索力監(jiān)測(cè)問(wèn)題索集中載荷廣義位移遞進(jìn)式識(shí)別方法
【專利摘要】混合監(jiān)測(cè)問(wèn)題索集中載荷廣義位移遞進(jìn)式識(shí)別方法基于混合監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)溫度和環(huán)境溫度來(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(cè)量數(shù)值變化矩陣。依據(jù)被監(jiān)測(cè)量當(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被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)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)，同時(shí)識(shí)別出支座廣義位移、集中載荷變化量和問(wèn)題索。
【專利說(shuō)明】索力監(jiān)測(cè)問(wèn)題索集中載荷廣義位移遞進(jìn)式識(shí)別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)”，并將索結(jié)構(gòu)的所有承載索、承載纜，及所有僅承受軸向拉伸或軸向壓縮載荷的桿件(又稱為二力桿件)，為方便起見(jiàn)統(tǒng)一稱為“索系統(tǒng)”，本方法中用“支承索”這一名詞指稱承載索、承載纜及僅承受軸向拉伸或軸向壓縮載荷的桿件，有時(shí)簡(jiǎn)稱為“索”，所以在后面使用“索”這個(gè)字的時(shí)候，對(duì)桁架結(jié)構(gòu)實(shí)際就是指二力桿件。支承索的受損和松弛對(duì)索結(jié)構(gòu)安全是一項(xiàng)重大威脅，本方法將受損索和松弛索統(tǒng)稱為有健康問(wèn)題的支承索，簡(jiǎn)稱為問(wèn)題索。在結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，對(duì)支承索或索系統(tǒng)的健康狀態(tài)的正確識(shí)別關(guān)系到整個(gè)索結(jié)構(gòu)的安全。在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，索結(jié)構(gòu)的溫度一般也會(huì)隨著發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時(shí)，索結(jié)構(gòu)支座可能發(fā)生廣義位移，索結(jié)構(gòu)承受的集中載荷也可能發(fā)生變化，實(shí)際上即使索結(jié)構(gòu)的溫度不發(fā)生變化，索結(jié)構(gòu)承受的集中載荷也可能單獨(dú)發(fā)生變化，同時(shí)索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)也可能在發(fā)生變化，在這種復(fù)雜條件下，本方法基于索力監(jiān)測(cè)(本方法將被監(jiān)測(cè)的索力稱為“被監(jiān)測(cè)量”)來(lái)識(shí)別支座廣義位移、問(wèn)題索和索結(jié)構(gòu)承受的集中載荷的變化量，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)支座廣義位移和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的變化，是目前迫切需要解決的問(wèn)題；剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)支座廣義位移識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別索結(jié)構(gòu)支座廣義位移，也是目前迫切需要解決的問(wèn)題；同樣的，剔除結(jié)構(gòu)溫度變化、索結(jié)構(gòu)支座廣義位移和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化對(duì)結(jié)構(gòu)承受的集中載荷的變化量的識(shí)別結(jié)果的影響，對(duì)結(jié)構(gòu)安全同樣具有重要意義?；诮Y(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)，本方法公開(kāi)了一種解決這三個(gè)問(wèn)題的有效方法。
[0003]支承索受損、松弛對(duì)索結(jié)構(gòu)安全是一項(xiàng)重大威脅，基于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)來(lái)識(shí)別集中載荷的變化和索結(jié)構(gòu)的索系統(tǒng)中的問(wèn)題索是一種極具潛力的方法。
[0004]當(dāng)索結(jié)構(gòu)承受的集中載荷出現(xiàn)變化時(shí)、或索結(jié)構(gòu)發(fā)生支座廣義位移、或索結(jié)構(gòu)的溫度發(fā)生變化時(shí)、或索系統(tǒng)的健康狀態(tài)發(fā)生變化(例如發(fā)生損傷、松弛)時(shí)、或者四種情況同時(shí)發(fā)生時(shí)，會(huì)弓I起索結(jié)構(gòu)的可測(cè)量參數(shù)的變化，例如會(huì)弓I起索力的變化，會(huì)影響索結(jié)構(gòu)的變形或應(yīng)變，會(huì)影響索結(jié)構(gòu)的形狀或空間坐標(biāo)，會(huì)引起過(guò)索結(jié)構(gòu)的每一點(diǎn)的任意假想直線的角度坐標(biāo)的變化(例如結(jié)構(gòu)表面任意一點(diǎn)的切平面中的任意一根過(guò)該點(diǎn)的直線的角度坐標(biāo)的變化，或者結(jié)構(gòu)表面任意一點(diǎn)的法線的角度坐標(biāo)的變化)，所有的這些變化都包含了索系統(tǒng)的健康狀態(tài)信息，也包含了支座廣義位移和集中載荷的變化量信息，也就是說(shuō)可以利用索結(jié)構(gòu)的可測(cè)量參數(shù)來(lái)識(shí)別支座廣義位移、受損索和集中載荷的變化量。
[0005]目前已公開(kāi)的技術(shù)、方法中，有些僅僅能夠在其它所有條件不變時(shí)(僅僅只有結(jié)構(gòu)承受的載荷發(fā)生變化)識(shí)別結(jié)構(gòu)承受載荷的變化，有些僅僅能夠在其它所有條件不變時(shí)(僅僅只有結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)發(fā)生變化)識(shí)別結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的變化，有些僅僅能夠在其它所有條件不變時(shí)(僅僅只有結(jié)構(gòu)溫度和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)發(fā)生變化)識(shí)別結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的變化，目前還沒(méi)有一種公開(kāi)的、有效的方法能夠同時(shí)識(shí)別結(jié)構(gòu)承受載荷、結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的變化，或者說(shuō)在結(jié)構(gòu)所承受的載荷和結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度同時(shí)變化時(shí)，還沒(méi)有有效的方法能夠識(shí)別結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的變化，而結(jié)構(gòu)承受的載荷和結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度是常常變化的，所以如何在結(jié)構(gòu)承受的載荷和結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度變化時(shí)，剔除載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的變化，是目前迫切需要解決的問(wèn)題，本方法公開(kāi)了一種方法，在支座有廣義位移時(shí)，可以在索結(jié)構(gòu)承受的集中載荷和結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度發(fā)生變化時(shí)，剔除支座廣義位移、載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，基于被監(jiān)測(cè)量監(jiān)測(cè)來(lái)識(shí)別問(wèn)題索，對(duì)索結(jié)構(gòu)的安全具有重要的價(jià)值。
[0006]同樣的，在目前公開(kāi)的方法中，還沒(méi)有出現(xiàn)能夠剔除支座廣義位移、結(jié)構(gòu)溫度變化和支承索健康狀態(tài)影響的、從而實(shí)現(xiàn)集中載荷變化程度的正確識(shí)別的方法，而對(duì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，載荷變化的識(shí)別也是非常重要的。本方法在識(shí)別出問(wèn)題索的同時(shí)，還能同時(shí)識(shí)別出集中載荷的變化，即本方法能夠剔除支座廣義位移、結(jié)構(gòu)溫度變化和支承索健康狀態(tài)變化的影響，實(shí)現(xiàn)集中載荷變化程度的正確識(shí)別；本方法還能夠剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)支座廣義位移識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別索結(jié)構(gòu)支座廣義位移。
[0007]也就是說(shuō)，本方法實(shí)現(xiàn)了已有方法不可能具備的三種功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)問(wèn)題:本方法公開(kāi)了一種方法，實(shí)現(xiàn)了已有方法不可能具備的三種功能，分別是，一、剔除支座廣義位移、集中載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別出支承索的健康狀態(tài)；二、本方法在識(shí)別出問(wèn)題索的同時(shí)，還能同時(shí)識(shí)別出集中載荷的變化，即本方法能夠剔除支座廣義位移、結(jié)構(gòu)溫度變化和支承索健康狀態(tài)變化的影響，實(shí)現(xiàn)集中載荷變化程度的正確識(shí)別；三、本方法還能夠剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化和結(jié)構(gòu)溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)支座廣義位移識(shí)別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識(shí)別索結(jié)構(gòu)支座廣義位移。
[0009]在索結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，支承索自由狀態(tài)(此時(shí)索張力也稱索力為O)下的索長(zhǎng)度(稱為自由長(zhǎng)度，本方法專指支承索兩支承端點(diǎn)間的那段索的自由長(zhǎng)度)會(huì)發(fā)生變化，本方法的目的之一就是要識(shí)別出自由長(zhǎng)度發(fā)生了變化的支承索，并識(shí)別出它們的自由長(zhǎng)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)，為了方便，本方法將自由長(zhǎng)度發(fā)生變化的支承索統(tǒng)稱為松弛索。
[0010]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、建立索結(jié)構(gòu)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)量的結(jié)構(gòu)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。
[0011]在本方法中，用“支座空間坐標(biāo)”指稱支座關(guān)于笛卡爾直角坐標(biāo)系的X、Y、Z軸的坐標(biāo)，也可以說(shuō)成是支座關(guān)于X、Y、Z軸的空間坐標(biāo)，支座關(guān)于某一個(gè)軸的空間坐標(biāo)的具體數(shù)值稱為支座關(guān)于該軸的空間坐標(biāo)分量，本方法中也用支座的一個(gè)空間坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個(gè)軸的空間坐標(biāo)的具體數(shù)值；用“支座角坐標(biāo)”指稱支座關(guān)于X、Y、Z軸的角坐標(biāo)，支座關(guān)于某一個(gè)軸的角坐標(biāo)的具體數(shù)值稱為支座關(guān)于該軸的角坐標(biāo)分量，本方法中也用支座的一個(gè)角坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個(gè)軸的角坐標(biāo)的具體數(shù)值；用“支座廣義坐標(biāo)”指稱支座角坐標(biāo)和支座空間坐標(biāo)全體，本方法中也用支座的一個(gè)廣義坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于一個(gè)軸的空間坐標(biāo)或角坐標(biāo)的具體數(shù)值；支座關(guān)于X、Y、Z軸的坐標(biāo)的改變稱為支座線位移，也可以說(shuō)支座空間坐標(biāo)的改變稱為支座線位移，本方法中也用支座的一個(gè)線位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個(gè)軸的線位移的具體數(shù)值；支座關(guān)于Χ、Y、ζ軸的角坐標(biāo)的改變稱為支座角位移，本方法中也用支座的一個(gè)角位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個(gè)軸的角位移的具體數(shù)值；支座廣義位移指稱支座線位移和支座角位移全體，本方法中也用支座的一個(gè)廣義位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個(gè)軸的線位移或角位移的具體數(shù)值；支座線位移也可稱為平移位移，支座沉降是支座線位移或平移位移在重力方向的分量。
[0012]首先確認(rèn)索結(jié)構(gòu)承受的可能發(fā)生變化的集中載荷的數(shù)量。根據(jù)索結(jié)構(gòu)所承受的集中載荷的特點(diǎn)，確認(rèn)其中“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”，或者將所有的集中載荷視為“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”，設(shè)共有JZW個(gè)可能發(fā)生變化的集中載荷。
[0013]集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在坐標(biāo)系中，例如在笛卡爾直角坐標(biāo)系中，一個(gè)集中力可以分解成三個(gè)分量，同樣的，一個(gè)集中力偶也可以分解成三個(gè)分量，在本方法中將一個(gè)集中力分量或一個(gè)集中力偶分量稱為一個(gè)集中載荷。
[0014]設(shè)索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量、索結(jié)構(gòu)的支座廣義位移分量的數(shù)量和JZW個(gè)“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”的數(shù)量之和為N。為敘述方便起見(jiàn)，本方法統(tǒng)一稱被評(píng)估的支承索、支座廣義位移和“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”為“被評(píng)估對(duì)象”，共有N個(gè)被評(píng)估對(duì)象。給被評(píng)估對(duì)象連續(xù)編號(hào)，該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。
[0015]設(shè)索系統(tǒng)中共有M1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(píng)估對(duì)象的數(shù)量N。僅僅通過(guò)M1根支承索的M1個(gè)索力數(shù)據(jù)來(lái)求解未知的N個(gè)被評(píng)估對(duì)象的狀態(tài)是不可能的，本 方法 在監(jiān)測(cè)全部M1根支承索索力的基礎(chǔ)上，增加對(duì)不少于(N-M1)個(gè)其他被監(jiān)測(cè)量。
[0016]增加的不少于(N-M1)個(gè)的其他被監(jiān)測(cè)量仍然是索力，敘述如下:
[0017]在結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)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(huì)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(huì)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(huì)發(fā)生損傷和松弛，在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)過(guò)程中將監(jiān)測(cè)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(shuō)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(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)”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(cè)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(cè)量方法，在后文不再一一交代；對(duì)索結(jié)構(gòu)的支承索進(jìn)行任何測(cè)量時(shí)，同時(shí)對(duì)新增加的M2根傳感索進(jìn)行同樣的測(cè)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(cè)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(duì)待，除了提到支承索的損傷和松弛的場(chǎng)合，在其他場(chǎng)合提到支承索時(shí)包括新增加的M2根傳感索。
[0018]綜合上述被監(jiān)測(cè)量，整個(gè)索結(jié)構(gòu)共有M (M=MJM2)根索的M個(gè)被監(jiān)測(cè)量，M不得小于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量N。
[0019]為方便起見(jiàn)，在本方法中將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的所有參量”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”。給M個(gè)被監(jiān)測(cè)量連續(xù)編號(hào)，該編號(hào)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(hào)，j=l, 2, 3，…，Μ。
[0020]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”。
[0021]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:
[0022]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(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(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(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聞海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于二個(gè)不同的海拔聞度，在每一個(gè)選取的海拔聞度處、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)，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，設(shè)HBE為H與B和E的乘積，對(duì)應(yīng)的共有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)”，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)”;設(shè)BE為B和E的乘積，本方法中在每一個(gè)選取的海拔高度處共有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)”。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。
[0023]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ATemax ;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Δ Tpmax ;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。
[0024]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(cè)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(duì)值不大于每小時(shí)0.1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)0.1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” 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(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)。
[0025]本方法的第二部分:建立索結(jié)構(gòu)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)量的結(jié)構(gòu)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)確的被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)評(píng)估。
[0026]第一步: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)，或者在建立健康監(jiān)測(cè)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。。
[0027]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)。
[0028]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)。
[0029]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)首先是包括支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)還是包括索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)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)、初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(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)、載荷數(shù)據(jù)在內(nèi)的實(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。索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)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(duì)于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的廣義位移。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)?！八锌赡馨l(fā)生變化的集中載荷”的變化量在建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)全部為0，也就是說(shuō)后面識(shí)別出的“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”的變化量是相對(duì)于建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)結(jié)構(gòu)所承受的對(duì)應(yīng)集中載荷的變化量。利用支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)以及“所有可能發(fā)生變化的集中載荷”的變化量數(shù)據(jù)建立被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)象的初始健康狀態(tài)。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)，或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷無(wú)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。向量d。中與集中載荷的變化量相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O。如果沒(méi)有索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移為O時(shí)，向量d。的中與索結(jié)構(gòu)支座廣義位移相關(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(cè)數(shù)據(jù)、支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)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。。
[0030]
【權(quán)利要求】
1.索力監(jiān)測(cè)問(wèn)題索集中載荷廣義位移遞進(jìn)式識(shí)別方法，其特征在于所述方法包括: a.為敘述方便起見(jiàn)，本方法統(tǒng)一稱被評(píng)估的支座廣義位移分量、支承索和集中載荷為被評(píng)估對(duì)象，設(shè)被評(píng)估的支座廣義位移分量的數(shù)量、支承索的數(shù)量和集中載荷的數(shù)量之和為N，即被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量為N ;確定被評(píng)估對(duì)象的編號(hào)規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的被評(píng)估對(duì)象編號(hào)，該編號(hào)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(hào)，k=l, 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(píng)估對(duì)象的數(shù)量N ;僅僅通過(guò)M1個(gè)支承索的M1個(gè)索力數(shù)據(jù)來(lái)求解未知的N個(gè)被評(píng)估對(duì)象的狀態(tài)是不可能的，本方法在監(jiān)測(cè)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(cè)過(guò)程中將監(jiān)測(cè)這新增加的M2根傳感索的索力；綜合上述被監(jiān)測(cè)量，整個(gè)索結(jié)構(gòu)共有M根索的M個(gè)索力被監(jiān)測(cè)，即有M個(gè)被監(jiān)測(cè)量，其中MSM1與M2之和；M應(yīng)當(dāng)大于被評(píng)估對(duì)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(duì)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(huì)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(huì)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(huì)發(fā)生損傷和松弛；為方便起見(jiàn)，在本方法中將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的所有參量”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”;給M個(gè)被監(jiān)測(cè)量連續(xù)編號(hào)，本方法用用變量j表示這一編號(hào)，j=l, 2，3，…，M，該編號(hào)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(shuō)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(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)”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(cè)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(cè)量方法，在后文不再一一交代；對(duì)索結(jié)構(gòu)的支承索進(jìn)行任何測(cè)量時(shí)，同時(shí)對(duì)新增加的M2根傳感索進(jìn)行同樣的測(cè)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(duì)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，在后文不再一一交代；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(duì)待；在后文中，除了提到支承索的損傷和松弛的場(chǎng)合外，當(dāng)提到支承索時(shí)所說(shuō)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(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(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(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(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)，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，設(shè)HBE為H與B和E的乘積，對(duì)應(yīng)的共有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)”，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)”；設(shè)BE為B和E的乘積，本方法中在每一個(gè)選取的海拔高度處共有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)”;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1.5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ATemax ；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;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Δ 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(cè)量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差Λ Traiax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(duì)值不大于每小時(shí)0.1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)0.1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” 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(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“ΗΒΕ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“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(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“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)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(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)”，“ΗΒΕ個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)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(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Δ h不大于0.2°C除以Δ Th得到的數(shù)值，為方便敘述取Δ 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(cè)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)包括索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、竣工數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度的重量，依次組成支承索的初始自由長(zhǎng)度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長(zhǎng)度的重量向量，支承索的初始自由長(zhǎng)度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長(zhǎng)度的重量向量的元素的編號(hào)規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號(hào)規(guī)則相同；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，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)是包括索結(jié)構(gòu)集中載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(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)支座廣義坐標(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)在內(nèi)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)，測(cè)量計(jì)算得到包括支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)在內(nèi)的能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)，此時(shí)的能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)稱為支承索初始健康狀態(tài)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。，被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。的編號(hào)規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的編號(hào)規(guī)則相同；利用支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)集中載荷測(cè)量數(shù)據(jù)建立被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)象的初始健康狀態(tài)；被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)象是--對(duì)應(yīng)關(guān)系，向量d。的元素的編號(hào)規(guī)則與被評(píng)估對(duì)象的編號(hào)規(guī)則相同；如果d。的某一個(gè)元素對(duì)應(yīng)的被評(píng)估對(duì)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(duì)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(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(duì)應(yīng)的被評(píng)估對(duì)象是某一個(gè)支座的某一個(gè)廣義位移分量，那么d。的該元素的數(shù)值代表這個(gè)支座的該廣義位移分量的初始數(shù)值；如果d。的某一個(gè)元素對(duì)應(yīng)的被評(píng)估對(duì)象是某一個(gè)集中載荷，本方法中取d。的該元素?cái)?shù)值為O，代表這個(gè)集中載荷的變化的初始數(shù)值為O;如果沒(méi)有索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移為O時(shí)，向量d。中與索結(jié)構(gòu)支座廣義位移相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O ;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)，或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷無(wú)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 ;初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)指索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)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(duì)于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的廣義位移； 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(cè)數(shù)據(jù)、支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測(cè)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(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。的被評(píng)估對(duì)象健康狀態(tài)用被評(píng)估對(duì)象初始損傷向量d。表示；對(duì)應(yīng)于A。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。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A0、C0、d0和T0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Tit j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。的元素一一對(duì)應(yīng)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前初始損傷向量記為(^。，屮。表示該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)索結(jié)構(gòu)Ai0的被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)，Cli0的定義方式與d。的定義方式相同，dt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C1。表示，向量C1。的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1。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Ci。表示對(duì)應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測(cè)量的具體數(shù)值；1"。和f。是Aitj的特性參數(shù)，C1。由Ai0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A1。的方法為使A1。等于A。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Titj記為T1。，建立T1。的方法為使T1。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C10,建立C1。的方法為使C1。等于C0 ； f.從這里進(jìn)入由第f步到第q步的循環(huán)；在結(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的同時(shí)，對(duì)新增加的M2根傳感索進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，從中鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索，依據(jù)被監(jiān)測(cè)量編號(hào)規(guī)則，從本方法之前出現(xiàn)的按照被監(jiān)測(cè)量編號(hào)規(guī)則編號(hào)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(duì)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(duì)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(cè)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(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)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Fi,向量Fi的元素與向量F。的元素的編號(hào)規(guī)則相同；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)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(hào)規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號(hào)規(guī)則相同；
g.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1,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。、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Τ1。，而被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前初始損傷向量f。保持不變； gl.比較Ti與f。，如果Ti等于f。，則A1。、Ci0和Titj保持不變；否則需要按下列步驟對(duì)Ai0和Ti0進(jìn)行更新； g2.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.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A1。的同時(shí)，Titj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 Τ1。，這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于Aitj的Titj ;此時(shí)(保持不變；當(dāng)更新Aitj后，Aitj的索的健康狀況用被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前初始損傷向量(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Ti表示，更新C1。的方法是:當(dāng)更新(后，通過(guò)力學(xué)計(jì)算得到Aitj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Ai。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Λ Ci和被評(píng)估對(duì)象單位變化向量Diu ； h1.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Λ 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Λ 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)值上等于所有被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量N，有N個(gè)評(píng)估對(duì)象就有N次計(jì)算；依據(jù)被評(píng)估對(duì)象的編號(hào)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(píng)估對(duì)象在原有損傷或廣義位移或集中載荷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化，具體的，如果該被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)象是一個(gè)支座的一個(gè)方向的廣義位移分量，就假設(shè)該支座在該位移方向再增加單位廣義位移，如果該被評(píng)估對(duì)象是一個(gè)集中載荷，就假設(shè)該集中載荷再增加集中載荷單位變化，用Diuk記錄這一增加的單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化的被評(píng)估對(duì)象的編號(hào)，Diuk是被評(píng)估對(duì)象單位變化向量Diu的一個(gè)元素，被評(píng)估對(duì)象單位變化向量Diu的元素的編號(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)算中再增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化的被評(píng)估對(duì)象不同于其它次計(jì)算中再增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化的被評(píng)估對(duì)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(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算得到的所有被監(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)前向量；當(dāng)假設(shè)第k個(gè)被評(píng)估對(duì)象再增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化時(shí)，用Cidt表示對(duì)應(yīng)的“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前向量”;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)元素，同其它向量中的、編號(hào)相同的元素，表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息！C1d5的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1ck的兀素與C。的兀素對(duì)應(yīng)； h3.每一次計(jì)算得到的向量Cidt減去向量C1。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)算所假設(shè)的單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化數(shù)值后得到一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量δ CiJ;有N個(gè)被評(píng)估對(duì)象就有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”按照N個(gè)被評(píng)估對(duì)象的編號(hào)規(guī)則，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△ Ci”;單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣八^勺每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)被監(jiān)測(cè)量單位變化向量；單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi的每一行對(duì)應(yīng)于同一個(gè)被監(jiān)測(cè)量在不同被評(píng)估對(duì)象增加單位損傷或單位廣義位移或集中載荷單位變化時(shí)的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi的列的編號(hào)規(guī)則與向量d。的元素的編號(hào)規(guī)則相同，單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi的行的編號(hào)規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的編號(hào)規(guī)則相同； i.定義當(dāng)前名義損傷向量(和當(dāng)前實(shí)際損傷向量dSd1。和Cli的元素個(gè)數(shù)等于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量，Clic和Cli的元素和被評(píng)估對(duì)象之間是--對(duì)應(yīng)關(guān)系，f。的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)被評(píng)估對(duì)象的名義損傷程度或名義廣義位移或名義集中載荷變化量，Clic和Cli與被評(píng)估對(duì)象初始損傷向量d。的元素編號(hào)規(guī)則相同，Clic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;
【文檔編號(hào)】G01L5/04GK103604554SQ201310662626
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】韓玉林, 韓佳邑 申請(qǐng)人:東南大學(xué)