專利名稱：溫度變化索力監(jiān)測的問題索和支座角位移識別方法
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)的溫度也會發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時(shí)，在有支座角位移(例如支座繞坐標(biāo)軸X、Y、Z的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)際上就是支座繞坐標(biāo)軸Χ、Υ、Ζ的角位移)時(shí)，本方法基于索力監(jiān)測來識別索結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)中的受損索、松弛索(對桁架結(jié)構(gòu)就是指受損或松弛的僅承受拉伸載荷的桿件)和支座角位移，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域。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，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。本方法將受損索和松弛索稱為有健康問題的支承索，簡稱為問題索。
背景技術(shù)：
索結(jié)構(gòu)(特別是大型索結(jié)構(gòu)，例如大型斜拉橋、懸索橋)長期服役后其支承索會出現(xiàn)損傷、松弛等結(jié)構(gòu)健康問題，其支座會出現(xiàn)角位移等結(jié)構(gòu)健康問題，這些結(jié)構(gòu)健康問題都將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，對結(jié)構(gòu)的安全造成不良影響，嚴(yán)重時(shí)將會引起結(jié)構(gòu)的失效，因此準(zhǔn)確及時(shí)地識別需松弛索、受損索和支座角位移是非常必要的。支承索系統(tǒng)的健康狀態(tài)發(fā)生變化和支座發(fā)生角位移后，會引起結(jié)構(gòu)的可測量參數(shù)的變化，例如會弓I起支承索索力的變化，實(shí)際上索力的變化包含了索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)信息，也就是說可以利用索力數(shù)據(jù)判斷結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，可以基于索力監(jiān)測(本方法將被監(jiān)測的索力稱為“被監(jiān)測量”，后面提到“被監(jiān)測量”就是指被監(jiān)測的索力)來識別受損索、松弛索(或損傷松弛兼而有之)和支座角位移。被監(jiān)測量除了受索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的影響外，還會受索結(jié)構(gòu)溫度變化(常常會發(fā)生)的影響，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化的條件下，如果能夠基于對被監(jiān)測量的監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)對有健康問題的支承索和支座角位移的識別，對索結(jié)構(gòu)的安全具有重要的價(jià)值，目前還沒有一種公開的、有效的健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法解決了此問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本方法的目的是在索結(jié)構(gòu)有溫度變化時(shí)，公開了一種基于索力監(jiān)測的、能夠合理有效地識別索結(jié)構(gòu)中受損索、松弛索和支座角位移的健康監(jiān)測方法。依據(jù)支承索的索力變化的原因，可將支承索的索力變化分為四種情況一是支承索受到了損傷，例如支承索出現(xiàn)了局部裂紋和銹蝕等等；二是支承索并無損傷，但索力也發(fā)生了變化，出現(xiàn)這種變化的主要原因之一是支承索自由狀態(tài)(此時(shí)索張力也稱索力為O)下的索長度(稱為自由長度，本方法專指支承索兩支承端點(diǎn)間的那段索的自由長度)發(fā)生了變化，本方法的目的之一就是要識別出自由長度發(fā)生了變化的支承索，并識別出它們的自由長度的改變量，此改變量為該索的索力調(diào)整提供了直接依據(jù)，支承索自由長度發(fā)生變化的原因不是單一的，為了方便，本方法將自由長度發(fā)生變化的支承索統(tǒng)稱為松弛索；三是索結(jié)構(gòu)支座發(fā)生角位移引起的索力變化；四是索結(jié)構(gòu)溫度變化引起的索力變化。技術(shù)方案本方法由三部分組成。分別是建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需的知識庫和參量的方法、基于知識庫(含參量)和實(shí)測被監(jiān)測量的索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估方法、健康監(jiān)測系統(tǒng)的軟件和硬件部分。設(shè)索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量和索結(jié)構(gòu)的支座角位移分量的數(shù)量之和為N。為敘述方便起見，本方法統(tǒng)一稱被評估的支承索和支座角位移為“被評估對象”，共有N個(gè)被評估對象。給被評估對象連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。設(shè)索系統(tǒng)中共有Ml根支承索，結(jié)構(gòu)索力數(shù)據(jù)包括這M1根支承索的索力，顯然M1小于被評估對象的數(shù)量N。僅僅通過M1根支承索的M1個(gè)索力數(shù)據(jù)來求解未知的N個(gè)被評估對象的狀態(tài)是不可能的，本方法在監(jiān)測全部M1根支承索索力的基礎(chǔ)上，增加對不少于(N-M1)個(gè)其他被監(jiān)測量。 增加的不少于(N-M1)個(gè)的其他被監(jiān)測量仍然是索力，敘述如下在結(jié)構(gòu)健康檢測系統(tǒng)開始工作前，先在索結(jié)構(gòu)上人為增加M2 (M2不小于N-M1)根索，稱為傳感索，新增加的M2根傳感索的剛度同索結(jié)構(gòu)的任意一根支承索的剛度相比，應(yīng)當(dāng)小很多，例如小10倍，新增加的M2根傳感索的索力應(yīng)當(dāng)較小，例如其橫截面正應(yīng)力應(yīng)當(dāng)小于其疲勞極限，這些要求可以保證新增加的M2根傳感索不會發(fā)生疲勞損傷，新增加的M2根傳感索的兩端應(yīng)當(dāng)充分錨固，保證不會出現(xiàn)松弛，新增加的M2根傳感索應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值姆栏g保護(hù)，保證新增加的M2根傳感索不會發(fā)生損傷和松弛，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測過程中將監(jiān)測這新增加的M2根傳感索的索力。在本方法中新增加的M2根傳感索作為索結(jié)構(gòu)的一部分，后文再提到索結(jié)構(gòu)時(shí)，索結(jié)構(gòu)包括增加M2根傳感索前的索結(jié)構(gòu)和新增加的M2根傳感索，也就是說后文提到索結(jié)構(gòu)時(shí)指包括新增加的M2根傳感索的索結(jié)構(gòu)。因此后文提到按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”測量計(jì)算得到“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”時(shí)，其中的索結(jié)構(gòu)包括新增加的M2根傳感索，得到的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”包括新增加的M2根傳感索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，獲得新增加的M2根傳感索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的方法同于索結(jié)構(gòu)的M1根支承索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的獲得方法，在后文不再一一交代；測量得到新增加的M2根傳感索的索力的方法同于索結(jié)構(gòu)的M1根支承索的索力的測量方法，在后文不再一一交代；對索結(jié)構(gòu)的支承索進(jìn)行任何測量時(shí)，同時(shí)對新增加的M2根傳感索進(jìn)行同樣的測量，在后文不再一一交代；新增加的M2根傳感索除了不發(fā)生損傷和松弛外，新增加的M2根傳感索的信息量與索結(jié)構(gòu)的支承索的信息量相同，在后文不再一一交代；新增加的M2根傳感索的索力就是增加的不少于(N-M1)個(gè)的其他被監(jiān)測量。在后文建立索結(jié)構(gòu)的各種力學(xué)模型時(shí)，將新增加的M2根傳感索視同索結(jié)構(gòu)的支承索對待，除了提到支承索的損傷和松弛的場合，在其他場合提到支承索時(shí)包括新增加的M2根傳感索。綜合上述被監(jiān)測量，整個(gè)索結(jié)構(gòu)共有M(M = MfM2)根索的M個(gè)被監(jiān)測量，M不得小于被評估對象的數(shù)量N。為方便起見，在本方法中將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的所有參量”簡稱為“被監(jiān)測量”。給M個(gè)被監(jiān)測量連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。本方法用用變量j表示這一編號，j=l, 2, 3,. . . , Mo本方法的第一部分建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需的知識庫和參量的方法。具體如下I.首先確定“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(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)測相當(dāng)復(fù)雜，為簡化 問題、減少計(jì)算量和降低測量成本，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)的溫度測量計(jì)算方法”，具體如下第一步，查詢或?qū)崪y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個(gè)陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的O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O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Λ ；。查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來的氣象資料或?qū)崪y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ATh,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)”，后面將通過實(shí)測得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測得到的溫度數(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“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測量索結(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，對于支承索沿每一個(gè)測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個(gè)點(diǎn)，即僅僅測量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測量所有被選取點(diǎn)的溫度，測得的溫度稱為“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、“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“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)測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測量索結(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，對于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測量索結(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)，后面將通過實(shí)測得到這HBE個(gè)“測量索結(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，通過傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測量索結(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)測量氣溫要求選取一個(gè)位置，將在此位置實(shí)測得到符合氣象學(xué)測量氣溫要求的索結(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，稱為向陽面，參考平板的向陽面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽面應(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，參考平板的非向陽面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度。本方法中對同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測的任何兩次測量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測量記錄數(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)測數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測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)測得到符合氣象學(xué)測量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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)測數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測數(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ATemax ;由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測數(shù)據(jù)序列通過常規(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；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(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面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(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Δ Tpmax ;通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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)測數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(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)測數(shù)據(jù)序列通過常規(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。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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)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)，在前面測量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差不大于參考日溫差Λ ；，且參考平板最大溫差Λ Tpmax減去2攝氏度后不大于Δ Temax,且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差Δ 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)間的變化率的絕對值不大于每小時(shí)O. 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)間的變化率的絕對值不大于每小時(shí)O. 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)刻測量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測分析；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)測數(shù)據(jù)”和“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過常規(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)對應(yīng)相等時(shí)，且“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(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)測數(shù)據(jù)”，“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(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“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值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以Λ Th得到的數(shù)值，為方便敘述取Λ 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)。2.建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。(例如有限元基準(zhǔn)模型)和當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型(例如有限元基準(zhǔn)模型)的方法，建立與A。對應(yīng)的被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的方法，建立與Attj對應(yīng)的被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj的方法。在本方法中K、C0、Attj和Cttj是不斷更新的。建立和更新A^C。、#。和Cttj的方法如下。被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C0的編號規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同。建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，在索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)，或者在建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)前，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”測量計(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)溫度測量方法測量，例如使用熱電阻測量)，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)測得到T。的同時(shí)，也就是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)。使用常規(guī)方法(查資料或?qū)崪y)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)，也就是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法實(shí)測計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測計(jì)算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實(shí)測計(jì)算數(shù)據(jù)包括支承索的無損檢測數(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)支座初始角位移測量數(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)角度測量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)等實(shí)測數(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。索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)指在建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)，索結(jié)構(gòu)支座相對于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的角位移。對斜拉橋而言，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)。利用支承索的無損檢測數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量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)的被評估對象的初始健康狀態(tài)。如果沒有支承索的無損檢測數(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)為無損傷無松弛狀態(tài)時(shí)，向量d。的中與支承索相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O，如果沒有索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始角位移為O時(shí)，向量d。的中與索結(jié)構(gòu)支座角位移相關(guān)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)測數(shù)據(jù)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量 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。。d。= [dol do2 · · · dok · · · dJT(I)式(I)中cU(k=l，2，3，…….，N)表示初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。中的第k個(gè)被評估對象的初始狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根索(或拉桿)，那么dok表示其初始損傷，CU為O時(shí)表示無損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時(shí)表示喪失相應(yīng)比例的承載能力，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)角位移分量，那么CU表示其初始位移數(shù)值，T表示向量的轉(zhuǎn)置(后同)。在實(shí)測得到T。的同時(shí)，也就是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測量計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值，組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。(見式(2))。要求在獲得A。的同時(shí)獲得C。，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。表示對應(yīng)于A0的“被監(jiān)測量”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)測量可靠地接近于初始被監(jiān)測量的實(shí)測數(shù)據(jù)，在后面的敘述中，將用同一符號來表示該計(jì)算值和實(shí)測值。C0= [C01 C02- · · Coj · · -C0Jt(2)式(2)中CtjjU=I, 2，3，…….，M)是索結(jié)構(gòu)中第j個(gè)被監(jiān)測量的初始量，該分量依據(jù)編號規(guī)則對應(yīng)于特定的第j個(gè)被監(jiān)測量。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)測數(shù)據(jù)。模型A。中被評估對象的健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量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)測量的計(jì)算數(shù)值非常接近所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值(實(shí)測得到)，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、A。的每一個(gè)被監(jiān)測量的計(jì)算數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。。T。和d。是A。的參數(shù)，也可以說C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成。
建立和更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Attj的方法是在初始時(shí)刻(也就是第一次建立Attj時(shí))，Attj就等于A。，Attj對應(yīng)的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”記為“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量IV’，在初始時(shí)刻，Tt0就等于T。，向量Tttj的定義方式與向量T。的定義方式相同。At0的被評估對象的初始健康狀態(tài)與A。的被評估對象的健康狀態(tài)相同，也用被評估對象初始損傷向量d。表示，在后面的循環(huán)過程中Attj的被評估對象的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d。表示；索結(jié)構(gòu)處于Attj狀態(tài)時(shí)，本方法用被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct0表示所有被監(jiān)測量的具體數(shù)值，Ct0的元素與C。的元素一一對應(yīng)，分別表示所有被監(jiān)測量在索結(jié)構(gòu)處于At。和A。兩種狀態(tài)時(shí)的具體數(shù)值。在初始時(shí)刻，Ct0就等于C。，Tt0和d。是At0的參數(shù)，Ct0由At。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；在索結(jié)構(gòu)服役過程中，按照“本方法的索·結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”不斷實(shí)測計(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)(稱為“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量!"”，向量Tt的定義方式與向量T。的定義方式相同)；如果Tt等于廣，則不需要對Attj進(jìn)行更新，否則需要對Attj和Tttj進(jìn)行更新，更新方法是第一步計(jì)算Tt與T。的差，Tt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，Tt與T0的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Tt減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；第二步對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#。，更新Attj的同時(shí)，I"。所有元素?cái)?shù)值也用Tt的所有元素?cái)?shù)值對應(yīng)代替，即更新了 1"。，這樣就得到了正確地對應(yīng)于Attj的Tttj ;更新Cttj的方法是當(dāng)更新Attj后，通過力學(xué)計(jì)算得到Attj中所有被監(jiān)測量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成C\。索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測量的當(dāng)前值組成被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C(定義見式(3))。C = [C1 C2 · · · Cj · · · CJt(3)式(3)中C」(j = 1，2，3，.......，M)是索結(jié)構(gòu)中第j個(gè)被監(jiān)測量的當(dāng)前值，該分
量&依據(jù)編號規(guī)則與對應(yīng)于同一“被監(jiān)測量”。在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同一時(shí)刻，實(shí)測得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前實(shí)測數(shù)值，組成被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C。3.建立和更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC的方法。索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC是不斷更新的，即在更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型At0和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj的同時(shí)，更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC。具體方法如下在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Attj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次計(jì)算，計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有被評估對象的數(shù)量。每一次計(jì)算假設(shè)只有一個(gè)被評估對象在初始損傷(用向量d。的對應(yīng)元素表示)的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位角位移，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設(shè)該支承索有單位損傷(例如取5%、10%、20%或30%等損傷為單位損傷)，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)方向的角位移分量，就假設(shè)該支座在該位移方向發(fā)生單位角位移(例如取十萬分之一弧度、十萬分之二弧度、十萬分之三弧度等為單位角位移)，用Duk記錄這一單位損傷或單位角位移，其中k表示發(fā)生單位損傷或單位角位移的被評估對象的編號。用“單位損傷或單位角位移向量Du”(如式(4)所示)記錄所有的單位損傷或單位角位移。每一次計(jì)算中出現(xiàn)單位損傷或單位角位移的被評估對象不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)單位損傷或單位角位移的被評估對象，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)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個(gè)被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量(當(dāng)假設(shè)第k個(gè)被評估對象有單位損傷或單位角位移時(shí)，可用式(5)表示被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量C/ );每一次計(jì)算得到被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量Γ/減去被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj后再除以該次計(jì)算所假設(shè)的單位損傷或單位角位移數(shù)值Duk，所得向量就是此條件下(以有單位損傷或單位角位移的被評估對象的編號為標(biāo)記)的被監(jiān)測量單位變化向量(當(dāng)?shù)趉個(gè)被評估對象有單位損傷或單位角位移時(shí)，用S Ck表示被監(jiān)測量單位變 化向量，定義見式(6))，被監(jiān)測量單位變化向量的每一元素表示由于計(jì)算時(shí)假定有單位損傷或單位角位移的那個(gè)被評估對象的單位損傷或單位角位移而引起的該元素所對應(yīng)的被監(jiān)測量的單位改變量；有N個(gè)被評估對象就有N個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量，由于有M個(gè)被監(jiān)測量，所以每個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量有M個(gè)元素，由這N個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量依次組成有MXN個(gè)元素的被監(jiān)測量單位變化矩陣AC, AC的定義如式(6)所示。Du = [Dul Du2 · · · Duk · · · DJt(4)式(4)中單位損傷或單位角位移向量Du的元素Duk (k = 1,2, 3,…….，N)表示第k個(gè)被評估對象的單位損傷或單位角位移數(shù)值。Cf =[C^ C1n · · · C7 · · · C*f]r(V式(5)中元素Ctjk (k=l, 2, 3，......·，N ;j = I, 2，3，......·，M)表示由于第 k 個(gè)被
評估對象有單位損傷或單位角位移時(shí)，依據(jù)編號規(guī)則所對應(yīng)的第j個(gè)被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算量。SCi =^-^-(6)
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AC21 AC22 · AC2jt · AC2>iVAC=(7)
· · · · ·
Α(- . h' ·· Α(^·Μ,Ν_式(7)中八(^,(1^1，2，3，…….，N;j=l，2，3，……·，Μ)表示僅由于第k根被評估對象有單位損傷或單位角位移而引起的、依據(jù)編號規(guī)則所對應(yīng)的第j個(gè)被監(jiān)測量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值的單位變化(代數(shù)值)，被監(jiān)測量單位變化向量S Ck實(shí)際上是矩陣AC中的一列。4.被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C (計(jì)算或?qū)崪y)同被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C。、單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△ C、單位損傷或單位角位移向量Du和被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d間的近似線性關(guān)系，如式(8)或式(9)所示。被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的定義參見式(10)。(. = (l+M、d(8)(-C,=AC J(9)d = [(I1 d2 · · · dk · · · dN]T(10)式(10)中dk(k=l，2，3，…….，N)是索結(jié)構(gòu)中第k個(gè)被評估對象的當(dāng)前健康狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根索(或拉桿)，那么dk表示其當(dāng)前損傷，dk為O時(shí)表示無損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時(shí)表示喪失相應(yīng)比例的承載能力，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)角位移分量，那么dk表示其當(dāng)前位移數(shù)值?？捎檬?11)定義的線性關(guān)系誤差向量e表示式(8)或式(9)所示線性關(guān)系的誤差。e = ahs{M '*d-C+ C0)(II.)式(11)中abs()是取絕對值函數(shù),對括號內(nèi)求得的向量的每一個(gè)元素取絕對值。本方法的第二部分基于知識庫(含參量)和實(shí)測被監(jiān)測量的索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估 方法。由于式(8)或式(9)所表示的線性關(guān)系存在一定誤差，因此不能簡單根據(jù)式(8)或式(9)和實(shí)測被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C來直接求解得到被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d。如果這樣做了，得到的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d中的元素甚至?xí)霈F(xiàn)較大的負(fù)值，也就是負(fù)損傷，這明顯是不合理的。因此獲得被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的可接受的解(即帶有合理誤差，但可以比較準(zhǔn)確的從索系統(tǒng)中確定受損索的位置及其損傷程度)成為一個(gè)合理的解決方法，可用式(12)來表達(dá)這一方法。abs(Air -(+Co) < g(12)式(12)中abs()是取絕對值函數(shù)，向量g描述偏離理想線性關(guān)系(式(8)或式(9))的合理偏差，由式(13)定義。g = Lg1 g2 * · · gj · · · gM]T(13)式(13)中g(shù)j(j=l，2，3，…….，Μ)描述了偏離式(8)或式(9)所示的理想線性關(guān)系的最大允許偏差。向量g可根據(jù)式(11)定義的誤差向量e試算選定。在被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C。、單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC、實(shí)測被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C已知時(shí)，可以利用合適的算法(例如多目標(biāo)優(yōu)化算法)求解式(12)，獲得被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的可接受的解。定義被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da (見式(14))，被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的元素可以根據(jù)式(15)計(jì)算得到，也就是得到了被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量d%從而可由da確定被評估對象的健康狀態(tài)。da = [dax d°2 · · · dk · · · d(^J(14)式(14)中d\(k=l，2，3，…….，N)表示第k個(gè)被評估對象的當(dāng)前實(shí)際健康狀態(tài)，其定義見式(15)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根索(或拉桿)，那么d\表示其當(dāng)前實(shí)際損傷，d\為O時(shí)表示無損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時(shí)表示喪失相應(yīng)比例的承載能力，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)角位移分量，那么dak表示其當(dāng)前實(shí)際角位移數(shù)值，向量da的元素的編號規(guī)則與式(I)中向量d。的元素的編號規(guī)則相同。
,a i l — (l — dok)(l-dk)’如果該元素對應(yīng)于一根支承索df =<(15)
V0A-M-，如果該元素對應(yīng)于一個(gè)支座的一個(gè)平移位移分量式(15)中dok(k=l，2，3，…….,N)是向量d。的第k個(gè)元素，dk是向量d的第k個(gè)元素。
下面敘述得到了被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da后，如何確定松弛索的位置和松弛程度。由前可知索結(jié)構(gòu)中共有M1根支承索，索結(jié)構(gòu)索力數(shù)據(jù)由M1根支承索的索力來描述。可用“初始索力向量F?！北硎舅鹘Y(jié)構(gòu)中所有支承索的初始索力(定義見式(16))。Fo= [Fol Fo2 ··· F · · · FomJ(16)式(16)中F0(h=l，2，3，……·，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的初始索力，該元素依據(jù)編號規(guī)則對應(yīng)于指定支承索的索力。向量F。是 常量。在實(shí)測得到T。的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測量計(jì)算得到所有支承索的索力數(shù)據(jù)，所有這些索力數(shù)據(jù)組成初始索力向量F。。在建立索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)實(shí)際上使用了向量F。。將被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da中與支承索相關(guān)的M1個(gè)元素取出，組成支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(Γ，支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量Cfa的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號規(guī)則相同。支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(Γ的第h個(gè)元素表示索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前實(shí)際損傷量，h=l, 2，3，…….，M1 ;當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT中數(shù)值不為O的元素對應(yīng)于有健康問題的支承索，對這些有健康問題的支承索進(jìn)行無損檢測，經(jīng)無損檢測查明該支承索沒有損傷后，那么該元素?cái)?shù)值(用(Th表示)表示該支承索與cTh損傷值力學(xué)等效的松弛，由此就確定了松弛索，具體松弛量的計(jì)算方法在下面說明。本方法中用“當(dāng)前索力向量F”表示實(shí)測得到的索結(jié)構(gòu)中所有支承索的當(dāng)前索力(定義見式(17))。F =^F1 F2 ··· Fh · · · FMi ]Γ(17)式(17)中Fh(h=l，2，3，…….，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前索力。在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同一時(shí)刻，實(shí)測得到索結(jié)構(gòu)中所有支承索的索力數(shù)據(jù)，所有這些索力數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索力向量F。向量F的元素與向量F。的元素的編號規(guī)則相同。依據(jù)前面的敘述，向量I"。等于向量本方法中，在支承索初始狀態(tài)下，在索結(jié)構(gòu)的穩(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Τ。表示時(shí)，且支承索處于自由狀態(tài)(自由狀態(tài)指索力為0，后同)時(shí)，支承索的長度稱為初始自由長度，用“初始自由長度向量I?！北硎舅鹘Y(jié)構(gòu)中所有支承索的初始自由長度(定義見式(18))。依據(jù)“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”通過向量Τ?？梢源_定在得到向量Τ。時(shí)刻的所有支承索的溫度分布。/0=[/01 /ο2 · · · /ο · · · ioMJim式(18)中…….，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的初始自由長度。向量I。是常量，在開始時(shí)確定后，就不再變化。類似的，在支承索初始狀態(tài)下，在索結(jié)構(gòu)的穩(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。表示時(shí)，且支承索處于自由狀態(tài)時(shí)，支承索的橫截面面積稱為初始自由橫截面面積，用“初始自由橫截面面積向量A?！北硎舅鹘Y(jié)構(gòu)中所有支承索的初始自由橫截面面積(定義見式(19))，支承索的單位長度的重量稱為初始自由單位長度的重量，用“初始自由單位長度的重量向量ω。”表示索結(jié)構(gòu)中所有支承索的初始自由單位長度的重量(定義見式
(20))。
A0 = [4,! 4 · m · A1 · · · AoMi J(19)式(19)中AA(h=l，2，3，…….，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的初始自由橫截面面
積。向量A。是常量，在開始時(shí)確定后，就不再變化。ω0=[ω01 ωο2 ··· ω0 · * ·(20)式(20)中coA(h=l，2，3，…….，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的初始自由自由單
位長度的重量。向量ω。是常量，在開始時(shí)確定后，就不再變化。本方法中，在索結(jié)構(gòu)的穩(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f。表 示時(shí)，用“當(dāng)前初始自由長度向量ItJ表示索結(jié)構(gòu)中所有支承索的當(dāng)前初始自由長度(定義見式(21)，指假設(shè)支承索索力為O時(shí)，考慮了熱膨脹系數(shù)和溫度變化對支承索自由長度的影響后，初始自由長度向量I。和初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。表示的支承索在溫度用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tttj表示時(shí)的支承索自由長度)。依據(jù)“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”，通過向量A可以確定在得到向量Tttj時(shí)刻的所有支承索的溫度分布。/=[4 /2 ···/,·· · ILuJ(21)式(21)中IttjhOi=I, 2，3，…….，Ml)是在索結(jié)構(gòu)的穩(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Tttj表示時(shí)，索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前初始自由長度，可以利用支承索的熱膨脹系數(shù)、ioh> T0和Tttj通過常規(guī)物理計(jì)算得到1\。向量(Γ的元素、向量F的元素、向量I。的元素、向量P。的元素、向量A。的元素、向量ω。的兀素與向量F。的兀素的編號規(guī)則相同,這些向量的相同編號的兀素表不同一個(gè)支承索的不同信息。本方法中，在索結(jié)構(gòu)的穩(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f。表示時(shí)，用“當(dāng)前自由長度向量I”表示索結(jié)構(gòu)中所有支承索的當(dāng)前自由長度(定義見式(22)，此時(shí)支承索可能是完好的，也可能是受損的，也可能是松弛的)。I =[/, I2 ··· Ih ·· · /蝴](22)式(22)中l(wèi)h(h=l，2，3，…….，Ml)是索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前自由長度。本方法中，用“自由長度改變向量Al”(或稱支承索當(dāng)前松弛程度向量)表示索結(jié)構(gòu)中所有支承索的自由長度的改變量(定義見式(23)和式(24))。Al = [Δ/ Δ/2 · · · Δ/α · · · MmJ(23)式(23)中Alh(h=l，2，3，…….，Ml)是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的自由長度的改變量，其定義見式(24)，Λ Ih不為O的索為松弛索，Λ Ih的數(shù)值為索的松弛量，并表示索系統(tǒng)第h根支承索的當(dāng)前松弛程度，也是調(diào)整索力時(shí)該索的索長調(diào)整量。AIh =Ih-Itoh(24)在本方法中通過將松弛索同受損索進(jìn)行力學(xué)等效來進(jìn)行松弛索的松弛程度識別，等效的力學(xué)條件是一、兩等效的索的無松弛和無損傷時(shí)的初始自由長度、幾何特性參數(shù)及材料的力學(xué)特性參數(shù)相同；二、松弛或損傷后，兩等效的松弛索和損傷索的索力和變形后的總長相同。滿足上述兩個(gè)等效條件時(shí)，這樣的兩根支承索在結(jié)構(gòu)中的力學(xué)功能就是完全相同的，即如果用等效的受損索代替松弛索后，索結(jié)構(gòu)不會發(fā)生任何變化，反之亦然。得到了支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT后，cT的第h個(gè)元素(fah (h=l，2，3，…….,Ml)表示第h根支承索的實(shí)際損傷值，雖然將d'稱為第h根索的實(shí)際損傷值或第h根索的實(shí)際損傷程度，但由于第h根支承索可能是受損也可能是松弛，所以(Γ的第h個(gè)元素d'表示的第h根支承索的實(shí)際損傷值實(shí)際上是第h根支承索的實(shí)際等效損傷值，當(dāng)?shù)趆根支承索實(shí)際上是受損時(shí)，dcah就表示的第h根支承索的實(shí)際損傷值，當(dāng)?shù)趆根支承索實(shí)際上是松弛時(shí)，dah就表示的第h根支承索的與松弛等效的實(shí)際損傷值，為敘述方便，在本方法中稱d\為O時(shí)表示第h根支承索無損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時(shí)表示第h根支承索喪失相應(yīng)比例的承載能力，通過支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT后就可以識別出健康狀態(tài)出現(xiàn)問題的支承索，但這些健康狀態(tài)出現(xiàn)問題的支承索中有些是受損了，有些是松弛了，如果第h個(gè)支承索實(shí)際上是發(fā)生松弛了(其當(dāng)前松弛程度用Alh定義)，那么松弛的第h個(gè)支承索的當(dāng)前松弛程度Alh (Alh的定義見式(23))同等效的受損索的當(dāng)前實(shí)際損傷程度(Th之間的關(guān)系由前述兩項(xiàng)力學(xué)等效條件確定。Λ Ih同cTh之間的具體關(guān)系可以采用多種方法實(shí)現(xiàn)，例如可以直接根據(jù)前述等效條件確定(參見式(25))，也可采用基于Ernst等效彈性模量代替式(25 )中的E進(jìn)行修正后確定(參見式(26 ))，也可以采用基于有限元法的試算法等其它方法來確定。
權(quán)利要求
1. 一種溫度變化索力監(jiān)測的問題索和支座角位移識別方法，其特征在于所述方法包括 a.為敘述方便起見，本方法統(tǒng)一稱被評估的支承索和支座角位移分量為被評估對象，設(shè)被評估的支承索的數(shù)量和支座角位移分量的數(shù)量之和為N，即被評估對象的數(shù)量為N ;確定被評估對象的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的被評估對象編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；本方法用變量k表示這一編號，k= 1,2,3, ...，N;設(shè)索系統(tǒng)中共有M1根支承索，索結(jié)構(gòu)索力數(shù)據(jù)包括這M1根支承索的索力，顯然M1小于被評估對象的數(shù)量N ;僅僅通過M1個(gè)支承索的M1個(gè)索力數(shù)據(jù)來求解未知的N個(gè)被評估對象的狀態(tài)是不可能的，本方法在監(jiān)測全部M1根支承索索力的基礎(chǔ)上，在索結(jié)構(gòu)上人為增加M2根索，稱為傳感索，在索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測過程中將監(jiān)測這新增加的仏根傳感索的索力；綜合上述被監(jiān)測量，整個(gè)索結(jié)構(gòu)共有M根索的M個(gè)索力被監(jiān)測，即有M個(gè)被監(jiān)測量，其中M為M1與M2之和；M應(yīng)當(dāng)大于被評估對象的數(shù)量N ;新增加的M2根傳感索的剛度同索結(jié)構(gòu)的任意一根支承索的剛度相比，應(yīng)當(dāng)小得多；新增加的M2根傳感索的各傳感索的索力應(yīng)當(dāng)比索結(jié)構(gòu)的任意一根支承索的索力小得多，這樣可以保證即使這新增加的M2根傳感索出現(xiàn)了損傷或松弛，對索結(jié) 構(gòu)其他構(gòu)件的應(yīng)力、應(yīng)變、變形的影響微乎其微；新增加的M2根傳感索的橫截面上正應(yīng)力應(yīng)當(dāng)小于其疲勞極限，這些要求可以保證新增加的M2根傳感索不會發(fā)生疲勞損傷；新增加的M2根傳感索的兩端應(yīng)當(dāng)充分錨固，保證不會出現(xiàn)松弛；新增加的M2根傳感索應(yīng)當(dāng)?shù)玫匠浞值姆栏g保護(hù)，保證新增加的仏根傳感索不會發(fā)生損傷和松弛；為方便起見，在本方法中將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的所有參量”簡稱為“被監(jiān)測量”;給M個(gè)被監(jiān)測量連續(xù)編號，本方法用用變量j表示這一編號，j=l，2，3，…，M，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；在本方法中新增加的M2根傳感索作為索結(jié)構(gòu)的一部分，后文再提到索結(jié)構(gòu)時(shí)，索結(jié)構(gòu)包括增加M2根傳感索前的索結(jié)構(gòu)和新增加的M2根傳感索，也就是說后文提到索結(jié)構(gòu)時(shí)指包括新增加的M2根傳感索的索結(jié)構(gòu)；因此后文提到按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”測量計(jì)算得到“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”時(shí)，其中的索結(jié)構(gòu)包括新增加的M2根傳感索，得到的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”包括新增加的M2根傳感索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，獲得新增加的M2根傳感索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的方法同于索結(jié)構(gòu)的M1根支承索的穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的獲得方法，在后文不再一一交代；測量得到新增加的仏根傳感索的索力的方法同于索結(jié)構(gòu)的M1根支承索的索力的測量方法，在后文不再一一交代；對索結(jié)構(gòu)的支承索進(jìn)行任何測量時(shí)，同時(shí)對新增加的仏根傳感索進(jìn)行同樣的測量，在后文不再一一交代；新增加的仏根傳感索除了不發(fā)生損傷和松弛外，對新增加的M2根傳感索的信息量的要求和獲得方法與索結(jié)構(gòu)的支承索的信息量的要求和獲得方法相同，在后文不再--交代；在后文建立索結(jié)構(gòu)的各種力學(xué)模型時(shí)，將新增加的M2根傳感索視同索結(jié)構(gòu)的支承索對待；在后文中，除了提到支承索的損傷和松弛的場合外，當(dāng)提到支承索時(shí)所說的支承索包括索結(jié)構(gòu)的支承索和新增加的M2根傳感索；本方法中對同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測的任何兩次測量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測量記錄數(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)的溫度測量計(jì)算方法”按步驟bl至b3進(jìn)行； bl :查詢或?qū)崪y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個(gè)陰天，在本方法中將白天不能見到太陽的一整日稱為陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的O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)天一定可以看見太陽，可以查詢資料或通過常規(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O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△ I；;查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來的氣象資料或?qū)崪y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ATh,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，后面將通過實(shí)測得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測得到的溫度數(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“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測量索結(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，對于支承索沿每一個(gè)測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個(gè)點(diǎn)，即僅僅測量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測量所有被選取點(diǎn)的溫度，測得的溫度稱為“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、“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“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)測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測量索結(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，對于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測量索結(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)，后面將通過實(shí)測得到這HBE個(gè)“測量索結(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，通過傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測量索結(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)測量氣溫要求選取一個(gè)位置，將在此位置實(shí)測得到符合氣象學(xué)測量氣溫要求的索結(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，稱為向陽面，參考平板的向陽面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽面應(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，參考平板的非向陽面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度； b2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測得到上述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)測數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測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)測得到符合氣象學(xué)測量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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)測數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測數(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ATemax ；由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測數(shù)據(jù)序列通過常規(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；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(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面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(shù)據(jù)序列中 的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽面的溫度的實(shí)測數(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 ;通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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)測數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(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)測數(shù)據(jù)序列通過常規(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；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測得到當(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Δ Ttmax ; b3 :測量計(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Λ 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)，在前面測量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差ΛΤ_Χ不大于參考日溫差Λ ；，且參考平板最大溫差A(yù)Tpmax減去2攝氏度后不大于Λ 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)間的變化率的絕對值不大于每小時(shí)O. 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)間的變化率的絕對值不大于每小時(shí)O. 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” Λ 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)刻測量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測分析；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)測數(shù)據(jù)”和“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過常規(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“ΗΒΕ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)對應(yīng)相等時(shí)，且“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”與“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對應(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)測數(shù)據(jù)”，“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”稱為“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實(shí)測數(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“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值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以Λ Th得到的數(shù)值，為方便敘述取Λ 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)的溫度測量計(jì)算方法”直接測量計(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)測得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同一時(shí)刻，直接測量計(jì)算得到所有支承索的初始索力，組成初始索力向量F。；依據(jù)索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、竣工數(shù)據(jù)得到所有支承索在自由狀態(tài)即索力為O時(shí)的長度、在自由狀態(tài)時(shí)的橫截面面積和在自由狀態(tài)時(shí)的單位長度的重量，以及獲得這三種數(shù)據(jù)時(shí)所有支承索的溫度，在此基礎(chǔ)上利用所有支承索的隨溫度變化的物理性能參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)，按照常規(guī)物理計(jì)算得到所有支承索在初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。條件下的索力為O時(shí)所有支承索的長度、索力為O時(shí)所有支承索的橫截面面積以及索力為O時(shí)所有支承索的單位長度的重量，依次組成支承索的初始自由長度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長度的重量向量，支承索的初始自由長度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長度的重量向量的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號規(guī)則相同；在實(shí)測得到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，直接測量計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)包括表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)、所有被監(jiān)測量的初始數(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)測量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的編號規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用能表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量d。，向量d。表示用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示的索結(jié)構(gòu)的被評估對象的初始健康狀態(tài)；被評估對象初始損傷向量d。的元素個(gè)數(shù)等于N，d。的元素與被評估對象是對應(yīng)關(guān)系，向量d。的兀素的編號規(guī)則與被評估對象的編號規(guī)則相同；如果d。的某一個(gè)元素對應(yīng)的被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d。的該元素的數(shù)值代表對應(yīng)支承索的初始損傷程度，若該元素的數(shù)值為O，表示該元素所對應(yīng)的支承索是完好的，沒有損傷的，若其數(shù)值為100 %，則表示該元素所對應(yīng)的支承索已經(jīng)完全喪失承載能力，若其數(shù)值介于O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d。的某一個(gè)元素對應(yīng)的被評估對象是某一個(gè)支座的某一個(gè)角位移分量，那么d。的該元素的數(shù)值代表這個(gè)支座的該角位移分量的初始數(shù)值；如果沒有支承索的無損檢測數(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)為索結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷無松弛狀態(tài)時(shí)，向量d。中與支承索相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O，如果沒有索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始角位移為O時(shí)，向量d。中與索結(jié)構(gòu)支座角位移相關(guān)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)指索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(shù)據(jù)指在建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)，索結(jié)構(gòu)支座相對于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的角位移； 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)測數(shù)據(jù)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始角位移測量數(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)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)測數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5% ;對應(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?！?;對應(yīng)于A。的被評估對象健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量d。表示；對應(yīng)于A。的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值用被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。表示；第一次建立計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj和“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量TtJ ;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Attj和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj時(shí)，索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Attj就等于索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj就等于被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。.,At0對應(yīng)的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”稱為“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量IV’，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Attj時(shí)，Tt0就等于T。-At0的被評估對象的初始健康狀態(tài)與A。的被評估對象的健康狀態(tài)相同，也用被評估對象初始損傷向量d。表示，在后面的循環(huán)過程中Attj的被評估對象的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d。表示；T0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)測量的初始數(shù)值與C。表示的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值相同，因此也可以說C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；1"。和d。是Attj的參數(shù)，Ct0由At0的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成； e.從這里進(jìn)入由第e步到第ο步的循環(huán)；在索結(jié)構(gòu)服役過程中，不斷按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”不斷實(shí)測計(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)，“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)稱為“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt'向量Tt的定義方式與向量T。的定義方式相同；在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同時(shí)，對新增加的M2根傳感索進(jìn)行無損檢測，從中鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索，依據(jù)被監(jiān)測量編號規(guī)則，從本方法之前出現(xiàn)的按照被監(jiān)測量編號規(guī)則編號的各向量中去除與鑒別出的出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索對應(yīng)的元素，在本方法之后出現(xiàn)的各向量和矩陣中也不再出現(xiàn)與鑒別出的出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索對應(yīng)的元素，在本方法之后提到傳感索時(shí)不再包括這里被鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索，在本方法之后提到被監(jiān)測量時(shí)不再包括這里被鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索的索力；從索結(jié)構(gòu)上鑒別出幾根出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索，就將M2和M減小同樣的數(shù)量；在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同一時(shí)刻，實(shí)測得到索結(jié)構(gòu)中所有M1根支承索的索力數(shù)據(jù)，所有這些索力數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索力向量F，向量F的元素與向量F。的元素的編號規(guī)則相同；在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同一時(shí)刻，實(shí)測計(jì)算得到所有M1根支承索的兩個(gè)支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)，兩個(gè)支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)在水平方向分量的差就是兩個(gè)支承端點(diǎn)水平距離，所有支承索的兩個(gè)支承端點(diǎn)水平距離數(shù)據(jù)組成當(dāng)前支承索兩支承端點(diǎn)水平距離向量，當(dāng)前支承索兩支承端點(diǎn)水平距離向量的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號規(guī)則相同； f.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt,按照步驟fl至f3更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tttj ； fl.比較Tt與Tt0,如果Tt等于浐。，則At。、Ct0和Tttj保持不變；否則需要按下列步驟對AVUt0和Tt0進(jìn)行更新； f2.計(jì)算Tt與T。的差，Tt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，Tt與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Tt減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化； f3.對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#。，更新Y。、的同時(shí)，I"。所有元素?cái)?shù)值也用Tt的所有元素?cái)?shù)值對應(yīng)代替，即更新了 1"。，這樣就得到了正確地對應(yīng)于Attj的Tttj ;更新Cttj的方法是當(dāng)更新Attj后，通過力學(xué)計(jì)算得到Attj中所有被監(jiān)測量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成Ct0 -X0的支承索的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d。表示； g.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Attj的基礎(chǔ)上按照步驟gl至g4進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣Λ C和單位損傷或單位角位移向量Du ; gl.索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△ C是不斷更新的，即在更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型#。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt0之后，必須接著更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△ C和單位損傷或單位角位移向量Du ; g2.在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Attj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)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個(gè)評估對象就有N次計(jì)算；依據(jù)被評估對象的編號規(guī)則，依次進(jìn)行計(jì)算；每一次計(jì)算假設(shè)只有一個(gè)被評估對象在原有損傷或角位移的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位角位移，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設(shè)該支承索再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)方向的角位移分量，就假設(shè)該支座在該位移方向再增加單位角位移，用Duk記錄這一增加的單位損傷或單位角位移，其中k表示增加單位損傷或單位角位移的被評估對象的編號，Duk是單位損傷或單位角位移向量Du的一個(gè)元素，單位損傷或單位角位移向量Du的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同；每一次計(jì)算中再增加單位損傷或單位角位移的被評估對象不同于其它次計(jì)算中再增加單位損傷或單位角位移的被評估對象，每一次計(jì)算都利用力學(xué)方法計(jì)算索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個(gè)被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量，被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量的元素編號規(guī)則與被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的兀素編號規(guī)則相同； g3.每一次計(jì)算得到的被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量減去被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj得到一個(gè)向量，再將該向量的每一個(gè)元素都除以該次計(jì)算所假設(shè)的單位損傷或單位角位移數(shù)值，得到一個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量，有N個(gè)被評估對象就有N個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量；g4.由這N個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量按照N個(gè)被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有N列的索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△ C ;索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC的每一列對應(yīng)于一個(gè)被監(jiān)測量單位變化向量；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣ΛC的每一行對應(yīng)于同一個(gè)被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或單位角位移時(shí)的不同的單位變化幅度；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣AC的列的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同，索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△(的行的編號規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同； h.在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的同時(shí)，實(shí)測得到在獲得當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt的時(shí)刻的同一時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前實(shí)測數(shù)值，組成被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C ;被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Cttj與被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的定義方式相同，三個(gè)向量的相同編號的元素表示同一被監(jiān)測量在不同時(shí)刻的具體數(shù)值； i.定義被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素個(gè)數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素和被評估對象之間是一一對應(yīng)關(guān)系，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素?cái)?shù)值代表對應(yīng)被評估對象的名義損傷程度或名義角位移；向量d的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同； j.依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C同被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。、索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣△ C、單位損傷或單位角位移向量Du和待求的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d間存在的近似線性關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1，式I中除d外的其它量均為已知，求解式I就可以算出被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d ； C =I k.定義被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da，被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的元素個(gè)數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的元素和被評估對象之間是一一對應(yīng)關(guān)系，被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的元素?cái)?shù)值代表對應(yīng)被評估對象的實(shí)際損傷程度或?qū)嶋H角位移；向量da的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同； I.利用式2表達(dá)的被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的第k個(gè)元素d\同被評估對象初始損傷向量d。的第k個(gè)元素(I。,和被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的第k個(gè)元素dk間的關(guān)系，計(jì)算得到被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da的所有元素； \-{l-dok){l-dk),如果該元素對應(yīng)于一根支承索k \dok+dk ,如果該元素對應(yīng)于一個(gè)支座的一個(gè)平移位移分量$ 2式2中k=l，2，3，…….，N, d\表示第k個(gè)被評估對象的當(dāng)前實(shí)際健康狀態(tài)，d\為 時(shí)表示第k個(gè)被評估對象無健康問題，d\數(shù)值不為O時(shí)表示第k個(gè)被評估對象是有健康問題的被評估對象，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d\表示其當(dāng)前健康問題的嚴(yán)重程度，有健康問題的支承索可能是松弛索、也可能是受損索，d\數(shù)值反應(yīng)了該支承索的松弛或損傷的程度，如果該被評估對象是一個(gè)支座的一個(gè)角位移分量，那么d\表示其當(dāng)前實(shí)際角位移數(shù)值；所以根據(jù)被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da能夠確定有哪些支承索有健康問題及其嚴(yán)重程度，確定有哪些支座發(fā)生了角位移及其數(shù)值； m.將被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量da中與M1根支承索相關(guān)的M1個(gè)元素取出，組成支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT，支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號規(guī)則相同；支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT的第h個(gè)元素表示索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前實(shí)際損傷量，h=l, 2，3，…….，M1 ;支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(Γ中數(shù)值不為O的元素對應(yīng)于有健康問題的支承索，從這些有健康問題的支承索中鑒別出受損索，剩下的就是松弛索，支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT中與松弛索對應(yīng)于的元素?cái)?shù)值表達(dá)的是與松弛索松弛程度力學(xué)等效的當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度； η.利用在當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt條件下的、在第m步鑒別出的松弛索及用支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT表達(dá)的這些松弛索的、與其松弛程度力學(xué)等效的當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度，利用在第e步獲得的在當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt條件下的當(dāng)前索力向量F和當(dāng)前支承索兩支承端點(diǎn)水平距離向量，利用在第c步獲得的在初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。條件下的支承索的初始自由長度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長度的重量向量、初始索力向量F。，利用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt表示的支承索當(dāng)前穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第c步獲得的在初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。表示的支承索初始穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第c步獲得的索結(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)，計(jì)入溫度變化對支承索物理、力學(xué)和幾何參數(shù)的影響，通過將松弛索同受損索 進(jìn)行力學(xué)等效來計(jì)算松弛索的、與當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度等效的松弛程度，等效的力學(xué)條件是一、兩等效的索的無松弛和無損傷時(shí)的初始自由長度、幾何特性參數(shù)、密度及材料的力學(xué)特性參數(shù)相同；二、松弛或損傷后，兩等效的松弛索和損傷索的索力和變形后的總長相同；滿足上述兩個(gè)等效條件時(shí)，這樣的兩根支承索在索結(jié)構(gòu)中的力學(xué)功能就是完全相同的，即如果用等效的松弛索代替受損索后，索結(jié)構(gòu)不會發(fā)生任何變化，反之亦然；依據(jù)前述力學(xué)等效條件求得那些被判定為松弛索的松弛程度，松弛程度就是支承索自由長度的改變量，也就是確定了那些需調(diào)整索力的支承索的索長調(diào)整量；這樣就實(shí)現(xiàn)了支承索的松弛識別和損傷識別；計(jì)算時(shí)所需索力由當(dāng)前索力向量F對應(yīng)元素給出； O.回到第e步,開始由第e步到第ο步的下一次循環(huán)。
全文摘要
溫度變化索力監(jiān)測的問題索和支座角位移識別方法基于索力監(jiān)測，通過監(jiān)測索結(jié)構(gòu)溫度和環(huán)境溫度來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，得到計(jì)入索結(jié)構(gòu)溫度和環(huán)境溫度的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，在此模型的基礎(chǔ)上計(jì)算獲得單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣。依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量同被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量、單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣、單位損傷或單位角位移向量和待求的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量間存在的近似線性關(guān)系算出被評估對象當(dāng)前名義損傷向量的非劣解，據(jù)此可以在有溫度變化時(shí)，快速識別出受損索、松弛索和支座角位移。
文檔編號G01M99/00GK102735461SQ201210173540
公開日2012年10月17日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者萬江, 韓佳邑, 韓玉林 申請人:東南大學(xué)