[發(fā)明專利]精簡應變監(jiān)測受損索載荷角位移遞進式識別方法

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• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN104990586A
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發(fā)明（設計）人: 韓玉林;韓佳邑
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01M13/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.精簡應變監(jiān)測受損索載荷角位移遞進式識別方法，其特征在于所述方法包括：

a.當索結構承受的載荷雖有變化，但索結構正在承受的載荷沒有超出索結構初始許用載荷時，本方法適用；索結構初始許用載荷指索結構在竣工時的許用載荷，能夠通過常規(guī)力學計算獲得；本方法統(tǒng)一稱被評估的支座角位移分量、支承索和載荷為被評估對象，設被評估的支座角位移分量的數(shù)量、支承索的數(shù)量和載荷的數(shù)量之和為N，即被評估對象的數(shù)量為N；確定被評估對象的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結構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；本方法用名稱“核心被評估對象”專指“被評估對象”中的被評估的支承索和支座角位移分量，設被評估的支承索和支座角位移分量的數(shù)量之和為P，即核心被評估對象的數(shù)量為P，本方法用名稱“次要被評估對象”專指“被評估對象”中的被評估的載荷；確定指定的被監(jiān)測點，被監(jiān)測點即表征索結構應變信息的所有指定點，并給所有指定點編號；確定被監(jiān)測點的被監(jiān)測的應變方向，并給所有指定的被監(jiān)測應變編號，“被監(jiān)測應變編號”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)測的應變數(shù)據(jù)”由上述所有被監(jiān)測應變組成；本方法將“索結構的被監(jiān)測的應變數(shù)據(jù)”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應當大于P，M小于N；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；物體、結構承受的外力可稱為載荷，載荷包括面載荷和體積載荷；面載荷又稱表面載荷，是作用于物體表面的載荷，包括集中載荷和分布載荷兩種；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點的載荷，包括物體的自重和慣性力在內(nèi)；集中載荷分為集中力和集中力偶兩種，在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個集中力可以分解成三個分量，同樣的，一個集中力偶也可以分解成三個分量，如果載荷實際上是集中載荷，在本方法中將一個集中力分量或一個集中力偶分量計為或統(tǒng)計為一個載荷，此時載荷的變化具體化為一個集中力分量或一個集中力偶分量的變化；分布載荷分為線分布載荷和面分布載荷，分布載荷的描述至少包括分布載荷的作用區(qū)域和分布載荷的大小，分布載荷的大小用分布集度來表達，分布集度用分布特征和幅值來表達；如果載荷實際上是分布載荷，本方法談論載荷的變化時，實際上是指分布載荷分布集度的幅值的改變，而所有分布載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的；在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個分布載荷可以分解成三個分量，如果這分布載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這分布載荷的三個分量計為或統(tǒng)計為三個分布載荷，此時一個載荷就代表分布載荷的一個分量；體積載荷是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點的載荷，體積載荷的描述至少包括體積載荷的作用區(qū)域和體積載荷的大小，體積載荷的大小用分布集度來表達，分布集度用分布特征和幅值來表達；如果載荷實際上是體積載荷，在本方法中實際處理的是體積載荷分布集度的幅值的改變，而所有體積載荷的作用區(qū)域和分布集度的分布特征是不變的，此時在本方法中提到載荷的改變時實際上是指體積載荷的分布集度的幅值的改變，此時，發(fā)生變化的載荷是指那些分布集度的幅值發(fā)生變化的體積載荷；在包括笛卡爾直角坐標系在內(nèi)的坐標系中，一個體積載荷可以分解成三個分量，如果這體積載荷的三個分量的各自的分布集度的幅值發(fā)生變化，且變化的比率不全部相同，那么在本方法中把這體積載荷的三個分量計為或統(tǒng)計為三個分布載荷；

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：查詢或實測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)地球自轉和公轉規(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，能夠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實測得到索結構所處環(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，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，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，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)”；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)地球自轉和公轉規(guī)律確定的氣象學上的日落時刻，能夠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)境最大溫差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)時刻中的一個時刻時，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T_o的同時，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)是包括索結構集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結構分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結構體積載荷測量數(shù)據(jù)、索結構支座初始角位移測量數(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)、初始索結構支座角坐標數(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)在內(nèi)的實測數(shù)據(jù)，在得到初始索結構的實測數(shù)據(jù)的同時，測量計算得到包括支承索的無損檢測數(shù)據(jù)在內(nèi)的能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)，此時的能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)稱為支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)；所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o，被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C_o的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；利用支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結構支座初始角位移測量數(shù)據(jù)和索結構載荷測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量d_o，向量d_o表示用初始力學計算基準模型A_o表示的索結構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_o的元素個數(shù)等于N，d_o的元素與被評估對象是一一對應關系，向量d_o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_o的某一個元素對應的被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么d_o的該元素的數(shù)值代表對應支承索的初始損傷程度，若該元素的數(shù)值為0，表示該元素所對應的支承索是完好的，沒有損傷的，若其數(shù)值為100％，則表示該元素所對應的支承索已經(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比例的承載能力；如果d_o的某一個元素對應的被評估對象是某一個支座的某一個角位移分量，那么d_o的該元素的數(shù)值代表這個支座的該角位移分量的初始數(shù)值；如果d_o的某一個元素對應的被評估對象是某一個載荷，本方法中取d_o的該元素數(shù)值為0，代表這個載荷的變化的初始數(shù)值為0；如果沒有索結構支座初始角位移測量數(shù)據(jù)或者可以認為索結構支座初始角位移為0時，向量d_o中與索結構支座角位移相關的各元素數(shù)值取0；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，或者可以認為結構初始狀態(tài)為無損傷無松弛狀態(tài)時，向量d_o中與支承索相關的各元素數(shù)值取0；初始索結構支座角坐標數(shù)據(jù)指索結構設計狀態(tài)下的支座角坐標數(shù)據(jù)，索結構支座初始角位移測量數(shù)據(jù)指在建立初始力學計算基準模型A_o時，索結構支座相對于索結構設計狀態(tài)下的支座所發(fā)生的角位移；

d.根據(jù)索結構的設計圖、竣工圖和初始索結構的實測數(shù)據(jù)、支承索初始健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、索結構支座初始角位移測量數(shù)據(jù)、索結構集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結構分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結構體積載荷測量數(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的被評估對象健康狀態(tài)用被評估對象初始損傷向量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、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)開始時需要的被評估對象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的被評估對象的健康狀態(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，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q步的循環(huán)；在結構服役過程中，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、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，而被評估對象當前初始損傷向量dⁱ_o保持不變；

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

g2.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.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，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；此時dⁱ_o保持不變；當更新Aⁱ_o后，Aⁱ_o的索的健康狀況用被評估對象當前初始損傷向量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，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和被評估對象單位變化向量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)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有N次計算；依據(jù)被評估對象的編號規(guī)則，依次進行計算；每一次計算假設只有一個被評估對象在原有損傷或載荷的基礎上再增加單位損傷或載荷單位變化，具體的，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設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角位移分量，就假設該支座在該位移方向再增加單位角位移，如果該被評估對象是一個載荷，就假設該載荷再增加載荷單位變化，用Dⁱ_uk記錄這一增加的單位損傷或單位角位移或載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化的被評估對象的編號，Dⁱ_uk是被評估對象單位變化向量Dⁱ_u的一個元素，被評估對象單位變化向量Dⁱ_u的元素的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同；每一次計算中再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化的被評估對象不同于其它次計算中再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化的被評估對象，每一次計算都利用力學方法計算索結構的所有被監(jiān)測量的當前計算值，每一次計算得到的所有被監(jiān)測量的當前計算值組成一個被監(jiān)測量計算當前向量；當假設第k個被評估對象再增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化時，用Cⁱ_tk表示對應的“被監(jiān)測量計算當前向量”；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_tk的定義方式與向量C_o的定義方式相同，Cⁱ_tk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_tk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所假設的單位損傷或單位角位移或載荷單位變化數(shù)值后得到一個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量δCⁱ_k”；有N個被評估對象就有N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”；

h4.由這N個“被監(jiān)測量的數(shù)值變化向量”按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有N列的“單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣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)測量單位變化向量；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ的每一行對應于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或單位角位移或載荷單位變化時的不同的單位變化幅度；單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ的列的編號規(guī)則與向量d_o的元素的編號規(guī)則相同，單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣ΔCⁱ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)等于被評估對象的數(shù)量，dⁱ_c和dⁱ的元素和被評估對象之間是一一對應關系，dⁱ_c的元素數(shù)值代表對應被評估對象的名義損傷程度或名義角位移或名義載荷變化量，dⁱ_c和dⁱ與被評估對象初始損傷向量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k個元素dⁱ_k同被評估對象當前初始損傷向量dⁱ_o的第k個元素dⁱ_ok和當前名義損傷向量dⁱ_c的第k個元素dⁱ_ck間的關系，計算得到當前實際損傷向量dⁱ的所有元素；

???式2

式2中k＝1,2,3,……,N；dⁱ_k表示第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當前實際健康狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么dⁱ_k表示其當前實際損傷，dⁱ_k為0時表示無損傷，為100％時表示該支承索徹底喪失承載能力，介于0與100％之間時表示喪失相應比例的承載能力；如果該被評估對象是一個支座的一個角位移分量，那么dⁱ_k表示其當前實際角位移數(shù)值；至此本方法實現(xiàn)了核心被評估對象的健康狀態(tài)的識別；

l.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k個元素的定義；

Bi=B1iB2i···Bki···BNiT]]>???式3

???式4

式4中元素Bⁱ_k是標識向量Bⁱ的第k個元素，Dⁱ_uk是被評估對象單位變化向量Dⁱ_u的第k個元素，dⁱ_ck是被評估對象當前名義損傷向量dⁱ_c的第k個元素，它們都表示第k個被評估對象的相關信息，式4中k＝1,2,3,……,N；

m.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n；

n.根據(jù)式5計算得到下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當前初始損傷向量dⁱ⁺¹_o的每一個元素；

???式5

式5中dⁱ⁺¹_ok是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當前初始損傷向量dⁱ⁺¹_o的第k個元素，dⁱ_ok是本次、即第i次循環(huán)的被評估對象當前初始損傷向量dⁱ_o的第k個元素，Dⁱ_uk是第i次循環(huán)的被評估對象單位變化向量Dⁱ_u的第k個元素，Bⁱ_k是第i次循環(huán)的標識向量Bⁱ的第k個元素，式5中k＝1,2,3,……,N；

o.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；

p.在初始力學計算基準模型A_o的基礎上，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；

q.回到步驟f，開始下一次循環(huán)。