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

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本方法的目的是在索結(jié)構(gòu)有溫度變化時(shí)，針對(duì)索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)問(wèn)題，公開(kāi)了一種基于空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)的、能夠合理有效地監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的健康監(jiān)測(cè)方法。技術(shù)方案本方法由三部分組成。分別是一、“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”;二、建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫(kù)和參量的方法、基于知識(shí)庫(kù)(含參量)和實(shí)測(cè)被監(jiān)測(cè)量的索系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)估方法；三、健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件和硬件部分。
本方法的第一部分“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”。首先確定“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”。由于索結(jié)構(gòu)的溫度可能是變化的，例如索結(jié)構(gòu)的不同部位的溫度是隨著日照強(qiáng)度的變化而變化、隨著環(huán)境溫度的變化而變化的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度有時(shí)可能是隨時(shí)間變化的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度可能是不同的，索結(jié)構(gòu)的表面與內(nèi)部的溫度差是隨時(shí)間變化的，這就使得考慮溫度條件時(shí)的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算和監(jiān)測(cè)相當(dāng)復(fù)雜，為簡(jiǎn)化問(wèn)題、減少計(jì)算量和降低測(cè)量成本，更是為了提高計(jì)算精度，本方法提出“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”，具體如下第一步，查詢或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型。查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來(lái)的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時(shí)間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個(gè)陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的O時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日出時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日出時(shí) 亥IJ，每一個(gè)陰天的O時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫減去最低氣溫稱為該陰天的日氣溫的最大溫差，有T個(gè)陰天，就有T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差，取T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差中的最大值為參考日溫差，參考日溫差記為Λ ；。查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的氣象資料或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度隨時(shí)間和海拔高度的變化數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度關(guān)于海拔高度的最大變化率ATh,為方便敘述取ATh的單位為。C/m。在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”。在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時(shí)，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足的條件在后面敘述。從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)選取的海拔高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個(gè)點(diǎn)，從選取點(diǎn)處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽(yáng)面外法線方向和索結(jié)構(gòu)的背陰面外法線方向，沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中均布選取不少于三個(gè)點(diǎn)，特別的，對(duì)于支承索沿每一個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個(gè)點(diǎn)，即僅僅測(cè)量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測(cè)量所有被選取點(diǎn)的溫度，測(cè)得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測(cè)量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)海拔高度處，選取了 B個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中選取了 E個(gè)點(diǎn)，其中H和E都不小于3，B不小于2，特別的，對(duì)于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個(gè)，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;本方法中將在每一個(gè)選取的海拔高度處“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個(gè)數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”。在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求選取一個(gè)位置，將在此位置實(shí)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫；在索結(jié)構(gòu)所在地的空曠無(wú)遮擋處選取一個(gè)位置，該位置應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，該參考平板的一面向陽(yáng)，稱為向陽(yáng)面，參考平板的向陽(yáng)面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽(yáng)面應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到一塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽(yáng)面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度。本方法中對(duì)同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的任何兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測(cè)量記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻。第二步，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到上述R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，同 時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到前面定義的索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，記為ATemax ;由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率，該變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，記為Δ Tpmax ;通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的所有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值記為ATsmax ;由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率也隨著時(shí)間變化。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的、在同一時(shí)刻、HBE個(gè)“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每一個(gè)選取的海拔高度處共計(jì)BE個(gè)“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”中的最高溫度與最低溫度的差值，這個(gè)差值的絕對(duì)值稱為“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，選取了 H個(gè)不同的海拔高度就有H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，記為ATtmax。第三步，測(cè)量計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件有六項(xiàng)，第一項(xiàng)條件是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻介于當(dāng)日日落時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間，日落時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日落時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日落時(shí)刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，參考平板最大溫差A(yù)Tpmax和索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，在前面測(cè)量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差不大于參考日溫差Λ ；，且參考平板最大溫差Λ Tpmax減去2攝氏度后不大于Δ Temax,且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差Δ Tsmax不大于ATpmax ;只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件 是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)O. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)O. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的極小值；第六項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差” ATtmax不大于I攝氏度；本方法利用上述六項(xiàng)條件，將下列三種時(shí)刻中的任意一種稱為“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻”，第一種時(shí)刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時(shí)刻，第二種時(shí)刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時(shí)刻，第三種時(shí)刻是同時(shí)滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時(shí)刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的一個(gè)時(shí)，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻就是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻；如果獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的任一個(gè)時(shí)刻，則取本方法最接近于獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻的那個(gè)實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻；本方法將使用在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻測(cè)量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測(cè)分析；本方法近似認(rèn)為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)，即此時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時(shí)間變化，此時(shí)刻就是本方法的“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻”;然后，根據(jù)索結(jié)構(gòu)傳熱特性，利用獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”和“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)常規(guī)傳熱計(jì)算得到在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時(shí)索結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)按穩(wěn)態(tài)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)上R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)，還包括索結(jié)構(gòu)在前面選定的HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度，HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相等時(shí)，且“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”與“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對(duì)應(yīng)相等時(shí)，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時(shí)的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”時(shí)，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個(gè)條件，第一個(gè)條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過(guò)“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)相鄰的點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度線性插值得到時(shí)，線性插值得到的索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的溫度與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的實(shí)際溫度的誤差不大于5% ；索結(jié)構(gòu)表面包括支承索表面；第二個(gè)條件是“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)的數(shù)量不小于4，且“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)沿著索結(jié)構(gòu)表面均布；“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度之差的絕對(duì)值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以Λ Th得到的數(shù)值，為方便敘述取Λ Th的單位為。C/m，為方便敘述取Ah的單位為m ;“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的定義是 指只考慮海拔高度時(shí)，在“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)，該索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值之間；第三個(gè)條件是查詢或按氣象學(xué)常規(guī)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)。本方法的第二部分建立索系統(tǒng)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所需的知識(shí)庫(kù)和參量的方法、基于知識(shí)庫(kù)(含參量)和實(shí)測(cè)被監(jiān)測(cè)量的索系統(tǒng)健康狀態(tài)評(píng)估方法?？砂慈缦虏襟E依次進(jìn)行，以獲得更準(zhǔn)確的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)評(píng)估。第一步設(shè)共有N根支承索，首先確定支承索的編號(hào)規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的支承索編號(hào)，該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣?！敖Y(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)”由結(jié)構(gòu)上K個(gè)指定點(diǎn)的、及每個(gè)指定點(diǎn)的L個(gè)指定方向的空間坐標(biāo)來(lái)描述，結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的變化就是K個(gè)指定點(diǎn)的所有空間坐標(biāo)分量的變化。每次共有M(M = KXL)個(gè)空間坐標(biāo)測(cè)量值或計(jì)算值來(lái)表征結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)信息。K和M不得小于支承索的數(shù)量N。為方便起見(jiàn)，在本方法中將“結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)”簡(jiǎn)稱為“被監(jiān)測(cè)量”。在后面提到“被監(jiān)測(cè)量的某某矩陣或某某向量”時(shí)，也可讀成“空間坐標(biāo)的某某矩陣或某某
向量”。建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)，在索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)，或者在建立健康監(jiān)測(cè)(受損索識(shí)別)系統(tǒng)前，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”測(cè)量計(jì)算得到“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”(可以用常規(guī)溫度測(cè)量方法測(cè)量，例如使用熱電阻測(cè)量)，此時(shí)的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用向量T。表示，稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。。在實(shí)測(cè)得到T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，使用常規(guī)方法直接測(cè)量計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)。在實(shí)測(cè)計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時(shí)，使用常規(guī)方法(查資料或?qū)崪y(cè))得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理參數(shù)(例如熱膨脹系數(shù))和力學(xué)性能參數(shù)(例如彈性模量、泊松比);在實(shí)測(cè)計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)亥IJ，使用常規(guī)方法實(shí)測(cè)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)包括支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)初始幾何數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)角坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，目的在于根據(jù)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。對(duì)斜拉橋而言，初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這就是所謂的橋型數(shù)據(jù)。利用支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d。(如式(I)所示)，用d。表示索結(jié)構(gòu)(用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示)的索系統(tǒng)的初始健康狀態(tài)。如果沒(méi)有索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷狀態(tài)時(shí)，向量d。的各元素?cái)?shù)值取O。利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)和初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。，利用力學(xué)方法(例如有限元法)計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U。。
權(quán)利要求
1. 一種支座廣義位移溫度變化空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)受損索逼近式識(shí)別方法，其特征在于所述方法包括 a.設(shè)共有N根支承索，首先確定支承索的編號(hào)規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的支承索編號(hào)，該編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；確定指定的將被監(jiān)測(cè)空間坐標(biāo)的被監(jiān)測(cè)點(diǎn)，給所有被監(jiān)測(cè)點(diǎn)編號(hào)；確定過(guò)每一被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的將被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)分量，給所有被監(jiān)測(cè)空間坐標(biāo)分量編號(hào)；上述編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；“索結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)”由上述所有被監(jiān)測(cè)空間坐標(biāo)分量組成；為方便起見(jiàn)，在本方法中將“索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)”稱為“被監(jiān)測(cè)量”;被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量不得小干支承索的數(shù)量；所有被監(jiān)測(cè)空間坐標(biāo)分量的數(shù)量之和不得小干支承索的數(shù)量；本方法中對(duì)同一個(gè)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的任何兩次測(cè)量之間的時(shí)間間隔不得大于30分鐘，測(cè)量記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻稱為實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻； b.本方法定義“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”按步驟bl至b3進(jìn)行； bl :查詢或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)組成材料及索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學(xué)參數(shù)，利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和索結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型；查詢索結(jié)構(gòu)所在地不少于2年的近年來(lái)的氣象資料，統(tǒng)計(jì)得到這段時(shí)間內(nèi)的陰天數(shù)量記為T個(gè)陰天，在本方法中將白天不能見(jiàn)到太陽(yáng)的一整日稱為陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每ー個(gè)陰天的O時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫與最低氣溫，日出時(shí)刻是指根據(jù)地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日出時(shí)刻，不表示當(dāng)天一定可以看見(jiàn)太陽(yáng)，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日出時(shí)刻，每ー個(gè)陰天的O時(shí)至次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最高氣溫減去最低氣溫稱為該陰天的日氣溫的最大溫差，有T個(gè)陰天，就有T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差，取T個(gè)陰天的日氣溫的最大溫差中的最大值為參考日溫差，參考日溫差記為△ I；;查詢索結(jié)構(gòu)所在地和所在海抜區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的氣象資料或?qū)崪y(cè)得到索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度隨時(shí)間和海抜高度的變化數(shù)據(jù)和變化規(guī)律，計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來(lái)的索結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的溫度關(guān)于海抜高度的最大變化率△'，為方便敘述取ATh的単位為。C/m;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”，取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的具體原則在步驟b3中敘述，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;從索結(jié)構(gòu)所處的最低海抜到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個(gè)不同的海抜高度，在每ー個(gè)選取的海抜高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個(gè)點(diǎn)，從選取點(diǎn)處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽(yáng)面外法線方向和索結(jié)構(gòu)的背陰面外法線方向，沿每ー個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中均布選取不少于三個(gè)點(diǎn)，特別的，對(duì)于支承索沿每ー個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取ー個(gè)點(diǎn)，即僅僅測(cè)量支承索的表面點(diǎn)的溫度，測(cè)量所有被選取點(diǎn)的溫度，測(cè)得的溫度稱為“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交的、“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”測(cè)量獲得的“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設(shè)選取了 H個(gè)不同的海拔高度，在每ー個(gè)海拔高度處，選取了 B個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向在索結(jié)構(gòu)中選取了 E個(gè)點(diǎn)，其中H和E都不小于3，B不小于2，特別的，對(duì)于支承索E等于1，計(jì)索結(jié)構(gòu)上“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的總數(shù)為HBE個(gè)，后面將通過(guò)實(shí)測(cè)得到這HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的溫度，稱實(shí)測(cè)得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，如果是利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)傳熱計(jì)算得到這HBE個(gè)測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”;本方法中將在每ー個(gè)選取的海抜高度處“相同海抜高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個(gè)數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)所在地按照氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求選取ー個(gè)位置，將在此位置實(shí)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫；在索結(jié)構(gòu)所在地的空曠無(wú)遮擋處選取ー個(gè)位置，該位置應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，參考平板與地面不可接觸，參考平板離地面距離不小于I. 5米，該參 考平板的一面向陽(yáng)，稱為向陽(yáng)面，參考平板的向陽(yáng)面是粗糙的和深色的，參考平板的向陽(yáng)面應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到ー塊平板在該地所能得到的該日的最充分的日照，參考平板的非向陽(yáng)面覆有保溫材料，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度； b2 :實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到上述R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到前面定義的索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到符合氣象學(xué)測(cè)量氣溫要求的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫?cái)?shù)據(jù)；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為環(huán)境最大溫差，記為ATemax ；由索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率，該變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用參考平板的向陽(yáng)面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到參考平板的向陽(yáng)面的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，稱為參考平板最大溫差，記為ATpmax ;通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的所有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值稱為索結(jié)構(gòu)表面最大溫差，記為;由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過(guò)常規(guī)數(shù)學(xué)計(jì)算得到每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率，每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率也隨著時(shí)間變化；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的、在同一時(shí)刻、HBE個(gè)“索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計(jì)算在每ー個(gè)選取的海拔高度處共計(jì)BE個(gè)“相同海拔高度索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”中的最高溫度與最低溫度的差值，這個(gè)差值的絕對(duì)值稱為“相同海抜高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，選取了 H個(gè)不同的海拔高度就有H個(gè)“相同海拔高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，稱這H個(gè)“相同海抜高度處索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”，記為Δ Ttmax ; b3 :測(cè)量計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件有六項(xiàng)，第一項(xiàng)條件是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻介于當(dāng)日日落時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間，日落時(shí)刻是指根據(jù)地 球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)規(guī)律確定的氣象學(xué)上的日落時(shí)刻，可以查詢資料或通過(guò)常規(guī)氣象學(xué)計(jì)算得到所需的每一日的日落時(shí)刻；第二項(xiàng)條件的a條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，參考平板最大溫差Λ Tpmax和索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax都不大于5攝氏度；第二項(xiàng)條件的b條件是在當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的這段時(shí)間內(nèi)，在前面測(cè)量計(jì)算得到的環(huán)境最大誤差Λ Traiax不大于參考日溫差Λ ；，且參考平板最大溫差A(yù)Tpmax減去2攝氏度后不大于Λ Temax，且索結(jié)構(gòu)表面最大溫差A(yù)Tsmax不大于ATpmax;只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)O. I攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)O. I攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的極小值；第六項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差” ATtmax不大于I攝氏度；本方法利用上述六項(xiàng)條件，將下列三種時(shí)刻中的任意一種稱為“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻”，第一種時(shí)刻是滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第五項(xiàng)條件的時(shí)刻，第二種時(shí)刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第六項(xiàng)條件的時(shí)刻，第三種時(shí)刻是同時(shí)滿足上述“與決定獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻相關(guān)的條件”中的第一項(xiàng)至第六項(xiàng)條件的時(shí)刻；當(dāng)獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻就是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的ー個(gè)時(shí)，獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻就是獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻；如果獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻不是本方法中實(shí)際記錄數(shù)據(jù)時(shí)刻中的任ー個(gè)時(shí)刻，則取本方法最接近于獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)時(shí)刻的那個(gè)實(shí)際記錄數(shù)據(jù)的時(shí)刻為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻；本方法將使用在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻測(cè)量記錄的量進(jìn)行索結(jié)構(gòu)相關(guān)健康監(jiān)測(cè)分析；本方法近似認(rèn)為獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)，即此時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)溫度不隨時(shí)間變化，此時(shí)刻就是本方法的“獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻”;然后，根據(jù)索結(jié)構(gòu)傳熱特性，利用獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的“ R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”和“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，利用索結(jié)構(gòu)的傳熱學(xué)計(jì)算模型，通過(guò)常規(guī)傳熱計(jì)算得到在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布，此時(shí)索結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)按穩(wěn)態(tài)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結(jié)構(gòu)上R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的計(jì)算溫度稱為R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)，還包括索結(jié)構(gòu)在前面選定的HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度，HBE個(gè)“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點(diǎn)”的計(jì)算溫度稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”，當(dāng)R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)相等時(shí)，且“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”與“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”對(duì)應(yīng)相等吋，計(jì)算得到的在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時(shí)的“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”，“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”稱為“HBE個(gè)索結(jié)構(gòu)沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)”;在索結(jié)構(gòu)的表面上取“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”吋，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”的數(shù)量與分布必須滿足三個(gè)條件，第一個(gè)條件是當(dāng)索結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，當(dāng)索結(jié)構(gòu)表面上任意一點(diǎn)的溫度是通過(guò)“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)相鄰的點(diǎn)的實(shí)測(cè)溫度線性插值得到時(shí)，線性插值得到的索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的溫度與索結(jié)構(gòu)表面上該任意點(diǎn)的實(shí)際溫度的誤差不大于5% ;索結(jié)構(gòu)表面包括支承索表面；第二個(gè)條件是“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)的數(shù)量不小于4，且“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中在同一海拔高度的點(diǎn)沿著索結(jié)構(gòu)表面均布；“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表·面點(diǎn)”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度之差的絕對(duì)值中的最大值A(chǔ)h不大于0.2°C除以Λ Th得到的數(shù)值，為方便敘述取Λ Th的単位為。C/m，為方便敘述取Ah的單位為m ;“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的定義是指只考慮海拔高度時(shí)，在“ R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)，該索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海抜高度數(shù)值之間；第三個(gè)條件是查詢或按氣象學(xué)常規(guī)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“ R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有ー個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)中的ー個(gè)點(diǎn)； c.按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”直接測(cè)量計(jì)算得到初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，記為“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T?！?；實(shí)測(cè)或查資料得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)；在實(shí)測(cè)得到T。的同時(shí)，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。的時(shí)刻的同一時(shí)刻，直接測(cè)量計(jì)算得到初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)包括表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值、所有支承索的初始索カ數(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)、索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)；所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。；利用能表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d。，索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素個(gè)數(shù)等于N，d。的元素與支承索是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的損傷程度，若索系統(tǒng)初始損傷向量d。的某一元素的數(shù)值為O，表示該元素所對(duì)應(yīng)的支承索是完好的，沒(méi)有損傷的，若其數(shù)值為100%，則表示該元素所對(duì)應(yīng)的支承索已經(jīng)完全喪失承載能力，若其數(shù)值介于O和100%之間，則表示該支承索喪失了相應(yīng)比例的承載能力，如果沒(méi)有支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時(shí)，或者認(rèn)為索結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷狀態(tài)時(shí)，向量d。的各元素?cái)?shù)值取O ;對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U。；支座廣義坐標(biāo)包括線量和角量?jī)煞N； d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能參數(shù)、初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U。、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和和前面步驟得到的所有的索結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5% ;對(duì)應(yīng)于A。的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”就是“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T?！?;對(duì)應(yīng)于A。的索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U。；對(duì)應(yīng)于A。的支承索健康狀態(tài)用索系統(tǒng)初始損傷向量d。表示；對(duì)應(yīng)于A。的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值用被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。表示；T。、U0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(cè)量的初始數(shù)值與C。表示的所有被監(jiān)測(cè)量 的初始數(shù)值相同，因此也可以說(shuō)C。由A。的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成，在本方法中ん、隊(duì)、(；、(1。和T。是不變的； e.在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號(hào)的地方外，字母i僅表示循環(huán)次數(shù)，即第i次循環(huán)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要建立的或已建立的索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型記為當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Α^，Α。和Aitj計(jì)入了溫度參數(shù)，可以計(jì)算溫度變化對(duì)索結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能影響；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，對(duì)應(yīng)于Aitj的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti。表示，向量Titj的定義方式與向量T。的定義方式相同，Titj的元素與T。的元素一一對(duì)應(yīng)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量記為Ui0,由對(duì)應(yīng)于索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成;第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)需要的索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量記為d1。，d1。表示該次循環(huán)開(kāi)始時(shí)索結(jié)構(gòu)Ai0的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)，Cli0的定義方式與d。的定義方式相同，Cli0的元素與d。的元素--對(duì)應(yīng)；第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，所有被監(jiān)測(cè)量的初始值，用被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。表示，向量C1。的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1。的兀素與C。的兀素對(duì)應(yīng)，被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。表示對(duì)應(yīng)于Aitj的所有被監(jiān)測(cè)量的具體數(shù)值；!"。、ぴ。和必是Aitj的特性參數(shù)，Ci0由Ai0的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Ai0記為A1。，建立A1。的方法為使A1。等于A。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Titj記為T1。，建立T1。的方法為使T1。等于T。；第一次循環(huán)開(kāi)始吋，Ui0記為U1。，建立U1。的方法為使U1。等于U。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，Cli0記為d1。，建立Cl10的方法為使d1。等于d。；第一次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，C、記為C1。，建立C1。的方法為使C1。等于C。； f.從這里進(jìn)入由第f步到第q步的循環(huán)；在索結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”不斷實(shí)測(cè)計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti,向量Ti的定義方式與向量T0的定義方式相同，Ti的元素與T。的元素一一對(duì)應(yīng)；在實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的同一時(shí)刻，實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)，所有索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)當(dāng)前數(shù)據(jù)組成當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座廣義坐標(biāo)向量Ui ;在實(shí)測(cè)得到向量Ti的同時(shí)，實(shí)測(cè)得到在獲得當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti的時(shí)刻的同一時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量Ci,向量Ci的定義方式與向量C。的定義方式相同，C1的兀素與C。的兀素對(duì)應(yīng)，表不相同被監(jiān)測(cè)量在不同時(shí)刻的數(shù)值；g.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座廣義坐標(biāo)向量Ui和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti，按照步驟gl至g3更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U1。、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1。和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Τ1。，而索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量d1。保持不變； gl.分別比較Ui與U、、Ti與Ti0,如果Ui等于Ui0且Ti等于Ti0,則Ai0' U、、Ci0和Ti0保持不變；否則需要按下列步驟對(duì)A1。、Ui0和Titj進(jìn)行更新； g2.計(jì)算Ui與U。的差，Ui與U。的差就是索結(jié)構(gòu)支座關(guān)于初始位置的當(dāng)前支座廣義位移，用支座廣義位移向量V表示支座廣義位移，V等于Ui減去U。，支座廣義位移向量V中的元素與支座廣義位移分量之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，支座廣義位移向量V中一個(gè)元素的數(shù)值對(duì)應(yīng)于一個(gè)指定支座的一個(gè)指定方向的廣義位移，其中支座廣義位移在重力方向的分量就是支座廣義位移量；計(jì)算Ti與T。的差，Ti與T。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Ti與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Ti減去T。，S表 示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化； g3.先對(duì)A0中的索結(jié)構(gòu)支座施加當(dāng)前支座廣義位移約束，當(dāng)前支座廣義位移約束的數(shù)值就取自支座廣義位移向量V中對(duì)應(yīng)元素的數(shù)值，再對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S，對(duì)A。中索結(jié)構(gòu)支座施加支座廣義位移約束且對(duì)A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A1。，更新Ai0的同時(shí)，U1。所有元素?cái)?shù)值也用Ui所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 所有元素?cái)?shù)值也用Ti的所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了 Τ1。，這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于Aitj的Titj和Ui0 ；此時(shí) < 保持不變；當(dāng)更新Aitj后，Aitj的索的健康狀況用索系統(tǒng)當(dāng)前初始損傷向量d、表示，Ai0的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Ti表示，Ai0的支座廣義坐標(biāo)用當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量Ui0表示，更新C1。的方法是當(dāng)更新Ai0后，通過(guò)力學(xué)計(jì)算得到Ai0中所有被監(jiān)測(cè)量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成C、； h.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Ai0的基礎(chǔ)上，按照步驟hi至步驟h4進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算建立單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣ACi和名義單位損傷向量Diu ； hi.在第i次循環(huán)開(kāi)始時(shí)，直接按步驟h2至步驟h4所列方法獲得Λ Ci和Diu ;在其它時(shí)刻，當(dāng)在步驟g中對(duì)Ai0進(jìn)行更新后，必須按步驟h2至步驟h4所列方法重新獲得Λ Ci和Diu,如果在步驟g中沒(méi)有對(duì)Aitj進(jìn)行更新，則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進(jìn)行后續(xù)工作； h2.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型Aitj的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，計(jì)算次數(shù)數(shù)值上等于所有支承索的數(shù)量，有N根支承索就有N次計(jì)算，每一次計(jì)算假設(shè)索系統(tǒng)中只有一根支承索在原有損傷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷，每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的支承索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的支承索，并且每一次假定有損傷的支承索的單位損傷值可以不同于其他支承索的單位損傷值，用“名義單位損傷向量Diu”記錄所有索的假定的單位損傷，向量Diu的元素編號(hào)規(guī)則與向量d。的元素的編號(hào)規(guī)則相同，每一次計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值組成一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量”;當(dāng)假設(shè)第j根支承索有單位損傷時(shí)，可用表示對(duì)應(yīng)的“被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前數(shù)值向量”;在本步驟中給各向量的元素編號(hào)時(shí)，應(yīng)同本方法中其它向量使用同一編號(hào)規(guī)則，以保證本步驟中各向量中的任意一個(gè)兀素，同其它向量中的、編號(hào)相同的兀素，表達(dá)了同一被監(jiān)測(cè)量或同一對(duì)象的相關(guān)信息；C\j的定義方式與向量C。的定義方式相同,C1tj的兀素與C。的元素—對(duì)應(yīng)； h3.每一次計(jì)算得到的向量Ciu減去向量C1。得到一個(gè)向量，再將該向量的每一個(gè)元素都除以本次計(jì)算中假定的單位損傷值后得到一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量δ Ci/;有N根支承索就有N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”； h4.由這N個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)“被監(jiān)測(cè)量的數(shù)值變化向量”；“單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣”的列的編號(hào)規(guī)則與索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素編號(hào)規(guī)則相同； i.定義當(dāng)前名義損傷向量屮。和當(dāng)前實(shí)際損傷向量屮，(和Cli的元素個(gè)數(shù)等于支承索的數(shù)量，Clic和Cli的元素和支承索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，Clic和Cli的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的損傷程度或健康狀態(tài)，Clic和Cli與索系統(tǒng)初始損傷向量d。的元素編號(hào)規(guī)則相同，d、的元素、Cli的元素與d。的元素是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系； j.依據(jù)被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量Ci同“被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C1?！薄ⅰ皢挝粨p傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC1”和“當(dāng)前名義損傷向量屮?！遍g存在的近似線性關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1，式I中除f。外的其它量均為已知，求解式I就可以算出當(dāng)前名義損傷向量札;
全文摘要
支座廣義位移溫度變化空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)受損索逼近式識(shí)別方法基于空間坐標(biāo)監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)支座廣義位移、監(jiān)測(cè)索結(jié)構(gòu)溫度、環(huán)境溫度和受損索損傷程度來(lái)決定是否需要更新索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，得到新的計(jì)入支座廣義位移、溫度的索結(jié)構(gòu)的力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型，在此模型的基礎(chǔ)上依據(jù)被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前數(shù)值向量同被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量、單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣和待求的當(dāng)前名義損傷向量間存在的近似線性關(guān)系，據(jù)此可以在有支座位移和溫度變化時(shí)，比較準(zhǔn)確地確定受損索的位置及其損傷程度。
文檔編號(hào)G01M99/00GK102706634SQ201210172410
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者萬(wàn)江, 韓佳邑, 韓玉林 申請(qǐng)人:東南大學(xué)