專利名稱：溫度變化時混合監(jiān)測的問題索和支座平移遞進(jìn)式識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
斜拉橋、懸索橋、桁架結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)有ー個共同點(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，為方便起見本方法將該類結(jié)構(gòu)表述為“索結(jié)構(gòu)”。隨著環(huán)境溫度的變化，索結(jié)構(gòu)的溫度也會發(fā)生變化，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化時，本方法基于混合監(jiān)測來識別索結(jié)構(gòu)的支承系統(tǒng)中的受損索、松弛索(對桁架結(jié)構(gòu)就是指受損或松弛的僅承受拉伸載荷的桿件)和支座平移位移，屬工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域。索結(jié)構(gòu) 的支承系統(tǒng)指所有承載索、及所有起支承作用的僅承受拉伸載荷的桿件，為方便起見，本專利將該類結(jié)構(gòu)的全部支承部件統(tǒng)ー稱為“索系統(tǒng)”，但實(shí)際上索系統(tǒng)不僅僅指支承索，也包括僅承受拉伸載荷的桿件，本方法中用“支承索”這一名詞指稱所有承載索及所有起支承作用的僅承受拉伸載荷的桿件。本方法將受損索和松弛索稱為有健康問題的支承索，簡稱為問題索。
背景技術(shù)：
索結(jié)構(gòu)(特別是大型索結(jié)構(gòu)，例如大型斜拉橋、懸索橋)長期服役后其支承索會出現(xiàn)損傷、松弛等結(jié)構(gòu)健康問題，其支座會出現(xiàn)平移位移等結(jié)構(gòu)健康問題，這些結(jié)構(gòu)健康問題都將引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，對結(jié)構(gòu)的安全造成不良影響，嚴(yán)重時將會引起結(jié)構(gòu)的失效，因此準(zhǔn)確及時地識別需松弛索、受損索和支座平移位移是非常必要的。支承索系統(tǒng)的健康狀態(tài)發(fā)生變化和支座發(fā)生平移位移后，會引起結(jié)構(gòu)的可測量參數(shù)的變化，例如會引起索カ的變化，會影響索結(jié)構(gòu)的變形或應(yīng)變，會影響索結(jié)構(gòu)的形狀或空間坐標(biāo)，會引起過索結(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，實(shí)際上這些可測量參數(shù)的變化包含了索系統(tǒng)的健康狀態(tài)信息、包含了支座平移位移信息，也就是說可以利用結(jié)構(gòu)的可測量參數(shù)來識別支座平移位移和受損索，因此可以通過對這些不同類型的結(jié)構(gòu)的特征參量的變化的混合監(jiān)測來判斷結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)，本方法將所有被監(jiān)測的結(jié)構(gòu)特征參量統(tǒng)稱為“被監(jiān)測量”，由于此時被監(jiān)測量是由結(jié)構(gòu)的不同類型的可測量參數(shù)混合組成，本方法稱此為混合監(jiān)測，也就是說可以利用混合監(jiān)測來識別受損索和支座平移位移。被監(jiān)測量除了受索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的影響外，還會受索結(jié)構(gòu)溫度變化(常常會發(fā)生)的影響，在索結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化的條件下，如果能夠基于對被監(jiān)測量的監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)對有健康問題的支承索和支座平移位移的識別，對索結(jié)構(gòu)的安全具有重要的價值，目前還沒有一種公開的、有效的健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法解決了此問題。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本方法的目的是在索結(jié)構(gòu)有溫度變化吋，公開了ー種基于混合監(jiān)測的、能夠合理有效地識別索結(jié)構(gòu)中受損索、松弛索和支座平移位移的健康監(jiān)測方法。依據(jù)支承索的索力變化的原因，可將支承索的索カ變化分為四種情況一是支承索受到了損傷，例如支承索出現(xiàn)了局部裂紋和銹蝕等等；二是支承索并無損傷，但索力也發(fā)生了變化，出現(xiàn)這種變化的主要原因之一是支承索自由狀態(tài)(此時索張力也稱索力為O)下的索長度(稱為自由長度，本方法專指支承索兩支承端點(diǎn)間的那段索的自由長度)發(fā)生了變化，本方法的目的之一就是要識別出自由長度發(fā)生了變化的支承索，并識別出它們的自由長度的改變量，此改變量為該索的索力調(diào)整提供了直接依據(jù)，支承索自由長度發(fā)生變化的原因不是單一的，為了方便，本方法將自由長度發(fā)生變化的支承索統(tǒng)稱為松弛索；三是索結(jié)構(gòu)支座發(fā)生平移位移引起的索力變化；四是索結(jié)構(gòu)溫度變化弓I起的索力變化。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)的溫度測量計(jì)算方法”;二、建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需的知識庫和參量的方法、基于知識庫(含參量)和實(shí)測被監(jiān)測量的索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估方法；三、健康監(jiān)測系統(tǒng)的軟件和硬件部分。設(shè)索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量和索結(jié)構(gòu)的支座平移位移分量的數(shù)量之和為N。為敘述方便起見，本方法統(tǒng)一稱被評估的支承索和支座平移位移為“被評估對象”，共有N個被評估對象。給被評估對象連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。 被監(jiān)測的多類參量可以包括索力、應(yīng)變、角度和空間坐標(biāo)，分別敘述如下設(shè)索系統(tǒng)中共有M1根支承索，結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的索力數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)上Q個指定支承索的Q個索力數(shù)據(jù)來描述，結(jié)構(gòu)索力的變化就是所有Q個指定支承索的索力的變化。每次共有Q個索力測量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)的索力信息。Q是一個不小于O、不大于M1的整數(shù)。結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的應(yīng)變數(shù)據(jù)可由結(jié)構(gòu)上1(2個指定點(diǎn)的、及每個指定點(diǎn)的L2個指定方向的應(yīng)變來描述，結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化就是K2個指定點(diǎn)的所有被測應(yīng)變的變化。每次共有M2(M2=K2XL2)個應(yīng)變測量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)應(yīng)變。M2是一個不小于O的整數(shù)。 結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)上K3個指定點(diǎn)的、過每個指定點(diǎn)的L3個指定直線的、每個指定直線的H3個角度坐標(biāo)分量來描述，結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點(diǎn)的、所有指定直線的、所有指定的角度坐標(biāo)分量的變化。每次共有M3 (M3=K3XL3XH3)個角度坐標(biāo)分量測量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)的角度信息。M3是一個不小于O的整數(shù)。結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)上K4個指定點(diǎn)的、及每個指定點(diǎn)的L4個指定方向的空間坐標(biāo)來描述，結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)的變化就是K4個指定點(diǎn)的所有坐標(biāo)分量的變化。每次共有仏(114=1(4\1^)個坐標(biāo)測量值或計(jì)算值來表征結(jié)構(gòu)形狀。M4是一個不小于O的整數(shù)。綜合上述被監(jiān)測量，整個結(jié)構(gòu)共有M(M = Q+M2+M3+M4)個被監(jiān)測量，定義參量K(K=Q+K2+K3+K4), K 和 M 不得小于 N。綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M個被監(jiān)測量，M不得小于被評估對象的數(shù)量
N0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，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。本方法用用變量j表示這一編號，j=l, 2, 3，…，Μ。本方法的第一部分“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”。首先確定“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”。由于索結(jié)構(gòu)的溫度可能是變化的，例如索結(jié)構(gòu)的不同部位的溫度是隨著日照強(qiáng)度的變化而變化、隨著環(huán)境溫度的變化而變化的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度有時可能是隨時間變化的，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)部的溫度差是隨時間變化的，這就使得考慮溫度條件時的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算和監(jiān)測相當(dāng)復(fù)雜，為簡化問題、減少計(jì)算量和降低測量成本，更是為了提高計(jì)算精度，本方法提出“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”，具體如下第一步，查詢或?qū)崪y得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、 竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型。查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個陰天，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，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亥IJ，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)”，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)”。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)量與分布必須滿足的條件在后面敘述。從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個不同的海拔高度，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)，特別的，對于支承索沿每一個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個點(diǎn)，即僅僅測量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測量所有被選取點(diǎn)的溫度，測得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個不同的海拔高度，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，特別的，對于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個，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)”;本方法中將在每一個選取的海拔高度處“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”。在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測量氣溫要求選取一個位置，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，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。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。第二步，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?cái)?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，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，記為Δ Tpmax ;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ATtmax。第三步，測量計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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A(yù)Tpmaj^P索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時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O. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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O. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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)中的一個點(diǎn)。本方法的第二部分建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需的知識庫和參量的方法、基于知識庫(含參量)和實(shí)測被監(jiān)測量的索結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)評估方法?？砂慈缦虏襟E依次進(jìn)行，以獲得更準(zhǔn)確的被評估對象的健康狀態(tài)評估。第一步建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。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，或者在建立索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)前，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”測量計(jì)算得到“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”(可以用常規(guī)溫度測量方法測量，例如使用熱電阻測量)，此時的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用向量T。表示，稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。。在實(shí)測得到T。的同時，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，使用常規(guī)方法直接測量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)。在實(shí)測計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時，使用常規(guī)方法(查資料或?qū)崪y)得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理參數(shù)(例如熱膨脹系數(shù))和力學(xué)性能參數(shù)(例如彈性模量、泊松比)；在實(shí)測計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時，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，使用常規(guī)方法實(shí)測計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測計(jì)算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實(shí)測計(jì)算數(shù)據(jù)包括支承索的無損檢測數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)初始幾何數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)角度測量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)等實(shí)測數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，目的在于根據(jù)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)指在建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時，索結(jié)構(gòu)支座相對于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的平移位移。對斜拉橋而言，初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這就是所謂的橋型數(shù)據(jù)。利用支承索的無損檢測數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量d。(如式(I)所示)，用d。表示索結(jié)構(gòu)(用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示)的被評估對象的初始健康狀態(tài)。如果沒有支承索的無損檢測數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，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。的中與支承索相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O，如果沒有索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移為O時，向量d。的中與索結(jié)構(gòu)支座平移位移相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取O。利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)和初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。，利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。d0=[d0l do2 · · · dok · · · doN]T (I)式(I)中cl。, (k=l，2，3，.......,N)表示初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。中的第k個被評
估對象的初始狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根索(或拉桿)，那么Cl。,表示其初始損傷，dok為O時表示無損傷，為100%時表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時 表示喪失相應(yīng)比例的承載能力，如果該被評估對象是一個支座的一個平移位移分量，那么CU表示其初始位移數(shù)值，T表示向量的轉(zhuǎn)置(后同)。在實(shí)測得到T。的同時，也就是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的同一時刻，使用常規(guī)方法直接測量計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值，組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。(見式(2))。要求在獲得A。的同時獲得C。，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。表示對應(yīng)于A0的“被監(jiān)測量”的具體數(shù)值。因在前述條件下，基于索結(jié)構(gòu)的計(jì)算基準(zhǔn)模型計(jì)算所得的被監(jiān)測量可靠地接近于初始被監(jiān)測量的實(shí)測數(shù)據(jù)，在后面的敘述中，將用同一符號來表示該計(jì)算值和實(shí)測值。C0= [C01 C02- · · Coj · · -C0Jt (2)式(2)中2，3，.......，M)是索結(jié)構(gòu)中第j個被監(jiān)測量的初始量，該分量
依據(jù)編號規(guī)則對應(yīng)于特定的第j個被監(jiān)測量。向量C。是由M個被監(jiān)測量依據(jù)一定順序排列而成，對此排列順序并無特殊要求，只要求后面所有相關(guān)向量也按此順序排列數(shù)據(jù)即可。不論用何種方法獲得初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”(即初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。)、基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測數(shù)據(jù)，誤差一般不得大于5%。這樣可保證利用A。計(jì)算所得的模擬情況下的索力計(jì)算數(shù)據(jù)、應(yīng)變計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)形狀計(jì)算數(shù)據(jù)和位移計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)等，可靠地接近所模擬情況真實(shí)發(fā)生時的實(shí)測數(shù)據(jù)。模型A。中被評估對象的健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量d。表示，索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)用初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。表示。由于基于A。計(jì)算得到所有被監(jiān)測量的計(jì)算數(shù)值非常接近所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值(實(shí)測得到)，所以也可以用在A。的基礎(chǔ)上、進(jìn)行力學(xué)計(jì)算得到的、A。的每一個被監(jiān)測量的計(jì)算數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。。T。和d。是A。的參數(shù)，也可以說C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成。第二步循環(huán)開始。每一次循環(huán)開始時，首先需要建立或已建立本次循環(huán)開始時的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d1。(i = 1，2，3，…)、建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj (例如有限元基準(zhǔn)模型，在每一次循環(huán)中(是不斷更新的)，(的溫度分布用“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量TiJ表達(dá)。字母i除了明顯地表示步驟編號的地方外，在本方法中字母i僅表示循環(huán)次數(shù)，即第i次循環(huán)。A。和Ai0計(jì)入了溫度參數(shù)，可以計(jì)算溫度變化對索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響。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 (如式(3)所示)，用屮。表示該次循環(huán)開始時索結(jié)構(gòu)(用當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj表示)的被評估對象的健康狀態(tài)。d\ = ^d1ol d · · · d k ···(/](3)式(3)中d^a = I, 2，3，…；k=l，2，3，.......，N)表示第i次循環(huán)開始時、當(dāng)前
初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj中的第k個被評估對象的初始狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根索(或拉桿)，那么d、表示其初始損傷，d、為O時表示無損傷，為100%時表示該索徹底喪失承載能力，介于O與100%之間時表示喪失相應(yīng)比例的承載能力，如果該被評估對象是一個支座的一個平移位移分量，那么d、表示其初始位移數(shù)值。建立和更新Clitj的方法如下第一次循環(huán)開始時、建立被評估對象當(dāng)前初始損傷向量(依據(jù)式(3)記為d1。)時，d1。就等于d。。第i (i=2, 3，4，5，6…)次循環(huán)開始時需要的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d1。，是在前一次(即第i-Ι次，i = 2，3，4，5，6…)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的，具體方法在后文敘述。第i(i = 1，2，3，4，5，6…)次循環(huán)開始時需要建立的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型或已建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。。對應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用向量!^。表示，稱為當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Τ1。。向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，每一次循環(huán)開始時必須建立或已建立稱為當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj。建立、更新Ai0和Titj的方法如下第一次循環(huán)開始時建立的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為A^A1。等于A。，!11。等于T00在每一次循環(huán)中Aitj和Titj是不斷更新的，具體方法在后文敘述；在每一次循環(huán)結(jié)束時，更新Ai0和Titj得到下一次循環(huán)開始時所需的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，具體方法在后文敘述。本方法用“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！?(i = 1，2，3，···)表示第i次(i =1，2，3，4，5，6···)循環(huán)開始時所有指定的被監(jiān)測量的初始值(參見式(4))，(^。的也可以稱為“第i次循環(huán)被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量”。C = ^ Q2 · · · Q · · · ComJ(4)式(2)中C、(i = 1,2, 3,-；j=l,2, 3, . . . . , Μ)是第i次循環(huán)開始時、索結(jié)構(gòu)中第j個被監(jiān)測量。向量C1。是由前面定義的M個被監(jiān)測量依據(jù)一定順序排列而成，對此排列順序并無特殊要求，只要求后面所有相關(guān)向量也按此順序排列數(shù)據(jù)即可。在建立模型Ai0的同時建立“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！?，被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ci。表示對應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測量的具體數(shù)值，C1。的元素與C。的元素一一對應(yīng)，分別表示所有被監(jiān)測量在索結(jié)構(gòu)處于Ai0和A。兩種狀態(tài)時的具體數(shù)值。
建立和更新C、的具體方法如下第一次循環(huán)開始時，C10 (i = 1，吣具體化為(1。)等于(；；第1(1=2，3，4，5，6···)次循環(huán)開始時需要的第i次循環(huán)“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！?，是在前一次(即第i-1次，i = 2, 3,4, 5,6···)循環(huán)結(jié)束前計(jì)算獲得的，具體方法在后文敘述。在第i次(i =1，2，3，4，5，6···)循環(huán)中，“被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量CiJ是不斷更新的，具體方法在后文敘述。由于根據(jù)模型Ai0計(jì)算所得被監(jiān)測量的初始數(shù)值可靠地接近于相對應(yīng)的實(shí)測數(shù)值，在后面的敘述中，將用同一符號來表示該計(jì)算值組成向量和實(shí)測值組成向量。Ti0和心是Ai0的特性參數(shù)，Ci0是Ai0在Titj和d、條件下的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成。第三步在索結(jié)構(gòu)服役過程中，在每一次循環(huán)中，或者說在第i (i =1，2，3，4，5，6···)次循環(huán)中，在已知Ai0' Ti0, Ci0和^后，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Τ。的定義方式相同；在實(shí)測向量Ti的同時，也就是在獲得當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的時刻的同一時刻，實(shí)測得到索結(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C、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。 在獲得向量Ti后，按照下列具體方法更新Ai0' Ti0, Ci0和必比較Ti和f。，如果Ti等于f。，則不需要對A10進(jìn)行更新，否則需要對Ai0和Titj進(jìn)行更新，更新方法是第一步計(jì)算Ti與T。的差，Ti與T。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Ti與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Ti減去T。，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；第二步對A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Aitj的同時，Titj所有元素?cái)?shù)值也用Ti的所有元素?cái)?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Titj ;此時d、保持不變。當(dāng)更新Ai。后，Aitj的被評估對象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，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，用這些具體數(shù)值替換C1。中對應(yīng)的元素，這樣就實(shí)現(xiàn)了被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Citj的更新。第四步每一次循環(huán)時須先建立“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣”和“單位損傷或單位平移位移向量”，第i次循環(huán)建立的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣”記為ACi (i=l，2，3^··)。第i次循環(huán)建立的“單位損傷或單位平移位移向量”記為Diutl在每一次循環(huán)中ACjPDiu需要根據(jù)情況不斷更新，即在更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。后，更新單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣ACi和單位損傷或單位平移位移向量Diutl每一次循環(huán)開始時先按下述步驟建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣ACi和單位損傷或單位平移位移向量Diu ;如果在第三步中更新了 A1。，那么在本步中必須重新建立(即更新)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣ACi和單位損傷或單位平移位移向量Diu ；如果在第三步中沒有更新A1。，那么在本步中不必重新建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣Λ Ci和單位損傷或單位平移位移向量Diu ;建立和重新建立(即更新)Δ Ci和Diu的具體過程相同，列如下在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次計(jì)算，計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有索的數(shù)量。每一次計(jì)算假設(shè)只有一個被評估對象在原有損傷或支座平移位移(原有損傷或支座平移位移可以為O，也可以不為O)的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位平移位移，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設(shè)該支承索再增加單位損傷(例如取5%、10%,20%或30%等損傷為單位損傷)，如果該被評估對象是一個支座的一個方向的平移位移分量，就假設(shè)該支座在該平移位移方向再增加單位平移位移(例如2mm, 5mm, IOmm等為單位平移位移)。為方便計(jì)算，每一次循環(huán)中設(shè)定增加單位損傷或單位平移位移時可以都是把該次循環(huán)開始時的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康的，并在此基礎(chǔ)上設(shè)定單位損傷或單位平移位移(在后續(xù)步驟中、計(jì)算出的、被評估對象的損傷數(shù)值或平移位移一稱為名義損傷CliJi = 1,2, 3，…)，都是相對于將該次循環(huán)開始時的、將被評估對象的健康狀態(tài)當(dāng)成是完全健康而言的，因此必須依據(jù)后文給出的公式將計(jì)算出的名義損傷換算成真實(shí)損傷)。同一次循環(huán)的每一次計(jì)算中出現(xiàn)單位損傷或單位平移位移的被評估對象不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)單位損傷或單位平移位移的被評估對象，并且每一次假定有單位損傷或單位平移位移的被評估對象的單位損傷值或單位平移位移值可以不同于其他被評估對象的單位損傷值或單位平移位移值，用“單位損傷或單位平移位移向量DV’(如式(5)所示)記錄各次循環(huán)中所有被評估對象的假定的單位損傷或單位平移位移，第一次循環(huán)時記為D1u,每一次計(jì)算都利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)算索結(jié)構(gòu)的、在前面已指定的M個被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算所得M個被監(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個被評估對象有單位損傷或單位平移位移時，可用式(6)表示所有指定的M個被監(jiān)測量的被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量Citk);每一次計(jì)算得到的被監(jiān)測量計(jì)算當(dāng)前向量減去被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量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)的單位損傷或單位平移位移數(shù)值后得到一個“被監(jiān)測量的單位變化向量”，就是此條件下(以有單位損傷的索的位置或編號等為標(biāo)記)的“被監(jiān)測量的單位變化向量”(當(dāng)?shù)趉個被評估對象有單位損傷或單位平移位移時，用SCik表示被監(jiān)測量的單位變化向量，SCik的定義見式(7)、式(8)和式(9)，式(7)為式(6)減去式(4)后再除以向量Diu的第k個元素Diuk所得)，被監(jiān)測量的單位變化向量δ Cik的每一元素表示由于計(jì)算時假定有單位損傷或單位平移位移的那個被評估對象(例如第k個被評估對象)的單位損傷或單位平移位移(例如Diuk),而引起的該元素所對應(yīng)的被監(jiān)測量的數(shù)值改變量相對于假定的單位損傷或單位平移位移數(shù)值Diuk的變化率；有N個被評估對象就有N個“被監(jiān)測量的單位變化向量”，每個被監(jiān)測量的單位變化向量有M個元素，由這N個“被監(jiān)測量的單位變化向量”依次組成有MXN個元素的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣Λ Ci^ (Μ行N列)，每一個向量SCik (k = 1,2,3,.......，N)是矩陣ACi的一列，ACi的定義如式(10)所示。D-=[D；a 化· · · Uuk · · · D；:MJ(5)式(5)中單位損傷或單位平移位移向量Diu的元素Diuk (i=l，2，3，…；k =
1,2,3,.......，N)表示第i次循環(huán)中假定的第k個被評估對象的單位損傷或單位平移位移
數(shù)值，向量Diu中的各元素的數(shù)值可以相同也可以不同。Q= [Q1 C;t2 · · · Q * · * QuJ(6)式(6)中元素Citkj (i = 1,2, 3, -；k = 1,2, 3,.......,N；j = 1,2, 3,.......,Μ)
表示第i次循環(huán)由于第k個被評估對象有單位損傷或單位平移位移時，依據(jù)編號規(guī)則所對應(yīng)的第j個指定的被監(jiān)測量的計(jì)算當(dāng)前數(shù)值。(' —(“SCk = ,k" υ(7)式(7)中各量的上標(biāo)i (i = 1，2，3，…)表示第i次循環(huán)，下標(biāo)k (k =
1.2,3,.......,N)表示第k個被評估對象增加的單位損傷或單位平移位移，式中Diuk是
向量Diu中的第k個元素。向量SCik的定義如式(7)和式(8)所示，SCik的第j(j = 1.2,3,.......，M)個元素SCiw (定義如式(9)所示)表示第i次循環(huán)中，建立矩陣ACi時，
假定第k個被評估對象有單位損傷或單位平移位移時計(jì)算所得第j個被監(jiān)測量的改變量相對于假定的單位損傷或單位平移位移Diuk的變化率。^=[<5^· · · SCkj · · · SCmJ (8)SCI, =、—C°j(9)ΔΓ.'=0C2 · · · o( · · · '(.(IU)式(10)中向量SCikQ = 1,2, 3,.......，，k=l，2，3，......., N)表示第 i 次循環(huán)
中，由于第k個被評估對象增加單位損傷或單位平移位移Diuk而引起的、所有被監(jiān)測量的相對數(shù)值變化。矩陣Λ Ci的列(下標(biāo)k)的編號規(guī)則與前面向量必的元素的下標(biāo)k的編號規(guī)則相同。第五步識別索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前健康狀態(tài)。具體過程如下。第i (i = 1，2，3，…)次循環(huán)中，利用在第二步實(shí)測得到的“被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量cu’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)值單位變化矩陣ACi”和“當(dāng)前名義損傷向量屮?！遍g的近似線性關(guān)系，如式(11)或式(12)所示。C =C0+ACi ^dic(11)Ci-C0= AC' · d[.(12)式(11)和式(12)中被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量Ci的定義類似于被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。的定義，見式(13);被評估對象當(dāng)前名義損傷向量f。的定義見式(14)。Ci =\c[ q...q··· cMJ(13)式(13)中元素CijQ = 1，2，3，.......； j=l,2, 3,.......,Μ)是第 i 次循環(huán)時索
結(jié)構(gòu)的、依據(jù)編號規(guī)則所對應(yīng)的編號為j的被監(jiān)測量的當(dāng)前數(shù)值。dlc = ^d1cl d'c2 · · · d[K · · · ]Γ(14)式(14)中CliCka=I, 2，3，.......;k = 1,2, 3,.......,N)是第 i 次循環(huán)中第 k 個
被評估對象的當(dāng)前名義損傷或當(dāng)前名義平移位移值，向量f。的元素的下標(biāo)k的編號規(guī)則與矩陣ACi的列的編號規(guī)則相同。當(dāng)支承索實(shí)際損傷不太大、支座平移位移較小時，由于索結(jié)構(gòu)材料仍然處在線彈性階段，索結(jié)構(gòu)的變形也較小，式(11)或式(12)所表示的這樣一種線性關(guān)系同實(shí)際情況的誤差較小，誤差可用誤差向量￥ (式(15))定義，表示式(11)或式(12)所示線性關(guān)系的誤差。e1' = abs(AC ·d'c -Ci +Ci0)(15)式(15)中abs()是取絕對值函數(shù),對括號內(nèi)求得的向量的每一個元素取絕對值。
由于式(11)或式(12)所表示的線性關(guān)系存在一定誤差，因此不能簡單根據(jù)式
(11)或式(12)和“被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量Cu’來直接求解得到被評估對象當(dāng)前名義損傷向量屮。。如果這樣做了，得到的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量f。中的元素甚至?xí)霈F(xiàn)較大的負(fù)值，也就是負(fù)損傷，這明顯是不合理的。因此獲得被評估對象當(dāng)前名義損傷向量屮。的可接受的解(即帶有合理誤差，但可以比較準(zhǔn)確地從索系統(tǒng)中確定受損索的位置及其損傷程度、也可以比較準(zhǔn)確地確定支座平移位移數(shù)值)成為一個合理的解決方法，可用式(16)來表達(dá)這一方法。
權(quán)利要求
1. 一種溫度變化時混合監(jiān)測的問題索和支座平移遞進(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支座平移位移分量為被評估對象，設(shè)被評估的支承索的數(shù)量和支座平移位移分量的數(shù)量之和為N，即被評估對象的數(shù)量為N ;確定被評估對象的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的被評估對象編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；本方法用變量k表示這一編號，k= 1，2，3，...，N;確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測索力的支承索，設(shè)索系統(tǒng)中共有M1根支承索，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的索力數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上Q個指定支承索的Q個索力數(shù)據(jù)來描述，索結(jié)構(gòu)索力的變化就是所有指定支承索的索力的變化；每次共有Q個索力測量值或計(jì)算值來表征索結(jié)構(gòu)的索力信息；Q是一個不小于O、不大于M1的整數(shù)；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測應(yīng)變的被測量點(diǎn)，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的應(yīng)變數(shù)據(jù)可由索結(jié)構(gòu)上K2個指定點(diǎn)的、及每個指定點(diǎn)的L2個指定方向的應(yīng)變來描述，索結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化就是K2個指定點(diǎn)的所有被測應(yīng)變的變化；每次共有M2個應(yīng)變測量值或計(jì)算值來表征索結(jié)構(gòu)應(yīng)變，M2為K2和L2之積；M2是不小于O的整數(shù)；確定 混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測角度的被測量點(diǎn)，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上K3個指定點(diǎn)的、過每個指定點(diǎn)的L3個指定直線的、每個指定直線的H3個角度坐標(biāo)分量來描述，索結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點(diǎn)的、所有指定直線的、所有指定的角度坐標(biāo)分量的變化；每次共有M3個角度坐標(biāo)分量測量值或計(jì)算值來表征索結(jié)構(gòu)的角度信息，M3為K3、L3和H3之積；M3是一個不小于O的整數(shù)；確定混合監(jiān)測時指定的將被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的形狀數(shù)據(jù)由索結(jié)構(gòu)上K4個指定點(diǎn)的、及每個指定點(diǎn)的L4個指定方向的空間坐標(biāo)來描述，索結(jié)構(gòu)形狀數(shù)據(jù)的變化就是K4個指定點(diǎn)的所有坐標(biāo)分量的變化；每次共有M4個坐標(biāo)測量值或計(jì)算值來表征索結(jié)構(gòu)形狀，M4為K4和L4之積；M4是一個不小于O的整數(shù)；綜合上述混合監(jiān)測的被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M個被監(jiān)測量，M為Q、M2、M3和M4之和，定義參量K，K為Q、K2, K3和K4之和，K和M不得小于被評估對象的數(shù)量N ;由于M個被監(jiān)測量是不同類型的，所以本方法稱為“溫度變化時混合監(jiān)測的受損索和支座平移識別方法”;為方便起見，在本方法中將本步所列出的“混合監(jiān)測時索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的所有參量”簡稱為“被監(jiān)測量”；所有被監(jiān)測量的數(shù)量之和記為M，M不得小于N ;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； b.本方法定義“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”按步驟bl至b3進(jìn)行； bl :查詢或?qū)崪y得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型；查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時間內(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0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0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△ Th，為方便敘述取ATh的單位為。C/m;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個索結(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)，特別的，對于支承索沿每一個測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個點(diǎn)，即僅僅測量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測量所有被選取點(diǎn)的溫度，測得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個不同的海拔高度，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，特別的，對于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個，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)”;本方法中將在每一個選取的海拔高度處“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測量氣溫要求選取一個位置，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I. 5米，該參考平板的一面向陽，稱為向陽面，參考平板的向陽面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽面應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到一塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽面覆有保溫材料，將實(shí)時監(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?cái)?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AT6max ；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A 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A(yù)Tpmaj^P索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時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A(yù)Traiax不大于參考日溫差A(yù) I；，且參考平板最大溫差A(yù)Tpmax減去2攝氏度后不大于A T6max，且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax不大于ATpmax;只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，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” A Ttmax不大于I攝氏度；本方法利用上述六項(xiàng)條件，將下列三種時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A Th得到的數(shù)值，為方便敘述取A Th的單位為。C/m，為方便敘述取Ah的單位為m ;“R個索結(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)索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、竣工數(shù)據(jù)得到所有支承索在自由狀態(tài)即索力為O時的長度、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)包括表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)、所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值、所有支承索的初始索力數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)幾何數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)角度數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用能表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(shù)據(jù)以及索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量d。，向量d。表示用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示的索結(jié)構(gòu)的被評估對象的初始健康狀態(tài)；被評估對象初始損傷向量d。的元素個數(shù)等于N，d。的元素與被評估對象是--對應(yīng)關(guān)系，向量d。的元素的編號規(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0和100%之間，則表示該支承索喪失了相應(yīng)比例的承載能力；如果d。的某一個元素對應(yīng)的被評估對象是某一個支座的某一個平移位移分量，那么d。的該元素的數(shù)值代表這個支座的該平移位移分量的初始數(shù)值；如果沒有支承索的無損檢測數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷無松弛狀態(tài)時，向量d。中與支承索相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取0，如果沒有索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)或者可以認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移為0時，向量d。中與索結(jié)構(gòu)支座平移位移相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取0 ;初始索結(jié)構(gòu)支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)指索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座坐標(biāo)數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)指在建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時，索結(jié)構(gòu)支座相對于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的平移位移； d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始平移位移測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和和前面步驟得到的所有的索結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5% ;對應(yīng)于A。的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”就是“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T?！?;對應(yīng)于A。的被評估對象健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量d。表示；對應(yīng)于A。的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值用被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。表示；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)測量的初始數(shù)值與C0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K、C0、d。和T。是不變的； e.在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號的地方外，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)開始時需要的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量記為(^。，屮。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Citj表示，向量Citj的定義方式與向量C。的定義方式相同，Citj的元素與C。的元素一一對應(yīng)，被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ci。表示對應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測量的具體數(shù)值和f。是Aitj的特性參數(shù)，Citj由Ai0的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；第一次循環(huán)開始時，Aitj記為A10,建立A10的方法為使A1。等于A。；第一次循環(huán)開始時，Titj記為T1。，建立T1。的方法為使T1。等于T。；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s步的循環(huán)；在索結(jié)構(gòu)服役過程中，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計(jì)算方法”不斷實(shí)測計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，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，C1的兀素與C。的兀素對應(yīng)，表不相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值；在實(shí)測得至Ij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)中所有M1根支承索的索力數(shù)據(jù)，所有這些索力數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索力向量F,向量F的元素與向量F。的元素的編號規(guī)則相同；在實(shí)測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量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)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A:被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Citj和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj,而被評估對象當(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A: Ci0和Titj保持不變；否則需要按下列步驟對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A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新A1。的同時，Titj所有元素?cái)?shù)值也用Ti的所有元素?cái)?shù)值對應(yīng)代替，即更新了 Titj,這樣就得到了正確地對應(yīng)于Aitj的Titj ;此時(保持不變；當(dāng)更新Aitj后，Aitj的索的健康狀況用被評估對象當(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Citj的方法是當(dāng)更新(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、； h.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai0的基礎(chǔ)上，按照步驟hi至步驟h4進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過計(jì)算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣ACi和單位損傷或單位平移位移向量Diu; hi.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A 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A 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.在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(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平移位移的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位平移位移，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設(shè)該支承索再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個支座的一個方向的平移位移分量，就假設(shè)該支座在該位移方向再增加單位平移位移，用Diuk記錄這一增加的單位損傷或單位平移位移，其中k表示增加單位損傷或單位平移位移的被評估對象的編號，Diuk是單位損傷或單位平移位移向量Diu的一個元素，單位損傷或單位平移位移向量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單位平移位移的被評估對象不同于其它次計(jì)算中再增加單位損傷或單位平移位移的被評估對象，每一次計(jì)算都利用力學(xué)方法計(jì)算索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個被監(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單位平移位移時，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兀素，同其它向量中的、編號相同的兀素，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)；h3.每一次計(jì)算得到的向量Citk減去向量Citj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)的單位損傷或單位平移位移數(shù)值后得到一個“被監(jiān)測量的單位變化向量S Cik";有N個被評估對象就有N個“被監(jiān)測量的單位變化向量”； h4.由這N個“被監(jiān)測量的單位變化向量”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)值單位變化矩陣△ Ci”;單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣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)值單位變化矩陣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單位平移位移時的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值單位變化矩陣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)值單位變化矩陣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dSdt和Cli的元素個數(shù)等于支承索的數(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，Clic和Cli的元素?cái)?shù)值代表對應(yīng)被評估對象的損傷程度或健康狀態(tài)，Clic和Cli與被評估對象初始損傷向量d。的元素編號規(guī)貝U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)值單位變化矩陣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。； 式 I k.利用式2表達(dá)的當(dāng)前實(shí)際損傷向量Cli的第k個元素Clik同被評估對象當(dāng)前初始損傷向量必的第k個元素d、和當(dāng)前名義損傷向量的第k個元素Clidt間的關(guān)系，計(jì)算得到當(dāng)前實(shí)際損傷向量Cli的所有元素； \如果該元素對應(yīng)于一根支承索 如果該元素對應(yīng)于一個支座的一個平移位移分量$ 2式2中k = 1，2，3，……，N ;(1\表示第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當(dāng)前實(shí)際健康狀態(tài)，Clik為O時表示第k個被評估對象無健康問題，Clik數(shù)值不為O時表示第k個被評估對象是有健康問題的被評估對象，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么Clik表示其當(dāng)前健康問題的嚴(yán)重程度，有健康問題的支承索可能是松弛索、也可能是受損索，Clik數(shù)值反應(yīng)了該支承索的松弛或損傷的程度，如果該被評估對象是一個支座的一個平移位移分量，那么Clik表示其當(dāng)前實(shí)際平移位移數(shù)值；所以根據(jù)被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量Cli能夠確定有哪些支承索有健康問題及其嚴(yán)重程度，確定有哪些支座發(fā)生了平移位移及其數(shù)值； I.將被評估對象當(dāng)前實(shí)際損傷向量Cli中與M1根支承索相關(guān)的M1個元素取出，組成支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT，支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F。的元素的編號規(guī)則相同；支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(T的第h個元素表示索結(jié)構(gòu)中第h根支承索的當(dāng)前實(shí)際損傷量，h=l, 2，3，.......,M1 ;支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(T中數(shù)值不為O的元素對應(yīng)于有健康問題的支承索，從這些有健康問題的支承索中鑒別出受損索，剩下的就是松弛索，支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量(T中與松弛索對應(yīng)于的元素?cái)?shù)值表達(dá)的是與松弛索松弛程度力學(xué)等效的當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度； m.利用在當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti條件下的、在第I步鑒別出的松弛索及用支承索當(dāng)前實(shí)際損傷向量cT表達(dá)的這些松弛索的、與其松弛程度力學(xué)等效的當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度，利用在第f步獲得的在當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti條件下的當(dāng)前索力向量F和當(dāng)前支承索兩支承端點(diǎn)水平距離向量，利用在第c步獲得的在初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。條件下的支承索的初始自由長度向量、初始自由橫截面面積向量和初始自由單位長度的重量向量、初始索力向量F。，利用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt表示的支承索當(dāng)前穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第C步獲得的在初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。表示的支承索初始穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第c步獲得的索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)，計(jì)入溫度變化對支承索物理、力學(xué)和幾何參數(shù)的影響，通過將松弛索同受損索進(jìn)行力學(xué)等效來計(jì)算松弛索的、與當(dāng)前實(shí)際等效損傷程度等效的松弛程度，等效的力學(xué)條件是一、兩等效的索的無松弛和無損傷時的初始自由長度、幾何特性參數(shù)、密度及材料的力學(xué)特性參數(shù)相同；二、松弛或損傷后，兩等效的松弛索和損傷索的索力和變形后的總長相同；滿足上述兩個等效條件時，這樣的兩根支承索在索結(jié)構(gòu)中的力學(xué)功能就是完全相同的，即如果用等效的松弛索代替受損索后，索結(jié)構(gòu)不會發(fā)生任何變化，反之亦然；依據(jù)前述力學(xué)等效條件求得那些被判定為松弛索的松弛程度，松弛程度就是支承索自由長度的改變量，也就是確定了那些需調(diào)整索力的支承索的索長調(diào)整量；這樣就實(shí)現(xiàn)了支承索的松弛識別和損傷識別；計(jì)算時所需索力由當(dāng)前索力向量F對應(yīng)元素給出； n.在求得當(dāng)前名義損傷向量后，按照式3建立標(biāo)識向量Bi,式4給出了標(biāo)識向量Bi的第k個元素的定義； IT : [IT1 H /T、],式 3JO,如果 Mi，如果OD:產(chǎn)4 式4中元素Bik是標(biāo)識向量Bi的第k個元素，Diuk是單位損傷或單位平移位移向量Diu的第k個元素，Click是被評估對象當(dāng)前名義損傷向量的第k個元素，它們都表示第k個被評估對象的相關(guān)信息，式4中k = 1，2，3，......，N ; o.如果標(biāo)識向量B1的元素全為0,則回到步驟f繼續(xù)本次循環(huán)；如果標(biāo)識向量B1的元素不全為0，則進(jìn)入下一步、即步驟p ; P.根據(jù)式5計(jì)算得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量di+1。的每一個元素； dM __ j如果該元素對應(yīng)于-.根支承索 ok = Xdi0^DiukBik,如果該元素對應(yīng)于一個支座的一個平移位移分量$ 式5中(T1。,是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量di+1。的第k個元素，d、是本次、即第i次循環(huán)的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量必的第k個元素，Diuk是第i次循環(huán)的單位損傷或單位平移位移向量Diu的第k個元素，Bik是第i次循環(huán)的標(biāo)識向量Bi的第k個元素，式5中k = 1,2, 3，……，N; q.取下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti+1。等于第i次循環(huán)的當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Titj ； r.在初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。的基礎(chǔ)上，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，再令索的健康狀況為di+1。后得到的就是下一次、SP第i+1次循環(huán)所需的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai+1 ;得到Ai+1后，通過力學(xué)計(jì)算得到Ai+1中所有被監(jiān)測量的 、當(dāng)前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量卜+1。； s.回到步驟f，開始下一次循環(huán)。
全文摘要
溫度變化時混合監(jiān)測的問題索和支座平移遞進(jìn)式識別方法基于混合監(jiān)測、通過監(jiān)測索結(jié)構(gòu)溫度、環(huán)境溫度和被評估對象的健康狀態(tài)來決定是否需要更新索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，得到計(jì)入索結(jié)構(gòu)溫度和環(huán)境溫度的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，在此模型的基礎(chǔ)上計(jì)算獲得單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣。依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量同被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量、單位損傷被監(jiān)測量單位變化矩陣、單位損傷或單位平移位移向量和待求的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量間存在的近似線性關(guān)系算出被評估對象當(dāng)前名義損傷向量的非劣解，據(jù)此可以在有溫度變化時，快速識別出受損索、松弛索和支座平移位移。
文檔編號G01D21/02GK102706391SQ201210171240
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者韓佳邑, 韓玉林 申請人:東南大學(xué)