為ATsmax ;由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率也隨著時(shí)間變化。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的、在同一時(shí)刻、HBE個(gè)“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每一個(gè)選取的海拔高度處共計(jì)BE個(gè)“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”中的最高溫度與最低溫度的差值，這個(gè)差值的絕對(duì)值稱為“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，選取了 H個(gè)不同的海拔高度就有H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，記為ATtmax。第三步，測(cè)量計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件有六項(xiàng)，第一項(xiàng)條件是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻介于當(dāng)日日落時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間，日落時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日落時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日落時(shí)刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，參考平板最大溫差△ Tpmax和索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，在前面測(cè)量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差A(yù)T6max不大于參考日溫差A(yù)l；，且參考平板最大溫差A(yù) Tpmax減去2攝氏度后不大于A Temax,且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù) Tsmax不大于ATpmax ;只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件 是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的極小值；第六項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差” ATtmax不大于I攝氏度；本方法利用上述六項(xiàng)條件，將下列三種時(shí)刻中的任意一種稱為“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻”，第一種時(shí)刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時(shí)刻，第二種時(shí)刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時(shí)刻，第三種時(shí)刻是同時(shí)滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時(shí)刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的一個(gè)時(shí)，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻就是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻；如果獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的任一個(gè)時(shí)刻，則取本方法最接近于獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻的那個(gè)實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻；本方法將使用在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻測(cè)量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測(cè)分析；本方法近似認(rèn)為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)，即此時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時(shí)間變化，此時(shí)刻就是本方法的“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻”；然后，根據(jù)索結(jié)構(gòu)傳熱特性，利用獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”和“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)常規(guī)傳熱計(jì)算得到在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時(shí)索結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)按穩(wěn)態(tài)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)上R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)，還包括索結(jié)構(gòu)在前面選定的HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度，HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相等時(shí)，且“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”與“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對(duì)應(yīng)相等時(shí)，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時(shí)的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時(shí)，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個(gè)條件，第一個(gè)條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過(guò)“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)相鄰的點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度線性插值得到時(shí)，線性插值得到的索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的溫度與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的實(shí)際溫度的誤差不大于5% ；索結(jié)構(gòu)表面包括支承索表面；第二個(gè)條件是“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)的數(shù)量不小于4，且“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)沿著索結(jié)構(gòu)表面均布；“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度之差的絕對(duì)值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以A Th得到的數(shù)值，為方便敘述取A Th的單位為。C/m，為方便敘 述取Ah的單位為m ;“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的定義是指只考慮海拔高度時(shí)，在“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)，該索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值之間；第三個(gè)條件是查詢或按氣象學(xué)常規(guī)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)。本方法的第二部分建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫(kù)和參量的方法、基于知識(shí)庫(kù)(含參量)和實(shí)測(cè)被監(jiān)測(cè)量的索系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)估方法?？砂慈缦虏襟E依次進(jìn)行，以獲得更準(zhǔn)確的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)評(píng)估。第一步設(shè)共有N根支承索，首先確定支承索的編號(hào)規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的支承索編號(hào)，該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣?！敖Y(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變數(shù)據(jù)”可由結(jié)構(gòu)上K個(gè)指定點(diǎn)的、及每個(gè)指定點(diǎn)的L個(gè)指定方向的應(yīng)變來(lái)描述，結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化就是K個(gè)指定點(diǎn)的所有應(yīng)變的變化。每次共有M (M = KXL)個(gè)應(yīng)變測(cè)量值或計(jì)算值來(lái)表征結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息。K和M不得小于支承索的數(shù)量N。為方便起見(jiàn)，在本方法中將“結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變數(shù)據(jù)”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”。在后面提到“被監(jiān)測(cè)量的某某矩陣或某某向量”時(shí)，也可讀成“應(yīng)變的某某矩陣或某某向量”。建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)，在索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)，或者在建立健康監(jiān)測(cè)(受損索識(shí)別)系統(tǒng)前，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”測(cè)量計(jì)算得到“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”(可以用常規(guī)溫度測(cè)量方法測(cè)量，例如使用熱電阻測(cè)量)，此時(shí)的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用向量T。表示，稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。。在實(shí)測(cè)得到T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測(cè)量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)。在實(shí)測(cè)計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時(shí)，使用常規(guī)方法(查資料或?qū)崪y(cè))得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理參數(shù)(例如熱膨脹系數(shù))和力學(xué)性能參數(shù)(例如彈性模量、泊松比);在實(shí)測(cè)計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法實(shí)測(cè)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)包括支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)初始幾何數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)角度測(cè)量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，目的在于根據(jù)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。對(duì)斜拉橋而言，初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這就是所謂的橋型數(shù)據(jù)。利用支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d。(如式(I)所示)，用d。表示索結(jié)構(gòu)(用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示)的索系統(tǒng)的初始健康狀態(tài)。如果沒(méi)有索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷狀態(tài)時(shí)，向量d。的各元素?cái)?shù)值取O。利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)和初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。，利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。。(I0= [d0l do2 d0j dJT (I) T式(I)中dQj(j=l，2，3，.......，N)表示初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。中的索系統(tǒng)的
第j根索的初始損傷值，dOJ為0時(shí)表示第j根索無(wú)損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時(shí)表示第j根索喪失相應(yīng)比例的承載能力，T表示向量的轉(zhuǎn)置(后同)。在實(shí)測(cè)得到T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測(cè)量計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值，組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。(見(jiàn)式(2))。要求在獲得A。的同時(shí)獲得C。，被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。表示對(duì)應(yīng)于A。的“被監(jiān)測(cè)量”的具體數(shù)值。因在前述條件下，基于索結(jié)構(gòu)的計(jì)算基準(zhǔn)模型計(jì)算所得的被監(jiān)測(cè)量可靠地接近于初始被監(jiān)測(cè)量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在后面的敘述中，將用同一符號(hào)來(lái)表示該計(jì)算值和實(shí)測(cè)值。C0= [C01 C02- -Cok. -C0Jt (2)式(2)中C；k(k=l，2，3，....，M)是索結(jié)構(gòu)中第k個(gè)被監(jiān)測(cè)量。向量C。是由M個(gè)被監(jiān)測(cè)量依據(jù)一定順序排列而成，對(duì)此排列順序并無(wú)特殊要求，只要求后面所有相關(guān)向量也按此順序排列數(shù)據(jù)即可。不論用何種方法獲得初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”(即初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。)、基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，誤差一般不得大于5%。這樣可保證利用A。計(jì)算所得的模擬情況下的索力計(jì)算數(shù)據(jù)、應(yīng)變計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)形狀計(jì)算數(shù)據(jù)和位移計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)等，可靠地接近所模擬情況真實(shí)發(fā)生時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。模型A。中支承索的健康狀態(tài)用索系統(tǒng)初始損傷向量d。表示，索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)用初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。表示。由于基于A。計(jì)算得到所有被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算數(shù)值非常接近所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值(實(shí)測(cè)得到)，所以也可以用在A。的基礎(chǔ)上、進(jìn)行力學(xué)計(jì)算得到的、A0的每一個(gè)被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。?？梢哉f(shuō)T。、U。和d。是A。的參數(shù)，C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成。第二步循環(huán)開(kāi)始。每一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，首先需要建立或已建立本次循環(huán)開(kāi)始時(shí)的索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量f。(i = 1，2，3，…)、建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai0 (例如有限元基準(zhǔn)模型，在每一次循環(huán)中Ai0是不斷更新的)，(的溫度分布用“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量TiJ表達(dá)。字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外，在本方法中字母i僅表示循環(huán)次數(shù)，即第i次循環(huán)。A。和Ai0計(jì)入了溫度參數(shù)，可以計(jì)算溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響。第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量記為f。(如式(3)所示)，用屮。表示該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)索結(jié)構(gòu)(用當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj表示)的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)。d'o = ^d1ol d m J 《v](J) 式(3)中d、(i = I, 2，3，…；j=l，2，3，.......，N)表示第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)、當(dāng)前
初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A10中的索系統(tǒng)的第j根索的初始損傷值，Clioj為0時(shí)表示第j根索無(wú)損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時(shí)表示第j根索喪失相應(yīng)比例的承載能力。對(duì)應(yīng)于索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。在初始時(shí)刻也就是第一次建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj時(shí)，Uitj就等于U。。建立和更新d、的方法如下第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)、建立索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量(依據(jù)式(3)記為d1。)時(shí)，d1。就等于d。。第i (i=2, 3，4，5，6*“)次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量d1。,是在前一次(即第i_l次，i = 2，3，4，5，6…)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的，具體方法在后文敘述。第i(i = 1，2，3，4，5，6…)次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要建立的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型或已建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。。對(duì)應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用向量!^。表示，稱為當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量f。。向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，每一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)必須建立或已建立稱為當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量疒。。建立、更新Ai0' Ui0和Titj的方法如下第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A^A1。等于U1。等于T0, U1。等于U。。在每一次循環(huán)中AK和Titj是不斷更新的，具體方法在后文敘述；在每一次循環(huán)結(jié)束時(shí)，更新A10' Ui0和Titj得到下一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)所需的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，具體方法在后文敘述。本方法用“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量CiJ (i = 1，2，3，"0表示第1次(i =1，2，3，4，5，6-)循環(huán)開(kāi)始時(shí)所有指定的被監(jiān)測(cè)量的初始值(參見(jiàn)式(4))，(^。的也可以稱為“第i次循環(huán)被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量”。Q= [Q rComJ(4)式(2)中(^(i = l，2，3，...;k=l，2，3，....，M)是第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)、索結(jié)構(gòu)中第
k個(gè)被監(jiān)測(cè)量。向量Citj是由前面定義的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量依據(jù)一定順序排列而成，對(duì)此排列順序并無(wú)特殊要求，只要求后面所有相關(guān)向量也按此順序排列數(shù)據(jù)即可。在建立模型Ai0的同時(shí)建立“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。”，被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ci。表示對(duì)應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測(cè)量的具體數(shù)值，Citj的元素與C。的元素一一對(duì)應(yīng)，分別表示所有被監(jiān)測(cè)量在索結(jié)構(gòu)處于Ai0和A。兩種狀態(tài)時(shí)的具體數(shù)值。建立和更新Citj的具體方法如下第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，C10 (i = 1，吣具體化為(1。)等于(；；第1(1=2，3，4，5，6-)次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的第i次循環(huán)“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。”，是在前一次(即第i-1次，i = 2, 3,4, 5,6-)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的，具體方法在后文敘述。在第i次(i =1，2，3，4，5，6…)循環(huán)中，“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。”是不斷更新的，具體方法在后文敘述。由于根據(jù)模型Ai0計(jì)算所得被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值可靠地接近于相對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)數(shù)值，在后面的敘述中，將用同一符號(hào)來(lái)表示該計(jì)算值組成向量和實(shí)測(cè)值組成向量。可以說(shuō)f。、Uitj和d、是Ai0的特性參數(shù)，Ci0是Aitj在疒。、匕和d、條件下的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成。第三步在索結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，在每一次循環(huán)中，或者說(shuō)在第i (i =1，2，3，4，5，6…)次循環(huán)中，在已知Ai0' Ti0, U1。、C10和^后，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度 測(cè)量計(jì)算方法”不斷實(shí)測(cè)計(jì)算獲得“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)組成“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti'向量Ti的定義方式與向量T。的定義方式相同；在實(shí)測(cè)向量Ti的同時(shí)，也就是在獲得當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的時(shí)刻的同一時(shí)刻，實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C、Ci的元素與C。的元素一一對(duì)應(yīng)，表示相同被監(jiān)測(cè)量在不同時(shí)刻的數(shù)值。在得到向量Ti的同時(shí)，實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量U1 ；在獲得向量Ti后，按照下列具體方法更新Ai0' Ti0, U、、Ci0和d、分別比較Ti和T、、Ui和Ui0,如果Ti等于Ti0且Ui等于Ui0,則不需要對(duì)Ai0進(jìn)行更新，否則需要對(duì)A1。、#。和1%進(jìn)行更新，更新方法是第一步計(jì)算Ui與U。的差，Ui與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置的當(dāng)前支座平移位移，用支座平移位移向量V表示支座平移位移，支座平移位移向量V中的元素與支座平移位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，支座平移位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的位移，其中支座平移位移在重力方向的分量就是支座沉降量；第二步計(jì)算Ti與T。的差，Ti與T。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Ti與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Ti減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；第三步先對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座平移位移約束，當(dāng)前支座平移位移約束的數(shù)值就取自支座平移位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值，再對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對(duì)A。中索結(jié)構(gòu)支座施加支座平移位移約束且對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Aitj的同時(shí)，Uitj所有元素?cái)?shù)值也用Ui所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 U、，Ti0所有元素?cái)?shù)值也用Ti的所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 Titj,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于Aitj的Titj ;此時(shí)必保持不變。當(dāng)更新Ai。后，Ai0的索的健康狀況用索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量f。表示，Aitj的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1表示，A10的支座坐標(biāo)用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U1。表示,通過(guò)力學(xué)計(jì)算得到…。中所有被監(jiān)測(cè)量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，用這些具體數(shù)值替換卜。中對(duì)應(yīng)的元素，這樣就實(shí)現(xiàn)了被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C、的更新。
第四步每一次循環(huán)時(shí)須先建立“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣”和“名義單位損傷向量”，第i次循環(huán)建立的“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣”記為ACi (i =1，2，3，吣)。第i次循環(huán)建立的“名義單位損傷向量”記為Diut5在每一次循環(huán)中ACi和Diu需要根據(jù)情況不斷更新，即在更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A:當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj和被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量Citj后，更新單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diut5每一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)先按下述步驟建立單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣A Ci和名義單位損傷向量Diu;如果在第三步中更新了 A1。，那么在本步中必須重新建立(即更新)單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu ;如果在第三步中沒(méi)有更新A1。，那么在本步中不必重新建立單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu;建立和重新建立(即更新)ACi和Diu的具體過(guò)程相同，列如下 在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次計(jì)算，計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量。每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根索在原有損傷(原有損傷可以為0，也可以不為0)的基礎(chǔ)上再增加單位損傷(例如取5%、10%、20%或30%等損傷為單位損傷)。為方便計(jì)算，每一次循環(huán)中設(shè)定單位損傷時(shí)可以都是把該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康的，并在此基礎(chǔ)上設(shè)定單位損傷(在后續(xù)步驟中、計(jì)算出的、索的損傷數(shù)值一稱為名義損傷CliJi = 1,2, 3，…)，都是相對(duì)于將該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)的、將索的健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康而言的，因此必須依據(jù)后文給出的公式將計(jì)算出的名義損傷換算成真實(shí)損傷)。同一次循環(huán)的每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索，并且每一次假定有損傷的索的單位損傷值可以不同于其他索的單位損傷值，用“名義單位損傷向量Di/ (如式(5)所示)記錄各次循環(huán)中所有索的假定的單位損傷，第一次循環(huán)時(shí)記為D1u,每一次計(jì)算都利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)算索結(jié)構(gòu)的、在前面已指定的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算所得M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量”(當(dāng)假設(shè)第j根索有單位損傷時(shí)，可用式(6)表示所有指定的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量CitP ;每一次計(jì)算得到的被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量減去被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C。所得向量就是此條件下(以有單位損傷的索的位置或編號(hào)等為標(biāo)記)的“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”(當(dāng)?shù)趈根索有單位損傷時(shí)，用S 表示被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量，S G的定義見(jiàn)式(7)、式(8)和式(9)，式(7)為式(6)減去式(4)后再除以向量Diu的第j個(gè)元素Diuj所得)，被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量5 Cij的每一元素表示由于計(jì)算時(shí)假定有單位損傷的那根索(例如第j根索)的單位損傷(例如D、)，而引起的該元素所對(duì)應(yīng)的被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值改變量相對(duì)于假定的單位損傷Diiu.的變化率；有N根索就有N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”，每個(gè)被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量有M個(gè)元素，由這N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”依次組成有MXN個(gè)元素的“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”(MRN
列)，每一個(gè)向量SCijU = 1，2，3，.......，N)是矩陣ACi的一列，ACi的定義如式(10)所示。Dl=IDll /4 D D；iNJ(5)式(5)中名義單位損傷向量Diu的元素Diuj (i=l，2，3，…;j=l，2，3，.......，N)表
示第i次循環(huán)中假定的第j根索的單位損傷數(shù)值，向量Diu中的各元素的數(shù)值可以相同也可以不同。
權(quán)利要求
1. 一種支座沉降和溫度變化時(shí)應(yīng)變監(jiān)測(cè)的受損索逼近式識(shí)別方法，其特征在于所述方法包括 a.設(shè)共有N根支承索，首先確定支承索的編號(hào)規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的支承索編號(hào)，該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；確定指定的被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，被監(jiān)測(cè)點(diǎn)即表征索結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息的所有指定點(diǎn)，并給所有指定點(diǎn)編號(hào)；確定被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變方向，并給所有指定的被監(jiān)測(cè)應(yīng)變編號(hào)；“被監(jiān)測(cè)應(yīng)變編號(hào)”在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；“索結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變數(shù)據(jù)”由上述所有被監(jiān)測(cè)應(yīng)變組成；本方法將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的應(yīng)變數(shù)據(jù)”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”;被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量不得小于支承索的數(shù)量；所有被監(jiān)測(cè)量的數(shù)量之和不得小于支承索的數(shù)量；本方法中對(duì)同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的任何兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測(cè)量記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻； b.本方法定義“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”按步驟bl至b3進(jìn)行； bl :查詢或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型；查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來(lái)的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時(shí)間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T(mén)個(gè)陰天，在本方法中將白天不能見(jiàn)到太陽(yáng)的一整日稱為陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的0時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日出時(shí)刻，不表示當(dāng)天一定可以看見(jiàn)太陽(yáng)，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日出時(shí)刻，每一個(gè)陰天的0時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫減去最低氣溫稱為該陰天的日氣溫的最大溫差，有T個(gè)陰天，就有T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差，取T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差中的最大值為參考日溫差，參考日溫差記為△!；;查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的氣象資料或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度隨時(shí)間和海拔高度的變化數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度關(guān)于海拔高度的最大變化率△ Th，為方便敘述取ATh的單位為。C/m;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的具體原則在步驟b3中敘述，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)選取的海拔高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個(gè)點(diǎn)，從選取點(diǎn)處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽(yáng)面外法線方向和索結(jié)構(gòu)的背陰面外法線方向，沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中均布選取不少于三個(gè)點(diǎn)，特別的，對(duì)于支承索沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個(gè)點(diǎn)，即僅僅測(cè)量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測(cè)量所有被選取點(diǎn)的溫度，測(cè)得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測(cè)量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)海拔高度處，選取了 B個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中選取了 E個(gè)點(diǎn)，其中H和E都不小于3，B不小于2，特別的，對(duì)于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個(gè)，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫 度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;本方法中將在每一個(gè)選取的海拔高度處“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個(gè)數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求選取一個(gè)位置，將在此位置實(shí)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫；在索結(jié)構(gòu)所在地的空曠無(wú)遮擋處選取一個(gè)位置，該位置應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，參考平板與地面不可接觸，參考平板離地面距離不小于I. 5米，該參考平板的一面向陽(yáng)，稱為向陽(yáng)面，參考平板的向陽(yáng)面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽(yáng)面應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到一塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽(yáng)面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度； b2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到上述R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到前面定義的索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為環(huán)境最大溫差，記為AT6max ；由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率，該變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為參考平板最大溫差，記為ATpmax ;通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的所有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值稱為索結(jié)構(gòu)表面最大溫差，記為ATsmax ;由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的 變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的、在同一時(shí)刻、HBE個(gè)“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每一個(gè)選取的海拔高度處共計(jì)BE個(gè)“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”中的最高溫度與最低溫度的差值，這個(gè)差值的絕對(duì)值稱為“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，選取了 H個(gè)不同的海拔高度就有H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，記為A Ttmax ； b3 :測(cè)量計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件有六項(xiàng)，第一項(xiàng)條件是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻介于當(dāng)日日落時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間，日落時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日落時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日落時(shí)刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，參考平板最大溫差A(yù)Tpmaj^P索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，在前面測(cè)量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差A(yù)Traiax不大于參考日溫差A(yù) I；，且參考平板最大溫差A(yù)Tpmax減去2攝氏度后不大于A T6max，且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax不大于ATpmax;只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的極小值；第六項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差” A Ttmax不大于I攝氏度；本方法利用上述六項(xiàng)條件，將下列三種時(shí)刻中的任意一種稱為“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻”，第一種時(shí)刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時(shí)刻，第二種時(shí)刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時(shí)刻，第三種時(shí)刻是同時(shí)滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時(shí)刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的一個(gè)時(shí)，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻就是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻；如果獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的任一個(gè)時(shí)刻，則取本方法最接近于獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻的那個(gè)實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻；本方法將使用在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻測(cè)量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測(cè)分析；本方法近似認(rèn)為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)，即此時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時(shí)間變化，此時(shí)刻就是本方法的“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻”;然后，根據(jù)索結(jié)構(gòu)傳熱特性，利用獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”和“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)常規(guī)傳熱計(jì)算得到在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時(shí)索結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)按穩(wěn)態(tài)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)上R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)，還包括索結(jié)構(gòu)在前面選定的HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度，HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相等時(shí)，且“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”與“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對(duì)應(yīng)相等時(shí)，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時(shí)的“R個(gè) 索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時(shí)，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個(gè)條件，第一個(gè)條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過(guò)“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)相鄰的點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度線性插值得到時(shí)，線性插值得到的索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的溫度與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的實(shí)際溫度的誤差不大于5% ;索結(jié)構(gòu)表面包括支承索表面；第二個(gè)條件是“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)的數(shù)量不小于4，且“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)沿著索結(jié)構(gòu)表面均布；“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度之差的絕對(duì)值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以A Th得到的數(shù)值，為方便敘述取A Th的單位為。C/m，為方便敘述取Ah的單位為m ;“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的定義是指只考慮海拔高度時(shí)，在“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)，該索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值之間；第三個(gè)條件是查詢或按氣象學(xué)常規(guī)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)； c.按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”直接測(cè)量計(jì)算得到初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，記為“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。” ；實(shí)測(cè)或查資料得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)；在實(shí)測(cè)得到T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，直接測(cè)量計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值、所有支承索的初始索力數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)幾何數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。；利用能表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d。,索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素個(gè)數(shù)等于N, d。的元素與支承索是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的損傷程度，若索系統(tǒng)初始損傷向量d。的某一元素的數(shù)值為0,表示該元素所對(duì)應(yīng)的支承索是完好的,沒(méi)有損傷的，若其數(shù)值為100%，則表示該元素所對(duì)應(yīng)的支承索已經(jīng)完全喪失承載能力，若其數(shù)值介于0和100%之間，則表示該支承索喪失了相應(yīng)比例的承載能力，如果沒(méi)有支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者認(rèn)為索結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷狀態(tài)時(shí)，向量d。的各元素?cái)?shù)值取O ;初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。； d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)、初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和和前面步驟得到的所有的索結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5% ;對(duì)應(yīng)于A。的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”就是“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T?！?;對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U。；對(duì)應(yīng)于A。的支承索健康狀態(tài)用索系統(tǒng)初始損傷向量d。表示；對(duì)應(yīng)于A0的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值用被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。表示；T。、U0和d。是A。的參數(shù)，由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果得到的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值與C。表示的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值相同，因此也可以說(shuō)C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成，在本方法中A。、U。、C。、d。和T。是不變的； e.在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外，字母i僅表示循環(huán)次數(shù)，即第i次循環(huán)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要建立的或已建立的索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^A。和Ai。計(jì)入了溫度參數(shù)，可以計(jì)算溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，對(duì)應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj表示，向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，Titj的元素與T。的元素--對(duì)應(yīng)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量記為(^,d1。表示該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)索結(jié)構(gòu)A1。的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)，d1。的定義方式與d。的定義方式相同，d1。的元素與d。的元素一一對(duì)應(yīng)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，所有被監(jiān)測(cè)量的初始值，用被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量Citj表示，向量C、的定義方式與向量C。的定義方式相同，Ci0的元素與C。的元素一一對(duì)應(yīng)，被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量卜。表示對(duì)應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測(cè)量的具體數(shù)值；Ti。和(是Aitj的特性參數(shù)由Aitj的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Aitj記為A1。，建立A10的方法為使A10等于A0 ;第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，T10記為T(mén)10,建立T10的方法為使T10等于T。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Cli0記為d1。，建立d1。的方法為使d1。等于d。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Ci0記為C1。，建立C1。的方法為使C1。等于C。； f.從這里進(jìn)入由第f步到第q步的循環(huán)；在索結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”不斷實(shí)測(cè)計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,向量Ti的定義方式與向量T0的定義方式相同，Ti的元素與T。的元素一一對(duì)應(yīng)；在實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的同一時(shí)刻，實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Ui ;在實(shí)測(cè)得到向量Ti的同時(shí)，實(shí)測(cè)得到在獲得當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的時(shí)刻的同一時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量Ci,向量Ci的定義方式與向量C。的定義方式相同，Ci的元素與C。的兀素對(duì)應(yīng)，表不相同被監(jiān)測(cè)量在不同時(shí)刻的數(shù)值； g.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座坐標(biāo)向量Ui和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,按照步驟gl至g3更新當(dāng) 前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量U1。、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量Citj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。而索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量心保持不變；gl.分別比較Ui與U、、Ti與Ti0,如果Ui等于Ui0且Ti等于Ti0,則Ai0' U、、Ci0和Ti0保持不變；否則需要按下列步驟對(duì)A: Ui0和Titj進(jìn)行更新； g2.計(jì)算Ui與U。的差，Ui與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置的當(dāng)前支座平移位移，用支座平移位移向量V表不支座平移位移，V等于U1減去U。,支座平移位移向量V中的元素與支座平移位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，支座平移位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的平移位移，其中支座平移位移在重力方向的分量就是支座沉降量；計(jì)算Ti與T。的差，Ti與T。 的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Ti與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Ti減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化； g3.先對(duì)A0中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座平移位移約束，當(dāng)前支座平移位移約束的數(shù)值就取自支座平移位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值，再對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對(duì)A。中索結(jié)構(gòu)支座施加支座平移位移約束且對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Ai0的同時(shí)，Uitj所有元素?cái)?shù)值也用Ui所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 所有元素?cái)?shù)值也用Ti的所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 Titj,這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于Aitj的Titj和Ui0 ；此時(shí) < 保持不變；當(dāng)更新Aitj后，Aitj的索的健康狀況用索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量d、表示，Ai0的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti表示，Ai0的支座坐標(biāo)用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)向量Ui0表示，更新Citj的方法是當(dāng)更新(后，通過(guò)力學(xué)計(jì)算得到Ai0中所有被監(jiān)測(cè)量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成C、； h.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai0的基礎(chǔ)上，按照步驟hi至步驟h4進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算建立單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu ；hi.在第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得A Ci和Diu ;在其它時(shí)刻，當(dāng)在步驟g中對(duì)Ai0進(jìn)行更新后，必須按步驟h2至步驟h4所列方法重新獲得A Ci和Diu,如果在步驟g中沒(méi)有對(duì)Aitj進(jìn)行更新，則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進(jìn)行后續(xù)工作； h2.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有支承索的數(shù)量，有N根支承索就有N次計(jì)算，每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根支承索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷，每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的支承索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的支承索，并且每一次假定有損傷的支承索的單位損傷值可以不同于其他支承索的單位損傷值，用“名義單位損傷向量Di/記錄所有索的假定的單位損傷，向量Diu的元素編號(hào)規(guī)則與向量d。的元素的編號(hào)規(guī)則相同，每一次計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值組成一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量”;當(dāng)假設(shè)第j根支承索有單位損傷時(shí)，可用表示對(duì)應(yīng)的“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量”;在本步驟中給各向量的元素編號(hào)時(shí)，應(yīng)同本方法中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則，以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)兀素，同其它向量中的、編號(hào)相同的兀素，表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息；C\j的定義方式與向量C。的定義方式相同,C1tj的兀素與C。的元素—對(duì)應(yīng)； h3.每一次計(jì)算得到的向量Ciu減去向量Citj得到一個(gè)向量，再將該向量的每一個(gè)元素都除以本次計(jì)算中假定的單位損傷值后得到一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量S Ci/;有N根支承索就有N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”；h4.由這N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”;“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”；“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣”的列的編號(hào)規(guī)則與索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素編號(hào)規(guī)則相同； i.定義當(dāng)前名義損傷向量屮。和當(dāng)前實(shí)際損傷向量屮，(和Cli的元素個(gè)數(shù)等于支承索的數(shù)量，Clic和Cli的元素和支承索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，Clic和Cli的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的損傷程度或健康狀態(tài)，Clic和Cli與索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素編號(hào)規(guī)則相同，d、的元素、Cli的元素與d。的元素是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； j.依據(jù)被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量Ci同“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！?、“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”和“當(dāng)前名義損傷向量屮?！遍g存在的近似線性關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1，式I中除f。外的其它量均為已知，求解式I就可以算出當(dāng)前名義損傷向量札;
全文摘要
支座沉降和溫度變化時(shí)應(yīng)變監(jiān)測(cè)的受損索逼近式識(shí)別方法基于應(yīng)變監(jiān)測(cè)、通過(guò)監(jiān)測(cè)支座平移位移、監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)溫度、環(huán)境溫度和受損索損傷程度來(lái)決定是否需要更新索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，得到新的計(jì)入支座平移位移、溫度的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，在此模型的基礎(chǔ)上依據(jù)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量同被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量、單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣和待求的當(dāng)前名義損傷向量間存在的近似線性關(guān)系，據(jù)此可以在有支座位移和溫度變化時(shí)，比較準(zhǔn)確地確定受損索的位置及其損傷程度。
文檔編號(hào)G01B21/32GK102706581SQ201210171230
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者萬(wàn)江, 韓佳邑, 韓玉林 申請(qǐng)人:東南大學(xué)