角位移索力監(jiān)測問題索載荷遞進(jìn)式識別方法
【專利摘要】角位移索力監(jiān)測問題索載荷遞進(jìn)式識別方法基于索力監(jiān)測，通過監(jiān)測支座角位移、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)入支座角位移、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)測量數(shù)值變化矩陣。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)測量數(shù)值變化矩陣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)此可以在有支座角位移和溫度變化時，剔除干擾因素的影響，識別出載荷變化量和問題索。
【專利說明】角位移索力監(jiān)測問題索載荷遞進(jìn)式識別方法
【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，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)，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，有時簡稱為“索”，在后面使用“索”這個字的時候，對桁架結(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)稱為有健康問題的支承索，簡稱為問題索。在結(jié)構(gòu)服役過程中，對支承索或索系統(tǒng)的健康狀態(tài)的正確識別關(guān)系到整個索結(jié)構(gòu)的安全。在環(huán)境溫度發(fā)生變化時，索結(jié)構(gòu)的溫度一般也會隨著發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時，索結(jié)構(gòu)支座可能發(fā)生角位移，索結(jié)構(gòu)承受的載荷也可能發(fā)生變化，同時索結(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(本方法將被監(jiān)測的索力稱為“被監(jiān)測量”)來識別問題索和載荷的變化量，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]剔除載荷變化、索結(jié)構(gòu)支座角位移和結(jié)構(gòu)溫度變化對索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識別結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的變化，是目前迫切需要解決的問題；同樣的，剔除結(jié)構(gòu)溫度變化、索結(jié)構(gòu)支座角位移和結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)變化對結(jié)構(gòu)承受的載荷的變化量的識別結(jié)果的影響，對結(jié)構(gòu)安全同樣具有重 要意義，本方法公開了解決這兩個問題的一種有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本方法公開了一種方法，實(shí)現(xiàn)了已有方法不可能具備的兩種功能，分別是，一、在支座有角位移時，在結(jié)構(gòu)承受的載荷和結(jié)構(gòu)(環(huán)境)溫度變化時，能夠剔除支座角位移、載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變 化對索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)識別結(jié)果的影響，從而準(zhǔn)確地識別出支承索的健康狀態(tài)；二、本方法在識別出問題索的同時，還能同時識別出載荷的變化，即本方法能夠剔除支座角位移、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)載荷變化程度的正確識別。
[0004]技術(shù)方案: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空間坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的空間坐標(biāo)的具體數(shù)值；用“支座角坐標(biāo)”指稱支座關(guān)于χ、Y、ζ軸的角坐標(biāo)，支座關(guān)于某一個軸的角坐標(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角坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的角坐標(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廣義坐標(biāo)分量表達(dá)支座關(guān)于一個軸的空間坐標(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線位移 分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的線位移的具體數(shù)值；支座關(guān)于X、Y、Z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角位移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個軸的角位移的具體 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廣義位 移分量表達(dá)支座關(guān)于某一個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。
[0005]物體、結(jié)構(gòu)承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷。面載荷又稱表面 載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種。體積載荷是連續(xù)分布于物 體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，如物體的自重和慣性力。
[0006]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， 一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷 實(shí)際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量稱為一個載荷，此 時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化。
[0007]分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作 用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征(例如 均布、正弦函數(shù)等分布特征）和幅值來表達(dá)(例如兩個分布載荷都是均布，但其幅值不同，可 以均布壓力為例來說明幅值的概念：同一個結(jié)構(gòu)承受兩個不同的均布壓力，兩個分布載荷 都是均布載荷，但一個分布載荷的幅值是lOMPa,另一個分布載荷的幅值是50MPa)。如果載 荷實(shí)際上是分布載荷，本方法談?wù)撦d荷的變化時，實(shí)際上是指分布載荷分布集度的幅值的 改變，而分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的。在坐標(biāo)系中，一個分布載 荷可以分解成若干個分量，如果這分布載荷的若干個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變 化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這若干個分布載荷的分量看成同樣數(shù)量 的獨(dú)立的分布載荷，此時一個載荷就代表一個分布載荷的分量，也可以將其中分布集度的 幅值變化比率相同的分量合成為一個分布載荷或稱為一個載荷。
[0008]體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，如物體的自重和慣性力，體積載荷 的描述至少包括體積載荷的作用區(qū)域和體積載荷的大小，體積載荷的大小用分布集度來表 達(dá)，分布集度用分布特征(例如均布、線性函數(shù)等分布特征）和幅值來表達(dá)(例如兩個體積載 荷都是均布，但其幅值不同，可以自重為例來說明幅值的概念：同一個結(jié)構(gòu)的兩個部分的材 料不同，故密度不同，所以雖然這兩個部分所受的體積載荷都是均布的，但一個部分所受的 體積載荷的幅值可能是10kN/m3，另一個部分所受的體積載荷的幅值是50kN/m3)。如果載荷 實(shí)際上是體積載荷，在本方法中實(shí)際處理的是體積載荷分布集度的幅值的改變，而體積載 荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的，此時在本方法中提到載荷的改變時實(shí)際上 是指體積載荷的分布集度的幅值的改變，此時，發(fā)生變化的載荷是指那些分布集度的幅值 發(fā)生變化的體積載荷。在坐標(biāo)系中，一個體積載荷可以分解成若干個分量(例如在笛卡爾直 角坐標(biāo)系中，體積載荷可以分解成關(guān)于坐標(biāo)系的三個軸的分量，也就是說，在笛卡爾直角坐 標(biāo)系中體積載荷可以分解成三個分量)，如果這體積載荷的若干個分量的各自的分布集度 的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這若干個體積載荷的分量 看成同樣數(shù)量的獨(dú)立的載荷，也可以將其中分布集度的幅值變化比率相同的體積載荷分量合成為一個體積載荷或稱為一個載荷。
[0009]當(dāng)載荷具體化為集中載荷時，在本方法中，“載荷單位變化”實(shí)際上是指“集中載荷的單位變化”，類似的，“載荷變化”具體指“集中載荷的大小的變化”，“載荷變化量”具體指“集中載荷的大小的變化量”，“載荷變化程度”具體指“集中載荷的大小的變化程度”，“載荷的實(shí)際變化量”是指“集中載荷的大小的實(shí)際變化量”，“發(fā)生變化的載荷”是指“大小發(fā)生變化的集中載荷”，簡單地說，此時“某某載荷的某某變化”是指“某某集中載荷的大小的某某變化”。
[0010]當(dāng)載荷具體化為分布載荷時，在本方法中，“載荷單位變化”實(shí)際上是指“分布載荷的分布集度的幅值的單位變化”，而分布載荷的分布特征是不變的，類似的，“載荷變化”具體指“分布載荷的分布集度的幅值的變化”，而分布載荷的分布特征是不變的，“載荷變化量”具體指“分布載荷的分布集度的幅值的變化量”，“載荷變化程度”具體指“分布載荷的分布集度的幅值的變化程度”，“載荷的實(shí)際變化量”具體指“分布載荷的分布集度的幅值的實(shí)際變化量”，“發(fā)生變化的載荷”是指“分布集度的幅值發(fā)生變化的分布載荷”，簡單地說，此時“某某載荷的某某變化”是指“某某分布載荷的分布集度的幅值的某某變化”，而所有分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的。
[0011]當(dāng)載荷具體化為體積載荷時，在本方法中，“載荷單位變化”實(shí)際上是指“體積載荷的分布集度的幅值的單位變化”，類似的，“載荷變化”是指“體積載荷的分布集度的幅值的變化”，“載荷變化量”是指“體積載荷的分布集度的幅值的變化量”，“載荷變化程度”是指“體積載荷的分布集度的幅值的變化程度”，“載荷的實(shí)際變化量”是指“體積載荷的分布集度的幅值的實(shí)際變化量”，“發(fā)生變化的載荷”是指“分布集度的幅值發(fā)生變化的體積載荷”，簡單地說，“某某載荷的某某變化”是指“某某體積載荷的分布集度的幅值的某某變化”，而所有體積載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的。
[0012]本方法具體包括: [0013]a.為敘述方便起見，本方法統(tǒng)一稱被評估的支承索和載荷為被評估對象，設(shè)被評估的支承索的數(shù)量和載荷的數(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=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小于被評估對象的數(shù)量N ;僅僅通過M1個支承索的M1個索力數(shù)據(jù)來求解未知的N個被評估對象的狀態(tài)是不可能的，本方法在監(jiān)測全部札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M2根傳感索的索力；綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M根索的M個索力被監(jiān)測，即有M個被監(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M2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，".，Μ，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，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，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，同時對新增加的M2根傳感索進(jìn)行同樣的測量，在后文不再一一交代；新增加的仏根傳感索除了不發(fā)生損傷和松弛外，對新增加的仏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，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；本方法中對同一個量實(shí)時監(jiān)測的任何兩次測量之間的時間間隔不得大于30分鐘，測量記錄數(shù)據(jù)的時刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻；物體、結(jié)構(gòu)承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷；面載荷又稱表面載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，包括物體的自重和慣性力在內(nèi)；集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷實(shí)際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為一個載荷，此時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化；分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征和幅值來表達(dá)；如果載荷實(shí)際上是分布載荷，本方法談?wù)撦d荷的變化時，實(shí)際上是指分布載荷分布集度的幅值的改變，而所有分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的；在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個分布載荷可以分解成三個分量，如果這分布載荷的三個 分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這分布載荷的三個分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為三個分布載荷，此時一個載荷就代表分布載荷的一個分量；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，體積載荷的描述至少包括體積載荷的作用區(qū)域和體積載荷的大小，體積載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征和幅值來表達(dá)；如果載荷實(shí)際上是體積載荷，在本方法中實(shí)際處理的是體積載荷分布集度的幅值的改變，而所有體積載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的，此時在本方法中提到載荷的改變時實(shí)際上是指體積載荷的分布集度的幅值的改變，此時，發(fā)生變化的載荷是指那些分布集度的幅值發(fā)生變化的體積載荷；在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個體積載荷可以分解成三個分量，如果這體積載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這體積載荷的三個分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為三個分布載荷；
[0014]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；[0015]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)得到這段時間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個陰天，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個陰天中每一個陰天的O時至次日日出時刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時刻是指根據(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刻，每一個陰天的O時至次日日出時刻后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個陰天，就有T個陰天的日氣溫的最大溫差，取T個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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，取“R個索結(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不同的海拔高度，在每一個選取的海拔高度處、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點(diǎn)，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個不同的海拔高度，在每一個海拔高度處，選取了 B個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個測量索結(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，對應(yīng)的共有HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”，后面將通過實(shí)測得到這HBE個“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，本方法中在每一個選取的海拔高度處共有BE個“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)測量氣溫要求選取一個位置，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，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)時監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度；
[0016]b2:實(shí)時監(jiān)測得到上述R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)，同時實(shí)時監(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)，同時實(shí)時監(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)境的氣溫數(shù)據(jù)；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為環(huán)境最大溫差，記為Λ Traiax ;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)于時間的變化率，該變化率也隨著時間變化；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的所有R個索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)序列，每一個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)序列由一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到每一個索結(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索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)算得到每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率，每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率也隨著時間變化；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的、在同一時刻、HBE個“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每一個選取的海拔高度處共計(jì)BE個“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個不同的海拔高度就有H個“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個“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Λ Ttmax ；
[0017]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)的時刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(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)的時刻介于當(dāng)日日落時刻到次日日出時刻后30分鐘之間，日落時刻是指根據(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刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(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)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(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)的時刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時間的變化率的絕對值不大于每小時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)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率的絕對值不大于每小時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)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個索結(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)日日出時刻到次日日出時刻后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)時刻”，第一種時刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時刻，第二種時刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時刻，第三種時刻是同時滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻中的一個時，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻就是獲得索結(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)時刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻中的任一個時刻，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)時刻的那個實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻；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)的時刻的索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)，即此時刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時間變化，此時刻就是本方法的“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)的時刻的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”和“HBE個索結(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)的時刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個索結(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“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“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個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)與R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對應(yīng)相等時，且“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”與“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對應(yīng)相等時，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)”，此時的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”稱為“R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”，“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”稱為“HBE個索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時，“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個條件，第一個條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)時，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過“R個索結(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，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；第二個條件是“R個索結(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，在“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個索結(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間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個占.[0018]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?！保粚?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)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時的長度、在自由狀態(tài)時的橫截面面積和在自由狀態(tài)時的單位長度的重量，以及獲得這三種數(shù)據(jù)時所有支承索的溫度，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時所有支承索的長度、索力為O時所有支承索的橫截面面積以及索力為O時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，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。的時刻的同一時刻，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)是包括索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(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)測數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)的同時，測量計(jì)算得到包括支承索的無損檢測數(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個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)載荷測量數(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。的元素個數(shù)等于N，d。的元素與被評估對象是一一對應(yīng)關(guān)系，向量d。的元素的編號規(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。的某一個元素對應(yīng)的被評估對象是某一個載荷，本方法中取d。的該元素數(shù)值為0，代表這個載荷的變化的初始數(shù)值為O ;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，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，向量d。中與支承索相關(guān)的各元素數(shù)值取O ;初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U。；
[0019]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)、支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(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)支座角坐標(biāo)向量U。、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和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。的索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U。；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；U。、T0和d。是A0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，在本方法中1、(；、(1。、隊(duì)和T。是不變的；
[0020]e.在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號的地方外，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)開始時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)算溫度變化對索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響；第i次循環(huán)開始時，對應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj 表示，向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，Titj的元素與T。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時，對應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U1。表示，向量U1。的定義方式與向量U。的定義方式相同，U1。的元素與U。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時需要的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量記為Cli0, Cli0表示該次循環(huán)開始時索結(jié)構(gòu)Ai0的被評估對象的健康狀態(tài)，Cli0的定義方式與d。的定義方式相同，dt的元素與d。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時，所有被監(jiān)測量的初始值，用被監(jiān)測量當(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，Ci0
的元素與C。的元素--對應(yīng)，被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。表示對應(yīng)于A1。的所有被監(jiān)測
量的具體數(shù)值；亇。、1"。和d、是Aitj的特性參數(shù)，C、由Ai0的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；第一次循環(huán)開始時，Ai0記為A1。，建立A1。的方法為使A1。等于A。；第一次循環(huán)開始時，Ti0記為T1。，建立T10的方法為使T1。等于T。；第一次循環(huán)開始時，U、記為U1。，建立U1。的方法為使U1。等于U。；第一次循環(huán)開始時，Cli0記為d1。，建立d1。的方法為使d1。等于d。；第一次循環(huán)開始時，Ci0記為C1。，建立C1。的方法為使C1。等于C。；
[0021]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)，所有“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,向量Ti的定義方式與向量T。的定義方式相同，Ti的元素與T。的元素一一對應(yīng)；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Ti的同一時刻，實(shí)測得到索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測支座角坐標(biāo)向量Ui,向量Ui的定義方式與向量U。的定義方式相同，Ui的元素與U。的元素一一對應(yīng)；在實(shí)測得到向量!^的同時，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Ti的時刻的同一時刻的索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測量的當(dāng)前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測量當(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。的元素一一對應(yīng)，表示相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值；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Ti的同時，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Ti的同一時刻，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Fi,向量Fi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Ti的同一時刻，實(shí)測計(jì)算得到所有M1根支承索的兩個支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)，兩個支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)在水平方向分量的差就是兩個支承端點(diǎn)水平距離，所有支承索的兩個支承端點(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；
[0022]g.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測支座角坐標(biāo)向量亇和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti，按照步驟gl至g3更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A:被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量Ui。，而被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d1。保持不變；
[0023]gl.分別比較Ti 和Ti0' Ui和Ui0,如果Ti等于Ti0且Ui等于Ui0,則不需要對Ai0進(jìn)行更新，否則需要按下列步驟對A1。、Ui0和Titj進(jìn)行更新；
[0024]g2.計(jì)算Ui與U。的差，Ui與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置的支座角位移，用支座角位移向量V表示支座角位移，V等于Ui減去U0;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；
[0025]g3.先對A。中的索結(jié)構(gòu)支座施加支座角位移約束，支座角位移約束的數(shù)值就取自支座角位移向量V中對應(yīng)元素的數(shù)值，再對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。中索結(jié)構(gòu)支座施加支座角位移約束且對索結(jié)構(gòu)施加溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Aitj的同時，U1。所有元素數(shù)值也用Ui所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了 U、，Ti0所有元素數(shù)值也用Ti的所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了 Τ1。，這樣就得到了正確地對應(yīng)于Aitj的U、和f。，此時d、保持不變；當(dāng)更新Ai。后，Aitj的索的健康狀況用被評估對象當(dāng)前初始損傷向量f。表示，Aitj的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti。表示，Ai0的支座角坐標(biāo)用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U1。表示；更新C1。的方法是:當(dāng)更新Aitj后，通過力學(xué)計(jì)算得到Aitj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、；
[0026]h.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj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，通過計(jì)算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi和被評估對象單位變化向
量 Diu;
[0027]h1.在第i次循環(huán)開始時，直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得ACi和Diu;在其它時刻，當(dāng)在步驟g中對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中沒有對Ai0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；
[0028]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)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有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)只有一個被評估對象在原有損傷或載荷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或載荷單位變化，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載荷，就假設(shè)該載荷再增加載荷單位變化，用Diuk記錄這一增加的單位損傷或載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或載荷單位變化的被評估對象的編號，Diuk是被評估對象單位變化向量Diu的一個元素，被評估對象單位變化向量Diu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載荷單位變化的被評估對象不同于其它次計(jì)算中再增加單位損傷或載荷單位變化的被評估對象，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)算值組成一個被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量；當(dāng)假設(shè)第k個被評估對象再增加單位損傷或載荷單位變化時，用Citk表示對應(yīng)的“被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量”;在本步驟中給各向量的元素編號時，應(yīng)同本方法中其它向量使用同一編號規(guī)則，以保證本步驟中各向量中的任意一個元素，同其它向量中的、編號相同的元素，表達(dá)了同一被監(jiān)測量或同一對象的相關(guān)信息；C\k的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1tk的兀素與C。的兀素對應(yīng) ；
[0029]h3.每一次計(jì)算得到的向量Citk減去向量C1。得到一個向量，再將該向量的每一個元素都除以本次計(jì)算所假設(shè)的單位損傷或載荷單位變化數(shù)值后得到一個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量δ CY ;有N個被評估對象就有N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”；
[0030]h4.由這N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的每一列對應(yīng)于一個被監(jiān)測量單位變化向量；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的每一行對應(yīng)于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或載荷單位變化時的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的列的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同，單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；
[0031]1.定義當(dāng)前名義損傷向量d、和當(dāng)前實(shí)際損傷向量ClSdic^Pdi的元素個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，Clic和Cli的元素和被評估對象之間是一一對應(yīng)關(guān)系，f。的元素數(shù)值代表對應(yīng)被評估對象的名義損傷程度或名義載荷變化量，Clic和Cli與被評估對象初始損傷向量d。的元素編號規(guī)則相同，Clic的元素、Cli的元素與d。的元素是一一對應(yīng)關(guān)系；[0032]j.依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量Ci同“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！薄ⅰ皢挝粨p傷被監(jiān)測量數(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(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d1。；
【權(quán)利要求】
1.角位移索力監(jiān)測問題索載荷遞進(jìn)式識別方法，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載荷為被評估對象，設(shè)被評估的支承索的數(shù)量和載荷的數(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)貝U，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=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小于被評估對象的數(shù)量N ;僅僅通過M1個支承索的M1個索力數(shù)據(jù)來求解未知的N個被評估對象的狀態(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M2根傳感索的索力；綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M根索的M個索力被監(jiān)測，即有M個被監(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M2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，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，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，同時對新增加的M2根傳感索進(jìn)行同樣的測量，在后文不再一一交代；新增加的仏根傳感索除了不發(fā)生損傷和松弛外，對新增加的仏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，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；本方法中對同一個量實(shí)時監(jiān)測的任何兩次測量之間的時間間隔不得大于30分鐘，測量記錄數(shù)據(jù)的時刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻；物體、結(jié)構(gòu)承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷；面載荷又稱表面載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，包括物體的自重和慣性力在內(nèi)；集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷實(shí)際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為一個載荷，此時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化；分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征和幅值來表達(dá)；如果載荷實(shí)際上是分布載荷，本方法談?wù)撦d荷的變化時，實(shí)際上是指分布載荷分布集度的幅值的改變，而所有分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的；在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個分布載荷可以分解成三個分量，如果這分布載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這分布載荷的三個分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為三個分布載荷，此時一個載荷就代表分布載荷的一個分量；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的載荷，體積載荷的描述至少包括體積載荷的作用區(qū)域和體積載荷的大小，體積載荷的大小用分布集度來表達(dá)，分布集度用分布特征和幅值來表達(dá)；如果載荷實(shí)際上是體積載荷，在本方法中實(shí)際處理的是體積載荷分布集度的幅值的改變，而所有體積載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的，此時在本方法中提到載荷的改變時實(shí)際上是指體積載荷的分布集度的幅值的改變，此時，發(fā)生變化的載荷是指那些分布集度的幅值發(fā)生變化的體積載荷；在包括笛卡爾直角坐標(biāo)系在內(nèi)的坐標(biāo)系中，一個體積載荷可以分解成三個分量，如果這體積載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這體積載荷的三個分量計(jì)為或統(tǒng)計(jì)為三個分布載荷； 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；b 1: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)得到這段時間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個陰天，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個陰天中每一個陰天的O時至次日日出時刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時刻是指根據(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刻，每一個陰天的O時至次日日出時刻后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個陰天，就有T個陰天的日氣溫的最大溫差，取T個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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，取“R個索結(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不同的海拔高度，在每一個選取的海拔高度處、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點(diǎn)，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個不同的海拔高度，在每一個海拔高度處，選取了 B個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個測量索結(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，對應(yīng)的共有HBE個“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”，后面將通過實(shí)測得到這HBE個“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個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)” 為B和E的乘積，本方法中在每一個選取的海拔高度處共有BE個“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)測量氣溫要求選取一個位置，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，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)時監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度； b2:實(shí)時監(jiān)測得到上述R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)，同時實(shí)時監(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)，同時實(shí)時監(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)境的氣溫數(shù)據(jù)；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)于時間的變化率，該變化率也隨著時間變化；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)日日出時刻到次日日出時刻后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)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的所有R個索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)序列，每一個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)序列由一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到每一個索結(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索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后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)算得到每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率，每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率也隨著時間變化；通過實(shí)時監(jiān)測得到當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的、在同一時刻、HBE個“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每一個選取的海拔高度處共計(jì)BE個“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個不同的海拔高度就有H個“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個“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)的時刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(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)的時刻介于當(dāng)日日落時刻到次日日出時刻后30分鐘之間，日落時刻是指根據(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刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(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)日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的這段時間內(nèi)，在前面測量計(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)的時刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時間的變化率的絕對值不大于每小時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)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時間的變化率的絕對值不大于每小時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)的時刻，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個索結(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`時刻到次日日出時刻后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)時刻”，第一種時刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時刻，第二種時刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時刻，第三種時刻是同時滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻中的一個時，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻就是獲得索結(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)時刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時刻中的任一個時刻，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)時刻的那個實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻；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)的時刻的索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)，即此時刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時間變化，此時刻就是本方法的“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)的時刻的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”和“HBE個索結(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)的時刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個索結(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“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“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個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)與R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對應(yīng)相等時，且“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”與“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對應(yīng)相等時，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)”，此時的“R個索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”稱為“R個索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”，“HBE個索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測數(shù)據(jù)”稱為“HBE個索結(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個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時，“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個條件，第一個條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場處于穩(wěn)態(tài)時，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過“R個索結(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，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；第二個條件是“R個索結(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，在“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個索結(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 受日照時間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個點(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)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時的長度、在自由狀態(tài)時的橫截面面積和在自由狀態(tài)時的單位長度的重量，以及獲得這三種數(shù)據(jù)時所有支承索的溫度，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時所有支承索的長度、索力為O時所有支承索的橫截面面積以及索力為O時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，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。的時刻的同一時刻，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)是包括索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(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)測數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)包括初始索結(jié)構(gòu)支座空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)和初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)的同時，測量計(jì)算得到包括支承索的無損檢測數(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個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)載荷測量數(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。的元素個數(shù)等于N，d。的元素與被評估對象是一一對應(yīng)關(guān)系，向量d。的元素的編號規(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。的某一個元素對應(yīng)的被評估對象是某一個載荷，本方法中取d。的該元素數(shù)值為0，代表這個載荷的變化的初始數(shù)值為O ;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，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，向量d。中與支承索相關(guān)的各元素數(shù)值取O ;初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U。； d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)、支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(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)支座角坐標(biāo)向量U。、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和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。的索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U。；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;U0、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，在本方法中A。、C。、d。、U0和T。是不變的； e.在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號的地方外，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)開始時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Α1。，A。和Ai。計(jì)入了溫度參數(shù)，可以計(jì)算溫度變化對索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響；第i次循環(huán)開始時，對應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj表示，向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，Titj的元素與T。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時，對應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量U1。表示，向量U1。的定義方式與向量U。的定義方式相同，U1。的元素與U。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時需要的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量記為Cli0, Cli0表示該次循環(huán)開始時索結(jié)構(gòu)Ai0的被評估對象的健康狀態(tài)，Cli0的定義方式與d。的定義方式相同，dt的元素與d。的元素一一對應(yīng)；第i次循環(huán)開始時，所有被監(jiān)測量的初始值，用被監(jiān)測量當(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，Ci0的元素與C。的元素--對應(yīng)，被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。表示對應(yīng)于A1。的所有被監(jiān)測量的具體數(shù)值；亇。、1"。和d、是Aitj的特性參數(shù)，C、由Ai0的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；第一次循環(huán)開始時，Ai0記為A1。，建立A1。的方法為使A1。等于A。；第一次循環(huán)開始時，Ti0記為T1。，建立T10的方法為使T1。等于T。；第一次循環(huán)開始時，U、記為U1。，建立U1。的方法為使U1。等于U。；第一次循環(huán)開始時，Cli0記為d1。，建立d1。的方法為使d1。等于d。；第一次循環(huán)開始時，Ci0記為C1。，建立C1。的方法為使C1。等于C。； f.從這里進(jìn)入由第f步到第q步的循環(huán)；在結(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)，所有“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,向量Ti的定義方式與向量T。的定義方式相同，Ti的元素與T。的元素--對應(yīng)；在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量疒的同一時刻，實(shí)測得到索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測支座角坐標(biāo)向量U、向量Ui的定義方式與向量U。的定義方式相同，Ui的元素與U。的元素—對應(yīng)；在實(shí)測得到向量Ti的同時，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Ti的時刻的同一時刻的索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測量的當(dāng)前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測量當(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。的元素一一對應(yīng)，表示相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值；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Ti的同時，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Ti的同一時刻，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Fi,向量Fi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Ti的同一時刻，實(shí)測計(jì)算得到所有M1根支承索的兩個支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)，兩個支承端點(diǎn)的空間坐標(biāo)在水平方向分量的差就是兩個支承端點(diǎn)水平距離，所有支承索的兩個支承端點(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； g.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測支座角坐標(biāo)向量#和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,按照步驟gl至g3更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量Ui。，而被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d1。保持不變； gl.分別比較Ti和Ti0, Ui和Ui0,如果Ti等于Ti0且Ui等于Ui0,則不需要對Ai0進(jìn)行更新，否則需要按下列步驟對Ai0' Ui0和Titj進(jìn)行更新； g2.計(jì)算Ui與U。的差，Ui與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置的支座角位移，用支座角位移向量V表示支座角位移，V等于Ui減去U。；計(jì)算Ti與！1。的差，Ti與1；的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Ti與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Ti減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化； g3.先對A0中的索結(jié)構(gòu)支座施加支座角位移約束，支座角位移約束的數(shù)值就取自支座角位移向量V中對應(yīng)元素的數(shù)值，再對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。中索結(jié)構(gòu)支座施加支座角位移約束且對索結(jié)構(gòu)施加溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Aitj的同時，U1。所有元素數(shù)值也用Ui所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了 U、, Ti0所有元素數(shù)值也用Ti的所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了 T:這樣就得到了正確地對應(yīng)于Ai0的Ui0和T:此時必保持不變；當(dāng)更新Ai0后，Aitj的索的健康狀況用被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d、表示，Ai0的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj表示，Ai0的支座角坐標(biāo)用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座角坐標(biāo)向量Ui。表示；更新C1。的方法是:當(dāng)更新Aitj后，通過力學(xué)計(jì)算得到(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、；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，通過計(jì)算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣Λ Ci和被評估對象單位變化向量Diu ；h1.在第i次循環(huán)開始時，直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得Λ Ci和Diu ;在其它時刻，當(dāng)在步驟g中對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中沒有對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)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有N次計(jì)算；依據(jù)被評估對象的編號規(guī)貝1J，依次進(jìn)行計(jì)算；每一次計(jì)算假設(shè)只有一個被評估對象在原有損傷或載荷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或載荷單位變化，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載荷，就假設(shè)該載荷再增加載荷單位變化，用Diuk記錄這一增加的單位損傷或載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或載荷單位變化的被評估對象的編號，Diuk是被評估對象單位變化向量Diu的一個元素，被評估對象單位變化向量Diu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載荷單位變化的被評估對象不同于其它次計(jì)算中再增加單位損傷或載荷單位變化的被評估對象，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)算值組成一個被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量；當(dāng)假設(shè)第k個被評估對象再增加單位損傷或載荷單位變化時，用Citk表示對應(yīng)的“被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量”;在本步驟中給各向量的元素編號時，應(yīng)同本方法中其它向量使用同一編號規(guī)則，以保證本步驟中各向量中的任意一個元素，同其它向量中的、編號相同的元素，表達(dá)了同一被監(jiān)測量或同一對象的相關(guān)信息；c\k的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1tk的元素與C。的元素一一對應(yīng)； h3.每一次計(jì)算得到的向量Citk減去向量C1。得到一個向量，再將該向量的每一個元素都除以本次計(jì)算所假設(shè)的單位損傷或載荷單位變化數(shù)值后得到一個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量δ CY ;有N個被評估對象就有N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”； h4.由這N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣△ Ci”;單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣八^勺每一列對應(yīng)于一個被監(jiān)測量單位變化向量；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的每一行對應(yīng)于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或載荷單位變化時的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的列的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同，單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ACi的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(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的元素個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，Clic和Cli的元素和被評估對象之間是--對應(yīng)關(guān)系，f。的元素數(shù)值代表對應(yīng)被評估對象的名義損傷程度或名義載荷變化量，Clic和Cli與被評估對象初始損傷向量d。的元素編號規(guī)則相同，Clic的元素、Cli的元素與d。的元素是一一對應(yīng)關(guān)系； j.依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量Ci同“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！?、“單位損傷被監(jiān)測量數(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】G01L5/00GK103868728SQ201410085687
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】韓玉林, 王靜, 韓佳邑 申請人:東南大學(xué)