[發(fā)明專利]支座廣義位移溫度變化基于索力監(jiān)測(cè)的受損索識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210173393.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN102706657A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓玉林;王芳;韓佳邑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00;G01L5/00;G01K13/00;G01B21/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種支座廣義位移溫度變化基于索力監(jiān)測(cè)的受損索識(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；本方法通過監(jiān)測(cè)N根支承索的索力來實(shí)現(xiàn)受損索的識(shí)別，為方便起見，在本方法中將索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的支承索的索力數(shù)據(jù)簡稱為“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“索力的某某矩陣或某某向量”；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b1至b3進(jìn)行；

b1：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到太陽的一整日稱為陰天，統(tǒng)計(jì)得到T個(gè)陰天中每一個(gè)陰天的0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(shí)刻，每一個(gè)陰天的0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ΔT_r；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(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ΔT_h，為方便敘述取ΔT_h的單位為℃/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，通過傳熱計(jì)算得到這R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度，就稱計(jì)算得到的溫度數(shù)據(jù)為“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度計(jì)算數(shù)據(jù)”；從索結(jié)構(gòu)所處的最低海拔到最高海拔之間，在索結(jié)構(gòu)上均布選取不少于三個(gè)不同的海拔高度，在每一個(gè)選取的海拔高度處、在水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線處至少選取兩個(gè)點(diǎn)，從選取點(diǎn)處引索結(jié)構(gòu)表面的外法線，所有選取的外法線方向稱為“測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向”，測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向與“水平面與索結(jié)構(gòu)表面的交線”相交，在選取的測(cè)量索結(jié)構(gòu)沿壁厚的溫度分布的方向中必須包括索結(jié)構(gòu)的向陽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)所在地的空曠無遮擋處選取一個(gè)位置，該位置應(yīng)當(dāng)在全年的每一日都能得到該地所能得到的該日的最充分的日照，在該位置安放一塊碳鋼材質(zhì)的平板，稱為參考平板，參考平板與地面不可接觸，參考平板離地面距離不小于1.5米，該參考平板的一面向陽，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(shí)監(jiān)測(cè)得到參考平板的向陽面的溫度；

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ΔT_emax；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面的溫度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，參考平板的向陽面的溫度的實(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ΔT_pmax；通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的所有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列，每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列由一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)按照時(shí)間先后順序排列，找到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度和最低溫度，用每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列中的最高溫度減去最低溫度得到每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度的當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差，有R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)就有R個(gè)當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的最大溫差數(shù)值，其中的最大值稱為索結(jié)構(gòu)表面最大溫差，記為ΔT_smax；由每一索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)序列通過常規(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ΔT_tmax；

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ΔT_pmax和索結(jié)構(gòu)表面最大溫差ΔT_smax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(jié)構(gòu)表面最大溫差ΔT_smax不大于ΔT_pmax；只需滿足第二項(xiàng)的a條件和b條件中的一項(xiàng)就稱為滿足第二項(xiàng)條件；第三項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0.1攝氏度；第四項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的溫度關(guān)于時(shí)間的變化率的絕對(duì)值不大于每小時(shí)0.1攝氏度；第五項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)中的每一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的索結(jié)構(gòu)表面溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為當(dāng)日日出時(shí)刻到次日日出時(shí)刻后30分鐘之間的極小值；第六項(xiàng)條件是在獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時(shí)刻，“索結(jié)構(gòu)厚度方向最大溫差”ΔT_tmax不大于1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“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(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”沿海拔高度的兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的定義是指只考慮海拔高度時(shí)，在“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中不存在一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)，該索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值介于兩兩相鄰索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)的海拔高度數(shù)值之間；第三個(gè)條件是查詢或按氣象學(xué)常規(guī)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)所在地和所在海拔區(qū)間的日照規(guī)律，再根據(jù)索結(jié)構(gòu)的幾何特征及方位數(shù)據(jù)，在索結(jié)構(gòu)上找到全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)的位置，“R個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)”中至少有一個(gè)索結(jié)構(gòu)表面點(diǎn)是索結(jié)構(gòu)上全年受日照時(shí)間最充分的那些表面點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)；

c.按照“本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測(cè)量計(jì)算方法”直接測(cè)量計(jì)算得到初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，初始狀態(tài)下的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)，記為“初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o”；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_o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_o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)、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_o；利用能表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的無損檢測(cè)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(gè)數(shù)等于N，d_o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_o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_o的某一元素的數(shù)值為0，表示該元素所對(duì)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(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，如果沒有支承索的無損檢測(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)為無損傷狀態(tài)時(shí)，向量d_o的各元素?cái)?shù)值取0；對(duì)應(yīng)于A_o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_o；支座廣義坐標(biāo)包括線量和角量兩種；

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_o、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T_o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_o，基于A_o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_o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_o”；對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)于A_o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_o表示；第一次建立計(jì)入“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o和“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o”；第一次建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o和被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o時(shí)，索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o就等于索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A_o，被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o就等于被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C_o；A^t_o對(duì)應(yīng)的“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”稱為“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o”，第一次建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o時(shí)，T^t_o就等于T_o；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A^t_o的索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)組成當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U^t_o，第一次建立索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o時(shí)，U^t_o就等于U_o；A^t_o的支承索的初始健康狀態(tài)與A_o的支承索的健康狀態(tài)相同，也用索系統(tǒng)初始損傷向量d_o表示，在后面的循環(huán)過程中A^t_o的支承索的初始健康狀態(tài)始終用索系統(tǒng)初始損傷向量d_o表示；T_o、U_o和d_o是A_o的參數(shù)，由A_o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_o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C_o由A_o的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成，T^t_o、U^t_o和d_o是A^t_o的參數(shù)，C^t_o由A^t_o的力學(xué)計(jì)算結(jié)果組成；在本方法中A_o、U_o、C_o、d_o和T_o是不變的；

e.從這里進(jìn)入由第e步到第m步的循環(huán)；在索結(jié)構(gòu)服役過程中，不斷按照“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)，“索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”的當(dāng)前數(shù)據(jù)稱為“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)”，記為“當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t”，向量T^t的定義方式與向量T_o的定義方式相同；在實(shí)測(cè)得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t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U^t；

f.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)實(shí)測(cè)支座廣義坐標(biāo)向量U^t和當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t，按照步驟f1至f3更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U^t_o、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o；

f1分別比較U^t與U^t_o、T^t與T^t_o，如果U^t等于U^t_o且T^t等于T^t_o，則A^t_o、U^t_o、C^t_o和T^t_o保持不變；否則需要按下列步驟對(duì)A^t_o、U^t_o和T^t_o進(jìn)行更新；

f2.計(jì)算U^t與U_o的差，U^t與U_o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U^t減去U_o，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；計(jì)算T^t與T_o的差，T^t與T_o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，T^t與T_o的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于T^t減去T_o，S表示索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；

f3.先對(duì)A_o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_o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_o中索結(jié)構(gòu)支座施加支座廣義位移約束且對(duì)A_o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A^t_o，更新A^t_o的同時(shí)，U^t_o所有元素?cái)?shù)值也用U^t所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了U^t_o，T^t_o所有元素?cái)?shù)值也用T^t的所有元素?cái)?shù)值對(duì)應(yīng)代替，即更新了T^t_o，這樣就得到了正確地對(duì)應(yīng)于A^t_o的T^t_o和U^t_o；更新C^t_o的方法是：當(dāng)更新A^t_o后，通過力學(xué)計(jì)算得到A^t_o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^t_o；A^t_o的支承索的初始健康狀態(tài)始終用索系統(tǒng)初始損傷向量d_o表示；

g.在當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o的基礎(chǔ)上按照步驟g1至g4進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過計(jì)算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC和單位損傷標(biāo)量D_u；

g1.索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC是不斷更新的，即在更新當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o、當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)向量U^t_o、被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T^t_o之后，必須接著更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC和單位損傷標(biāo)量D_u；

g2.在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A^t_o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)中只有一根支承索有單位損傷標(biāo)量D_u，每一次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索不同于其它次計(jì)算中出現(xiàn)損傷的索，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)前計(jì)算值，每一次計(jì)算得到的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前計(jì)算值組成一個(gè)被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前向量，被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前向量的元素編號(hào)規(guī)則與被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C_o的元素編號(hào)規(guī)則相同；

g3.每一次計(jì)算得到的被監(jiān)測(cè)量計(jì)算當(dāng)前向量減去被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o得到一個(gè)被監(jiān)測(cè)量變化向量；有N根支承索就有N個(gè)被監(jiān)測(cè)量變化向量；

g4.由這N個(gè)被監(jiān)測(cè)量變化向量依次組成有N列的索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC的每一列對(duì)應(yīng)于一個(gè)被監(jiān)測(cè)量變化向量；

h.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T^t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T^t的時(shí)刻的同一時(shí)刻的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值，組成被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C；被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C和被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o與被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C_o的定義方式相同，三個(gè)向量的相同編號(hào)的元素表示同一被監(jiān)測(cè)量在不同時(shí)刻的具體數(shù)值；

i.定義索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d，索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d的元素個(gè)數(shù)等于支承索的數(shù)量，索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d的元素和支承索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的名義損傷程度或名義健康狀態(tài)；向量d的元素的編號(hào)規(guī)則與向量d_o的元素的編號(hào)規(guī)則相同；

j.依據(jù)被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C同被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前初始數(shù)值向量C^t_o、索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量變化矩陣ΔC、單位損傷標(biāo)量D_u和待求的索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d間存在的近似線性關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1，式1中除d外的其它量均為已知，求解式1就可以算出索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d；

C=Cot+1DuΔC·d]]>式1

k.定義索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a，索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的元素個(gè)數(shù)等于支承索的數(shù)量，索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的元素和支承索之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的實(shí)際損傷程度或?qū)嶋H健康狀態(tài)；向量d^a的元素的編號(hào)規(guī)則與向量d^o的元素的編號(hào)規(guī)則相同；

l.利用式2表達(dá)的索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的第j個(gè)元素d^a_j同索系統(tǒng)初始損傷向量d_o的第j個(gè)元素d_oj和索系統(tǒng)當(dāng)前名義損傷向量d的第j個(gè)元素d_j間的關(guān)系，計(jì)算得到索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的所有元素；

dja=1-(1-doj)(1-dj)]]>式2

式2中j=1,2,3,.......,N，d^a_j為0時(shí)表示第j根支承索無損傷，為100%時(shí)表示該索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時(shí)表示第j根支承索喪失相應(yīng)比例的承載能力；索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)支承索的損傷程度，所以根據(jù)索系統(tǒng)當(dāng)前實(shí)際損傷向量d^a能夠確定有哪些索受損及其損傷程度，即實(shí)現(xiàn)了索結(jié)構(gòu)中索系統(tǒng)的受損索識(shí)別或健康監(jiān)測(cè)；

m.回到第e步，開始由第e步到第m步的下一次循環(huán)。