[發(fā)明專利]支座沉降和溫度變化時角度監(jiān)測的松弛索遞進式識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210171292.6
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102706586A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設計）人: 韓玉林;王芳;韓佳邑
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01B21/22
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種支座沉降和溫度變化時角度監(jiān)測的松弛索遞進式識別方法，其特征在于所述方法包括：

a.設共有N根支承索，首先確定支承索的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結構中所有的支承索編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；確定被監(jiān)測點，給所有被監(jiān)測點編號；確定過每一被監(jiān)測點的被監(jiān)測直線，給所有被監(jiān)測直線編號；確定每一被監(jiān)測直線的被監(jiān)測的角度坐標分量，給所有被監(jiān)測角度坐標分量編號；上述編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；“索結構的全部被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)”由上述所有被監(jiān)測角度坐標分量組成；為方便起見，在本方法中將“索結構的被監(jiān)測的角度數(shù)據(jù)”簡稱為“被監(jiān)測量”；被監(jiān)測點的數(shù)量不得小于支承索的數(shù)量；所有被監(jiān)測角度坐標分量的數(shù)量之和不得小于支承索的數(shù)量；本方法中對同一個量實時監(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)的時刻稱為實際記錄數(shù)據(jù)時刻；

b.本方法定義“本方法的索結構的溫度測量計算方法”按步驟b1至b3進行；

b1：查詢或?qū)崪y得到索結構組成材料及索結構所處環(huán)境的隨溫度變化的傳熱學參數(shù)，利用索結構的設計圖、竣工圖和索結構的幾何實測數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)建立索結構的傳熱學計算模型；查詢索結構所在地不少于2年的近年來的氣象資料，統(tǒng)計得到這段時間內(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)律確定的氣象學上的日出時刻，不表示當天一定可以看見太陽，可以查詢資料或通過常規(guī)氣象學計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ΔT_r；查詢索結構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得到索結構所處環(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，計算得到索結構所在地和所在海拔區(qū)間不少于2年的近年來的索結構所處環(huán)境的溫度關于海拔高度的最大變化率ΔT_h，為方便敘述取ΔT_h的單位為℃/m；在索結構的表面上取“R個索結構表面點”，取“R個索結構表面點”的具體原則在步驟b3中敘述，后面將通過實測得到這R個索結構表面點的溫度，稱實測得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)”，如果是利用索結構的傳熱學計算模型，通過傳熱計算得到這R個索結構表面點的溫度，就稱計算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個索結構表面溫度計算數(shù)據(jù)”；從索結構所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結構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、在水平面與索結構表面的交線處至少選取兩個點，從選取點處引索結構表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向”，測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結構表面的交線”相交，在選取的測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結構的向陽面外法線方向和索結構的背陰面外法線方向，沿每一個測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向在索結構中均布選取不少于三個點，特別的，對于支承索沿每一個測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向僅僅取一個點，即僅僅測量支承索的表面點的溫度，測量所有被選取點的溫度，測得的溫度稱為“索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，其中沿與同一“水平面與索結構表面的交線”相交的、“測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向”測量獲得的“索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，在本方法中稱為“相同海拔高度索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”，設選取了H個不同的海拔高度，在每一個海拔高度處，選取了B個測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向，沿每個測量索結構沿壁厚的溫度分布的方向在索結構中選取了E個點，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，計索結構上“測量索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的總數(shù)為HBE個，后面將通過實測得到這HBE個“測量索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的溫度，稱實測得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個索結構沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”，如果是利用索結構的傳熱學計算模型，通過傳熱計算得到這HBE個測量索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點的溫度，就稱計算得到的溫度數(shù)據(jù)為“HBE個索結構沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”；本方法中將在每一個選取的海拔高度處“相同海拔高度索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”的個數(shù)溫度分布數(shù)據(jù)”；在索結構所在地按照氣象學測量氣溫要求選取一個位置，將在此位置實測得到符合氣象學測量氣溫要求的索結構所在環(huán)境的氣溫；在索結構所在地的空曠無遮擋處選取一個位置，該位置應當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當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，將實時監(jiān)測得到參考平板的向陽面的溫度；

b2：實時監(jiān)測得到上述R個索結構表面點的R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)，同時實時監(jiān)測得到前面定義的索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)，同時實時監(jiān)測得到符合氣象學測量氣溫要求的索結構所在環(huán)境的氣溫數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列，索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列由當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到索結構所在環(huán)境的當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ΔT_emax；由索結構所在環(huán)境的氣溫實測數(shù)據(jù)序列通過常規(guī)數(shù)學計算得到索結構所在環(huán)境的氣溫關于時間的變化率，該變化率也隨著時間變化；通過實時監(jiān)測得到當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測數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽面的溫度的實測數(shù)據(jù)序列由當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ΔT_pmax；通過實時監(jiān)測得到當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的所有R個索結構表面點的索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列，有R個索結構表面點就有R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列，每一個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列由一個索結構表面點的當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)按照時間先后順序排列，找到每一個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個索結構表面點的溫度的當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個索結構表面點就有R個當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構表面最大溫差，記為ΔT_smax；由每一索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)序列通過常規(guī)數(shù)學計算得到每一個索結構表面點的溫度關于時間的變化率，每一個索結構表面點的溫度關于時間的變化率也隨著時間變化；通過實時監(jiān)測得到當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“索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)”后，計算在每一個選取的海拔高度處共計BE個“相同海拔高度索結構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構厚度方向最大溫差”，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構厚度方向最大溫差”，稱這H個“相同海拔高度處索結構厚度方向最大溫差”中的最大值為“索結構厚度方向最大溫差”，記為ΔT_tmax；

b3：測量計算獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)；首先，確定獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，與決定獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件有六項，第一項條件是獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻介于當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)律確定的氣象學上的日落時刻，可以查詢資料或通過常規(guī)氣象學計算得到所需的每一日的日落時刻；第二項條件的a條件是在當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ΔT_pmax和索結構表面最大溫差ΔT_smax都不大于5攝氏度；第二項條件的b條件是在當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)，在前面測量計算得到的環(huán)境最大誤差ΔT_emax不大于參考日溫差ΔT_r，且參考平板最大溫差ΔT_pmax減去2攝氏度后不大于ΔT_emax，且索結構表面最大溫差ΔT_smax不大于ΔT_pmax；只需滿足第二項的a條件和b條件中的一項就稱為滿足第二項條件；第三項條件是在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，索結構所在環(huán)境的氣溫關于時間的變化率的絕對值不大于每小時0.1攝氏度；第四項條件是在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，R個索結構表面點中的每一個索結構表面點的溫度關于時間的變化率的絕對值不大于每小時0.1攝氏度；第五項條件是在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，R個索結構表面點中的每一個索結構表面點的索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)為當日日出時刻到次日日出時刻后30分鐘之間的極小值；第六項條件是在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，“索結構厚度方向最大溫差”ΔT_tmax不大于1攝氏度；本方法利用上述六項條件，將下列三種時刻中的任意一種稱為“獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻”，第一種時刻是滿足上述“與決定獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第一項至第五項條件的時刻，第二種時刻是僅僅滿足上述“與決定獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第六項條件的時刻，第三種時刻是同時滿足上述“與決定獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻相關的條件”中的第一項至第六項條件的時刻；當獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻就是本方法中實際記錄數(shù)據(jù)時刻中的一個時，獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻就是獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻；如果獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻不是本方法中實際記錄數(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構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的數(shù)學時刻的那個實際記錄數(shù)據(jù)的時刻為獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻；本方法將使用在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻測量記錄的量進行索結構相關健康監(jiān)測分析；本方法近似認為獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結構溫度場處于穩(wěn)態(tài)，即此時刻的索結構溫度不隨時間變化，此時刻就是本方法的“獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻”；然后，根據(jù)索結構傳熱特性，利用獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的“R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)”和“HBE個索結構沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”，利用索結構的傳熱學計算模型，通過常規(guī)傳熱計算得到在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結構的溫度分布，此時索結構的溫度場按穩(wěn)態(tài)進行計算，計算得到的在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結構的溫度分布數(shù)據(jù)包括索結構上R個索結構表面點的計算溫度，R個索結構表面點的計算溫度稱為R個索結構穩(wěn)態(tài)表面溫度計算數(shù)據(jù)，還包括索結構在前面選定的HBE個“測量索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的計算溫度，HBE個“測量索結構沿厚度的溫度分布數(shù)據(jù)的點”的計算溫度稱為“HBE個索結構沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”，當R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)與R個索結構穩(wěn)態(tài)表面溫度計算數(shù)據(jù)對應相等時，且“HBE個索結構沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”與“HBE個索結構沿厚度溫度計算數(shù)據(jù)”對應相等時，計算得到的在獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的索結構的溫度分布數(shù)據(jù)在本方法中稱為“索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，此時的“R個索結構表面溫度實測數(shù)據(jù)”稱為“R個索結構穩(wěn)態(tài)表面溫度實測數(shù)據(jù)”，“HBE個索結構沿厚度溫度實測數(shù)據(jù)”稱為“HBE個索結構沿厚度穩(wěn)態(tài)溫度實測數(shù)據(jù)”；在索結構的表面上取“R個索結構表面點”時，“R個索結構表面點”的數(shù)量與分布必須滿足三個條件，第一個條件是當索結構溫度場處于穩(wěn)態(tài)時，當索結構表面上任意一點的溫度是通過“R個索結構表面點”中與索結構表面上該任意點相鄰的點的實測溫度線性插值得到時，線性插值得到的索結構表面上該任意點的溫度與索結構表面上該任意點的實際溫度的誤差不大于5%；索結構表面包括支承索表面；第二個條件是“R個索結構表面點”中在同一海拔高度的點的數(shù)量不小于4，且“R個索結構表面點”中在同一海拔高度的點沿著索結構表面均布；“R個索結構表面點”沿海拔高度的所有兩兩相鄰索結構表面點的海拔高度之差的絕對值中的最大值Δh不大于0.2℃除以ΔT_h得到的數(shù)值，為方便敘述取ΔT_h的單位為℃/m，為方便敘述取Δh的單位為m；“R個索結構表面點”沿海拔高度的兩兩相鄰索結構表面點的定義是指只考慮海拔高度時，在“R個索結構表面點”中不存在一個索結構表面點，該索結構表面點的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結構表面點的海拔高度數(shù)值之間；第三個條件是查詢或按氣象學常規(guī)計算得到索結構所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結構的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結構上找到全年受日照時間最充分的那些表面點的位置，“R個索結構表面點”中至少有一個索結構表面點是索結構上全年受日照時間最充分的那些表面點中的一個點；

c.按照“本方法的索結構的溫度測量計算方法”直接測量計算得到初始狀態(tài)下的索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，初始狀態(tài)下的索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)稱為初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，記為“初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o”；實測或查資料得到索結構所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學性能參數(shù)；在實測得到初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o的同一時刻，直接測量計算得到所有支承索的初始索力，組成初始索力向量F_o；依據(jù)索結構設計數(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0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)和力學性能參數(shù)，按照常規(guī)物理計算得到所有支承索在初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o條件下的索力為0時所有支承索的長度、索力為0時所有支承索的橫截面面積以及索力為0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_o的元素的編號規(guī)則相同；在實測得到T_o的同時，也就是在獲得初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o的時刻的同一時刻，直接測量計算得到初始索結構的實測數(shù)據(jù)，初始索結構的實測數(shù)據(jù)包括表達支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(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)、初始索結構模態(tài)數(shù)據(jù)、初始索結構應變數(shù)據(jù)、初始索結構幾何數(shù)據(jù)、初始索結構支座坐標數(shù)據(jù)、初始索結構角度數(shù)據(jù)、初始索結構空間坐標數(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_o；利用能表達支承索的健康狀態(tài)的無損檢測數(shù)據(jù)建立索系統(tǒng)初始損傷向量d_o，索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的元素個數(shù)等于N，d_o的元素與支承索是一一對應關系，索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的元素數(shù)值不小于0、不大于100%，d_o的元素數(shù)值代表對應支承索的損傷程度，若索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的某一元素的數(shù)值為0，表示該元素所對應的支承索是完好的、沒有問題的，若其數(shù)值為100%，則表示該元素所對應的支承索完全喪失了承載能力，若其數(shù)值介于0和100%之間，則表示該支承索喪失了相應比例的承載能力，如果沒有支承索的無損檢測數(shù)據(jù)及其他能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)時，或者認為索結構初始狀態(tài)為無損傷狀態(tài)時，向量d_o的各元素數(shù)值取0；若d_o的某一元素的數(shù)值不為0，則表示該元素所對應的支承索是有問題的，在本方法中該支承索可能是受損也可能是松弛，當該支承索是受損時，該元素數(shù)值表示其對應的支承索的損傷程度，若該支承索是松弛時，該元素數(shù)值表示其對應的支承索的初始等效損傷程度；索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F_o的元素的編號規(guī)則相同；初始索結構支座坐標數(shù)據(jù)組成初始索結構支座坐標向量U_o；

d.根據(jù)索結構的設計圖、竣工圖、初始索結構的實測數(shù)據(jù)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結構所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學性能參數(shù)、初始索結構支座坐標向量U_o、初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o和前面步驟得到的所有的索結構數(shù)據(jù)，建立計入“索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結構的初始力學計算基準模型A_o，基于A_o計算得到的索結構計算數(shù)據(jù)必須非常接近其實測數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5%；對應于A_o的“索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”就是“初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o”；對應于A_o的索結構支座坐標數(shù)據(jù)就是初始索結構支座坐標向量U_o；對應于A_o的支承索健康狀態(tài)用索系統(tǒng)初始損傷向量d_o表示；對應于A_o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_o表示；T_o、U_o和d_o是A_o的參數(shù)，由A_o的力學計算結果得到的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值與C_o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_o由A_o的力學計算結果組成，在本方法中A_o、U_o、C_o、d_o和T_o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構的當前初始力學計算基準模型記為當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o，A_o和Aⁱ_o計入了溫度參數(shù)，可以計算溫度變化對索結構的力學性能影響；第i次循環(huán)開始時，對應于Aⁱ_o的“索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”用當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ_o表示，向量Tⁱ_o的定義方式與向量T_o的定義方式相同，Tⁱ_o的元素與T_o的元素一一對應；第i次循環(huán)開始時需要的當前初始索結構支座坐標向量記為Uⁱ_o，Uⁱ_o的數(shù)據(jù)表示索結構的當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o的索結構支座坐標；第i次循環(huán)開始時需要的索系統(tǒng)當前初始損傷向量記為dⁱ_o，dⁱ_o表示該次循環(huán)開始時索結構Aⁱ_o的索系統(tǒng)的健康狀態(tài)，dⁱ_o的定義方式與d_o的定義方式相同，dⁱ_o的元素與d_o的元素一一對應；第i次循環(huán)開始時，所有被監(jiān)測量的初始值，用被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量Cⁱ_o表示，向量Cⁱ_o的定義方式與向量C_o的定義方式相同，Cⁱ_o的元素與C_o的元素一一對應，被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量Cⁱ_o表示對應于Aⁱ_o的所有被監(jiān)測量的具體數(shù)值；Tⁱ_o、Uⁱ_o和dⁱ_o是Aⁱ_o的特性參數(shù)，Cⁱ_o由Aⁱ_o的力學計算結果組成；第一次循環(huán)開始時，Aⁱ_o記為A¹_o，建立A¹_o的方法為使A¹_o等于A_o；第一次循環(huán)開始時，Tⁱ_o記為T¹_o，建立T¹_o的方法為使T¹_o等于T_o；第一次循環(huán)開始時，Uⁱ_o記為U¹_o，建立U¹_o的方法為使U¹_o等于U_o；第一次循環(huán)開始時，dⁱ_o記為d¹_o，建立d¹_o的方法為使d¹_o等于d_o；第一次循環(huán)開始時，Cⁱ_o記為C¹_o，建立C¹_o的方法為使C¹_o等于C_o；

f.從這里進入由第f步到第s步的循環(huán)；在索結構服役過程中，按照“本方法的索結構的溫度測量計算方法”不斷實測計算獲得索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的當前數(shù)據(jù)，所有“索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當前數(shù)據(jù)組成當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ，向量Tⁱ的定義方式與向量T_o的定義方式相同，Tⁱ的元素與T_o的元素一一對應；在實測得到當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ的同一時刻，實測得到索結構支座坐標當前數(shù)據(jù)，所有索結構支座坐標當前數(shù)據(jù)組成當前索結構實測支座坐標向量Uⁱ；在實測得到當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ的同一時刻，實測得到索結構中所有支承索的索力數(shù)據(jù)，所有這些索力數(shù)據(jù)組成當前索力向量F，向量F的元素與向量F_o的元素的編號規(guī)則相同；在實測得到當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ的同一時刻，實測計算得到所有支承索的兩個支承端點的空間坐標，兩個支承端點的空間坐標在水平方向分量的差就是兩個支承端點水平距離，所有支承索的兩個支承端點水平距離數(shù)據(jù)組成當前支承索兩支承端點水平距離向量，當前支承索兩支承端點水平距離向量的元素的編號規(guī)則與初始索力向量F_o的元素的編號規(guī)則相同；在實測得到向量Tⁱ的同時，實測得到在獲得當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ的時刻的同一時刻的索結構中所有被監(jiān)測量的當前值，所有這些數(shù)值組成被監(jiān)測量當前數(shù)值向量Cⁱ，向量Cⁱ的定義方式與向量C_o的定義方式相同，Cⁱ的元素與C_o的元素一一對應，表示相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值；

g.根據(jù)當前索結構實測支座坐標向量Uⁱ和當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ，按照步驟g1至g3更新當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o、當前初始索結構支座坐標向量Uⁱ_o、被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量Cⁱ_o和當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ_o，而索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ_o保持不變；

g1.分別比較Uⁱ與Uⁱ_o、Tⁱ與Tⁱ_o，如果Uⁱ等于Uⁱ_o且Tⁱ等于Tⁱ_o，則Aⁱ_o、Uⁱ_o、Cⁱ_o和Tⁱ_o保持不變；否則需要按下列步驟對Aⁱ_o、Uⁱ_o和Tⁱ_o進行更新；

g2.計算Uⁱ與U_o的差，Uⁱ與U_o的差就是索結構支座關于初始位置的當前支座平移位移，用支座平移位移向量V表示支座平移位移，V等于Uⁱ減去U_o，支座平移位移向量V中的元素與支座平移位移分量之間是一一對應關系，支座平移位移向量V中一個元素的數(shù)值對應于一個指定支座的一個指定方向的平移位移，其中支座平移位移在重力方向的分量就是支座沉降量；計算Tⁱ與T_o的差，Tⁱ與T_o的差就是當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關于初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Tⁱ與T_o的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Tⁱ減去T_o，S表示索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；

g3.先對A_o中的索結構支座施加當前支座平移位移約束，當前支座平移位移約束的數(shù)值就取自支座平移位移向量V中對應元素的數(shù)值，再對A_o中的索結構施加溫度變化，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_o中索結構支座施加支座平移位移約束且對A_o中的索結構施加的溫度變化后得到更新的當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o，更新Aⁱ_o的同時，Uⁱ_o所有元素數(shù)值也用Uⁱ所有元素數(shù)值對應代替，即更新了Uⁱ_o，Tⁱ_o所有元素數(shù)值也用Tⁱ的所有元素數(shù)值對應代替，即更新了Tⁱ_o，這樣就得到了正確地對應于Aⁱ_o的Tⁱ_o和Uⁱ_o；此時dⁱ_o保持不變；當更新Aⁱ_o后，Aⁱ_o的索的健康狀況用索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ_o表示，Aⁱ_o的索結構穩(wěn)態(tài)溫度用當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ表示，Aⁱ_o的支座坐標用當前初始索結構支座坐標向量Uⁱ_o表示，更新Cⁱ_o的方法是：當更新Aⁱ_o后，通過力學計算得到Aⁱ_o中所有被監(jiān)測量的、當前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成Cⁱ_o；

h.在當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o的基礎上，按照步驟h1至步驟h4進行若干次力學計算，通過計算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ和名義單位損傷向量Dⁱ_u；

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ΔCⁱ和Dⁱ_u；在其它時刻，當在步驟g中對Aⁱ_o進行更新后，必須按步驟h2至步驟h4所列方法重新獲得ΔCⁱ和Dⁱ_u，如果在步驟g中沒有對Aⁱ_o進行更新，則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進行后續(xù)工作；

h2.在當前初始力學計算基準模型Aⁱ_o的基礎上進行若干次力學計算，計算次數(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次計算，每一次計算假設索系統(tǒng)中只有一根支承索在原有損傷的基礎上再增加單位損傷，每一次計算中出現(xiàn)損傷的支承索不同于其它次計算中出現(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Dⁱ_u”記錄所有索的假定的單位損傷，向量Dⁱ_u的元素編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同，每一次計算得到索結構中所有被監(jiān)測量的當前數(shù)值，每一次計算得到的所有被監(jiān)測量的當前數(shù)值組成一個“被監(jiān)測量計算當前數(shù)值向量”；當假設第j根支承索有單位損傷時，可用Cⁱ_tj表示對應的“被監(jiān)測量計算當前數(shù)值向量”；在本步驟中給各向量的元素編號時，應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，表達了同一被監(jiān)測量或同一對象的相關信息；Cⁱ_tj的定義方式與向量C_o的定義方式相同，Cⁱ_tj的元素與C_o的元素一一對應；

h3.每一次計算得到的向量Cⁱ_tj減去向量Cⁱ_o得到一個向量，再將該向量的每一個元素都除以本次計算中假定的單位損傷值后得到一個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量δCⁱ_j”；有N根支承索就有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”依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ”；“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ”的每一列對應于一個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”；“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣”的列的編號規(guī)則與索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的元素編號規(guī)則相同；

i.定義當前名義損傷向量dⁱ_c和當前實際損傷向量dⁱ，dⁱ_c和dⁱ的元素個數(shù)等于支承索的數(shù)量，dⁱ_c和dⁱ的元素和支承索之間是一一對應關系，dⁱ_c和dⁱ的元素數(shù)值代表對應支承索的損傷程度或健康狀態(tài)，dⁱ_c和dⁱ與索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的元素編號規(guī)則相同，dⁱ_c的元素、dⁱ的元素與d_o的元素是一一對應關系；

j.依據(jù)被監(jiān)測量當前數(shù)值向量Cⁱ同“被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量Cⁱ_o”、“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ”和“當前名義損傷向量dⁱ_c”間存在的近似線性關系，該近似線性關系可表達為式1，式1中除dⁱ_c外的其它量均為已知，求解式1就可以算出當前名義損傷向量dⁱ_c；

Ci=Coi+ΔCi·dci]]>式1

k.利用式2表達的當前實際損傷向量dⁱ的第j個元素dⁱ_j同索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ_o的第j個元素dⁱ_oj和當前名義損傷向量dⁱ_c的第j個元素dⁱ_cj間的關系，計算得到當前實際損傷向量dⁱ的所有元素；

dji=1-(1-doji)(1-dcji)]]>式2

式2中j=1,2,3,.......,N，當前實際損傷向量dⁱ的第j個元素dⁱ_j的數(shù)值為0時表示第j根支承索無健康問題，dⁱ_j數(shù)值不為0時表示第j根支承索是有健康問題的支承索，有健康問題的支承索可能是松弛索、也可能是受損索，其數(shù)值反應了松弛或損傷的程度；索系統(tǒng)當前實際損傷向量dⁱ的元素數(shù)值不小于0、不大于100%，索系統(tǒng)當前實際損傷向量dⁱ的元素數(shù)值代表對應支承索的損傷程度，若索系統(tǒng)當前實際損傷向量dⁱ的某一元素的數(shù)值為0，表示該元素所對應的支承索是完好的、無健康問題的，若其數(shù)值為100%，則表示該元素所對應的支承索完全喪失了承載能力，若其數(shù)值介于0和100%之間，則表示該元素所對應的支承索是有健康問題的，在本方法中該支承索的健康問題可能是受損了也可能是松弛了，當該支承索是受損時，該元素數(shù)值表示其對應的支承索的損傷程度，若該支承索是松弛時，該元素數(shù)值表示其對應的支承索的與其松弛程度力學等效的當前實際等效損傷程度；

l.從第k步中識別出的有問題的支承索中鑒別出受損索，剩下的就是松弛索；

m.利用在當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ條件下的在第k步獲得的索系統(tǒng)當前實際損傷向量dⁱ得到松弛索的與其松弛程度力學等效的當前實際等效損傷程度，利用在第f步獲得的在當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ條件下的當前索力向量F和當前支承索兩支承端點水平距離向量，利用在第c步獲得的在初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o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，利用當前索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ表示的支承索當前穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第c步獲得的在初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o表示的支承索初始穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，利用在第c步獲得的索結構所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學性能參數(shù)，計入溫度變化對支承索物理、力學和幾何參數(shù)的影響，通過將松弛索同受損索進行力學等效來計算松弛索的、與當前實際等效損傷程度等效的松弛程度，等效的力學條件是：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構中的力學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，索結構不會發(fā)生任何變化，反之亦然；依據(jù)前述力學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；這樣就實現(xiàn)了支承索的松弛識別和損傷識別；計算時所需索力由當前索力向量F對應元素給出；

n.在求得當前名義損傷向量dⁱ_c后，按照式3建立標識向量Bⁱ，式4給出了標識向量Bⁱ的第j個元素的定義；

Bi=B1iB2i···Bji···BNiT]]>式3

式4

式4中元素Bⁱ_j是標識向量Bⁱ的第j個元素，Dⁱ_uj是名義單位損傷向量Dⁱ_u的第j個元素，dⁱ_cj是索系統(tǒng)當前名義損傷向量dⁱ_c的第j個元素，它們都表示第j根支承索的相關信息，式4中j＝1,2,3,……,N；

o．如果標識向量Bⁱ的元素全為0，則回到步驟f繼續(xù)本次循環(huán)；如果標識向量Bⁱ的元素不全為0，則進入下一步、即步驟p；

p.根據(jù)式5計算得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ⁺¹_o的每一個元素；

doji+1=1-(1-doji)(1-DujiBji)]]>式5

式5中dⁱ⁺¹_oj是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ⁺¹_o的第j個元素，dⁱ_oj是本次、即第i次循環(huán)的索系統(tǒng)當前初始損傷向量dⁱ_o的第j個元素，Dⁱ_uj是第i次循環(huán)的名義單位損傷向量Dⁱ_u的第j個元素，Bⁱ_j是第i次循環(huán)的標識向量Bⁱ的第j個元素，式5中j=1,2,3,……,N；

q.取下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ⁺¹_o等于第i次循環(huán)的當前初始索結構穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tⁱ_o；

r.在初始力學計算基準模型A_o的基礎上，先對A_o中的索結構支座施加當前支座平移位移約束，當前支座平移位移約束的數(shù)值就取自支座平移位移向量V中對應元素的數(shù)值，再對A_o中的索結構施加溫度變化，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_o后得到的就是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的力學計算基準模型Aⁱ⁺¹；得到Aⁱ⁺¹后，通過力學計算得到Aⁱ⁺¹中所有被監(jiān)測量的、當前的具體數(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)測量當前初始數(shù)值向量Cⁱ⁺¹_o；下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當前初始索結構支座坐標向量Uⁱ⁺¹_o等于第i次循環(huán)的當前初始索結構支座坐標向量Uⁱ_o；

s.回到步驟f，開始下一次循環(huán)。