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    广西11选5走势图: 精简角位移空间坐标监测受损索载荷递进式识别方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201510439112.1

    申请日:

    2015.07.23

    公开号:

    CN105004551A

    公开日:

    2015.10.28

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回 IPC(主分类):G01M 99/00申请公布日:20151028|||实质审查的生效IPC(主分类):G01M 99/00申请日:20150723|||公开
    IPC分类号: G01M99/00(2011.01)I; G06F19/00(2011.01)I 主分类号: G01M99/00
    申请人: 东南大学
    发明人: 韩玉林; 韩佳邑
    地址: 211189江苏省南京市江宁区东南大学路2号
    优先权:
    专利代理机构: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249 代理人: 杨晓玲
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510439112.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.15|||2015.11.25|||2015.10.28

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    精简角位移空间坐标监测受损索载荷递进式识别方法基于空间坐标监测、通过监测支座角位移、索结构温度、环境温度、载荷变化程度和受损索损伤程度来决定是否需要更新索结构的力学计算基准模型,得到新的计入支座角位移、载荷变化程度、受损索损伤程度、温度的索结构的力学计算基准模型,在此模型的基础上依据被监测量的当前数值向量同被监测量当前初始数值向量、单位损伤被监测量数值变化矩阵和待求的当前名义损伤向量间存在的近似线性关系,据此可以识别核心被评估对象的健康状态。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  精简角位移空间坐标监测受损索载荷递进式识别方法,其特征在于所述方法包括:
    a.当索结构承受的载荷虽有变化,但索结构正在承受的载荷没有超出索结构初始许用载荷时,本方法适用;索结构初始许用载荷指索结构在竣工时的许用载荷,能够通过常规力学计算获得;本方法统一称被评估的支承索和载荷为“被评估对象”,设被评估的支承索的数量和载荷的数量之和为N,即“被评估对象”的数量为N;本方法用名称“核心被评估对象”专指“被评估对象”中的被评估的支承索,本方法用名称“次要被评估对象”专指“被评估对象”中的被评估的载荷;确定被评估对象的编号规则,按此规则将索结构中所有的被评估对象编号,该编号在后续步骤中将用于生成向量和矩阵;本方法用变量k表示这一编号,k=1,2,3,…,N;设索系统中共有M1根支承索,显然核心被评估对象的数量就是M1;确定指定的将被监测空间坐标的被测量点,给所有指定点编号;确定过每一测量点的将被监测的空间坐标分量,给所有被测量空间坐标分量编号;上述编号在后续步骤中将用于生成向量和矩阵;“索结构的全部被监测的空间坐标数据”由上述所有被测量空间坐标分量组成;为方便起见,在本方法中将“索结构的被监测的空间坐标数据”简称为“被监测量”;所有被监测量的数量之和记为M,M大于核心被评估对象的数量,M小于被评估对象的数量;本方法中对同一个量实时监测的任何两次测量之间的时间间隔不得大于30分钟,测量记录数据的时刻称为实际记录数据时刻;物体、结构承受的外力可称为载荷,载荷包括面载荷和体积载荷;面载荷又称表面载荷,是作用于物体表面的载荷,包括集中载荷和分布载荷两种;体积载荷是连续分布于物体内部各点的载荷,包括物体的自重和惯性力在内;集中载荷分为集中力和集中力偶两种,在包括笛卡尔直角坐标系在内的坐标系中,一个集中力可以分解成三个分量,同样的,一个集中力偶也可以分解成三个分量,如果载荷实际上是集中载荷,在本方法中将一个集中力分量或一个集中力偶分量计为或统计为一个载荷,此时载荷的变化具体化为一个集中力分量或一个集中力偶分量的变化;分布载荷分为线分布载荷和面分布载荷,分布载荷的描述至少包括分布载荷的作用区域和分布载荷的大小,分布载荷的大小 用分布集度来表达,分布集度用分布特征和幅值来表达;如果载荷实际上是分布载荷,本方法谈论载荷的变化时,实际上是指分布载荷分布集度的幅值的改变,而所有分布载荷的作用区域和分布集度的分布特征是不变的;在包括笛卡尔直角坐标系在内的坐标系中,一个分布载荷可以分解成三个分量,如果这分布载荷的三个分量的各自的分布集度的幅值发生变化,且变化的比率不全部相同,那么在本方法中把这分布载荷的三个分量计为或统计为三个分布载荷,此时一个载荷就代表分布载荷的一个分量;体积载荷是连续分布于物体内部各点的载荷,体积载荷的描述至少包括体积载荷的作用区域和体积载荷的大小,体积载荷的大小用分布集度来表达,分布集度用分布特征和幅值来表达;如果载荷实际上是体积载荷,在本方法中实际处理的是体积载荷分布集度的幅值的改变,而所有体积载荷的作用区域和分布集度的分布特征是不变的,此时在本方法中提到载荷的改变时实际上是指体积载荷的分布集度的幅值的改变,此时,发生变化的载荷是指那些分布集度的幅值发生变化的体积载荷;在包括笛卡尔直角坐标系在内的坐标系中,一个体积载荷可以分解成三个分量,如果这体积载荷的三个分量的各自的分布集度的幅值发生变化,且变化的比率不全部相同,那么在本方法中把这体积载荷的三个分量计为或统计为三个分布载荷;
    b.本方法定义“本方法的索结构的温度测量计算方法”按步骤b1至b3进行;
    b1:查询或实测得到索结构组成材料及索结构所处环境的随温度变化的传热学参数,利用索结构的设计图、竣工图和索结构的几何实测数据,利用这些数据和参数建立索结构的传热学计算模型;查询索结构所在地不少于2年的近年来的气象资料,统计得到这段时间内的阴天数量记为T个阴天,在本方法中将白天不能见到太阳的一整日称为阴天,统计得到T个阴天中每一个阴天的0时至次日日出时刻后30分钟之间的最高气温与最低气温,日出时刻是指根据地球自转和公转规律确定的气象学上的日出时刻,不表示当天一定可以看见太阳,能够查询资料或通过常规气象学计算得到所需的每一日的日出时刻,每一个阴天的0时至次日日出时刻后30分钟之间的最高气温减去最低气温称为该阴天的日气温的最大温差,有T个阴天,就有T个阴天的日气温的最大温差,取T个阴天的日气温的最大温差中的最大值为参考日温差,参考日温差记为ΔTr;查询索结构 所在地和所在海拔区间不少于2年的近年来的气象资料或实测得到索结构所处环境的温度随时间和海拔高度的变化数据和变化规律,计算得到索结构所在地和所在海拔区间不少于2年的近年来的索结构所处环境的温度关于海拔高度的最大变化率ΔTh,为方便叙述取ΔTh的单位为℃/m;在索结构的表面上取“R个索结构表面点”,取“R个索结构表面点”的具体原则在步骤b3中叙述,后面将通过实测得到这R个索结构表面点的温度,称实测得到的温度数据为“R个索结构表面温度实测数据”,如果是利用索结构的传热学计算模型,通过传热计算得到这R个索结构表面点的温度,就称计算得到的温度数据为“R个索结构表面温度计算数据”;从索结构所处的最低海拔到最高海拔之间,在索结构上均布选取不少于三个不同的海拔高度,在每一个选取的海拔高度处、在水平面与索结构表面的交线处至少选取两个点,从选取点处引索结构表面的外法线,所有选取的外法线方向称为“测量索结构沿壁厚的温度分布的方向”,测量索结构沿壁厚的温度分布的方向与“水平面与索结构表面的交线”相交,在选取的测量索结构沿壁厚的温度分布的方向中必须包括索结构的向阳面外法线方向和索结构的背阴面外法线方向,沿每一个测量索结构沿壁厚的温度分布的方向在索结构中均布选取不少于三个点,对于支承索沿每一个测量索结构沿壁厚的温度分布的方向仅仅取一个点,仅仅测量支承索的表面点的温度,测量所有被选取点的温度,测得的温度称为“索结构沿厚度的温度分布数据”,其中沿与同一“水平面与索结构表面的交线”相交的、“测量索结构沿壁厚的温度分布的方向”测量获得的“索结构沿厚度的温度分布数据”,在本方法中称为“相同海拔高度索结构沿厚度的温度分布数据”,设选取了H个不同的海拔高度,在每一个海拔高度处,选取了B个测量索结构沿壁厚的温度分布的方向,沿每个测量索结构沿壁厚的温度分布的方向在索结构中选取了E个点,其中H和E都不小于3,B不小于2,对于支承索E等于1,计索结构上“测量索结构沿厚度的温度分布数据的点”的总数为HBE个,后面将通过实测得到这HBE个“测量索结构沿厚度的温度分布数据的点”的温度,称实测得到的温度数据为“HBE个索结构沿厚度温度实测数据”,如果是利用索结构的传热学计算模型,通过传热计算得到这HBE个测量索结构沿厚度的温度分布数据的点的温度,就称计算得到的温度数据为“HBE个索结构沿厚度温度计算数据”;在索结构所在地按照气象学测量气温要求选取一个位置, 将在此位置实测得到符合气象学测量气温要求的索结构所在环境的气温;在索结构所在地的空旷无遮挡处选取一个位置,该位置应当在全年的每一日都能得到该地所能得到的该日的最充分的日照,在该位置安放一块碳钢材质的平板,称为参考平板,参考平板与地面不可接触,参考平板离地面距离不小于1.5米,该参考平板的一面向阳,称为向阳面,参考平板的向阳面是粗糙的和深色的,参考平板的向阳面应当在全年的每一日都能得到一块平板在该地所能得到的该日的最充分的日照,参考平板的非向阳面覆有保温材料,将实时监测得到参考平板的向阳面的温度;
    b2:实时监测得到上述R个索结构表面点的R个索结构表面温度实测数据,同时实时监测得到前面定义的索结构沿厚度的温度分布数据,同时实时监测得到符合气象学测量气温要求的索结构所在环境的气温数据;通过实时监测得到当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的索结构所在环境的气温实测数据序列,索结构所在环境的气温实测数据序列由当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的索结构所在环境的气温实测数据按照时间先后顺序排列,找到索结构所在环境的气温实测数据序列中的最高温度和最低温度,用索结构所在环境的气温实测数据序列中的最高温度减去最低温度得到索结构所在环境的当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的最大温差,称为环境最大温差,记为ΔTemax;由索结构所在环境的气温实测数据序列通过常规数学计算得到索结构所在环境的气温关于时间的变化率,该变化率也随着时间变化;通过实时监测得到当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的参考平板的向阳面的温度的实测数据序列,参考平板的向阳面的温度的实测数据序列由当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的参考平板的向阳面的温度的实测数据按照时间先后顺序排列,找到参考平板的向阳面的温度的实测数据序列中的最高温度和最低温度,用参考平板的向阳面的温度的实测数据序列中的最高温度减去最低温度得到参考平板的向阳面的温度的当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的最大温差,称为参考平板最大温差,记为ΔTpmax;通过实时监测得到当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的所有R个索结构表面点的索结构表面温度实测数据序列,有R个索结构表面点就有R个索结构表面温度实测数据序列,每一个索结构表面温度实测数据序列由一个索结构表面点的当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟 之间的索结构表面温度实测数据按照时间先后顺序排列,找到每一个索结构表面温度实测数据序列中的最高温度和最低温度,用每一个索结构表面温度实测数据序列中的最高温度减去最低温度得到每一个索结构表面点的温度的当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的最大温差,有R个索结构表面点就有R个当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的最大温差数值,其中的最大值称为索结构表面最大温差,记为ΔTsmax;由每一索结构表面温度实测数据序列通过常规数学计算得到每一个索结构表面点的温度关于时间的变化率,每一个索结构表面点的温度关于时间的变化率也随着时间变化;通过实时监测得到当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的、在同一时刻、HBE个“索结构沿厚度的温度分布数据”后,计算在每一个选取的海拔高度处共计BE个“相同海拔高度索结构沿厚度的温度分布数据”中的最高温度与最低温度的差值,这个差值的绝对值称为“相同海拔高度处索结构厚度方向最大温差”,选取了H个不同的海拔高度就有H个“相同海拔高度处索结构厚度方向最大温差”,称这H个“相同海拔高度处索结构厚度方向最大温差”中的最大值为“索结构厚度方向最大温差”,记为ΔTtmax;
    b3:测量计算获得索结构稳态温度数据;首先,确定获得索结构稳态温度数据的时刻,与决定获得索结构稳态温度数据的时刻相关的条件有六项,第一项条件是获得索结构稳态温度数据的时刻介于当日日落时刻到次日日出时刻后30分钟之间,日落时刻是指根据地球自转和公转规律确定的气象学上的日落时刻,能够查询资料或通过常规气象学计算得到所需的每一日的日落时刻;第二项条件的a条件是在当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的这段时间内,参考平板最大温差ΔTpmax和索结构表面最大温差ΔTsmax都不大于5摄氏度;第二项条件的b条件是在当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的这段时间内,在前面测量计算得到的环境最大温差ΔTemax不大于参考日温差ΔTr,且参考平板最大温差ΔTpmax减去2摄氏度后不大于ΔTemax,且索结构表面最大温差ΔTsmax不大于ΔTpmax;只需满足第二项的a条件和b条件中的一项就称为满足第二项条件;第三项条件是在获得索结构稳态温度数据的时刻,索结构所在环境的气温关于时间的变化率的绝对值不大于每小时0.1摄氏度;第四项条件是在获得索结构稳态温度数据的时刻,R个索结构表面点中的每一个索结构表面点的温度关于时间的 变化率的绝对值不大于每小时0.1摄氏度;第五项条件是在获得索结构稳态温度数据的时刻,R个索结构表面点中的每一个索结构表面点的索结构表面温度实测数据为当日日出时刻到次日日出时刻后30分钟之间的极小值;第六项条件是在获得索结构稳态温度数据的时刻,“索结构厚度方向最大温差”ΔTtmax不大于1摄氏度;本方法利用上述六项条件,将下列三种时刻中的任意一种称为“获得索结构稳态温度数据的数学时刻”,第一种时刻是满足上述“与决定获得索结构稳态温度数据的时刻相关的条件”中的第一项至第五项条件的时刻,第二种时刻是仅仅满足上述“与决定获得索结构稳态温度数据的时刻相关的条件”中的第六项条件的时刻,第三种时刻是同时满足上述“与决定获得索结构稳态温度数据的时刻相关的条件”中的第一项至第六项条件的时刻;当获得索结构稳态温度数据的数学时刻就是本方法中实际记录数据时刻中的一个时刻时,获得索结构稳态温度数据的时刻就是获得索结构稳态温度数据的数学时刻;如果获得索结构稳态温度数据的数学时刻不是本方法中实际记录数据时刻中的任一个时刻,则取本方法最接近于获得索结构稳态温度数据的数学时刻的那个实际记录数据的时刻为获得索结构稳态温度数据的时刻;本方法将使用在获得索结构稳态温度数据的时刻测量记录的量进行索结构相关健康监测分析;本方法近似认为获得索结构稳态温度数据的时刻的索结构温度场处于稳态,即此时刻的索结构温度不随时间变化,此时刻就是本方法的“获得索结构稳态温度数据的时刻”;然后,根据索结构传热特性,利用获得索结构稳态温度数据的时刻的“R个索结构表面温度实测数据”和“HBE个索结构沿厚度温度实测数据”,利用索结构的传热学计算模型,通过常规传热计算得到在获得索结构稳态温度数据的时刻的索结构的温度分布,此时索结构的温度场按稳态进行计算,计算得到的在获得索结构稳态温度数据的时刻的索结构的温度分布数据包括索结构上R个索结构表面点的计算温度,R个索结构表面点的计算温度称为R个索结构稳态表面温度计算数据,还包括索结构在前面选定的HBE个“测量索结构沿厚度的温度分布数据的点”的计算温度,HBE个“测量索结构沿厚度的温度分布数据的点”的计算温度称为“HBE个索结构沿厚度温度计算数据”,当R个索结构表面温度实测数据与R个索结构稳态表面温度计算数据对应相等时,且“HBE个索结构沿厚度温度实测数据”与“HBE个索结构沿厚度温度计算数据”对应相等时,计算得到的在获得索结构稳态温度 数据的时刻的索结构的温度分布数据在本方法中称为“索结构稳态温度数据”,此时的“R个索结构表面温度实测数据”称为“R个索结构稳态表面温度实测数据”,“HBE个索结构沿厚度温度实测数据”称为“HBE个索结构沿厚度稳态温度实测数据”;在索结构的表面上取“R个索结构表面点”时,“R个索结构表面点”的数量与分布必须满足三个条件,第一个条件是当索结构温度场处于稳态时,当索结构表面上任意一点的温度是通过“R个索结构表面点”中与索结构表面上该任意点相邻的点的实测温度线性插值得到时,线性插值得到的索结构表面上该任意点的温度与索结构表面上该任意点的实际温度的误差不大于5%;索结构表面包括支承索表面;第二个条件是“R个索结构表面点”中在同一海拔高度的点的数量不小于4,且“R个索结构表面点”中在同一海拔高度的点沿着索结构表面均布;“R个索结构表面点”沿海拔高度的所有两两相邻索结构表面点的海拔高度之差的绝对值中的最大值Δh不大于0.2℃除以ΔTh得到的数值,为方便叙述取ΔTh的单位为℃/m,为方便叙述取Δh的单位为m;“R个索结构表面点”沿海拔高度的两两相邻索结构表面点的定义是指只考虑海拔高度时,在“R个索结构表面点”中不存在一个索结构表面点,该索结构表面点的海拔高度数值介于两两相邻索结构表面点的海拔高度数值之间;第三个条件是查询或按气象学常规计算得到索结构所在地和所在海拔区间的日照规律,再根据索结构的几何特征及方位数据,在索结构上找到全年受日照时间最充分的那些表面点的位置,“R个索结构表面点”中至少有一个索结构表面点是索结构上全年受日照时间最充分的那些表面点中的一个点;
    c.按照“本方法的索结构的温度测量计算方法”直接测量计算得到初始状态下的索结构稳态温度数据,初始状态下的索结构稳态温度数据称为初始索结构稳态温度数据,记为“初始索结构稳态温度数据向量To”;实测或查资料得到索结构所使用的各种材料的随温度变化的物理和力学性能参数;在实测得到To的同时,也就是在获得初始索结构稳态温度数据向量To的时刻的同一时刻,直接测量计算得到初始索结构的实测数据,初始索结构的实测数据是包括索结构集中载荷测量数据、索结构分布载荷测量数据、索结构体积载荷测量数据、所有被监测量的初始数值、所有支承索的初始索力数据、初始索结构模态数据、初始索结构应变数据、初始索结构几何数据、初始索结构支座广义坐标数据、初始索结构 角度数据、初始索结构空间坐标数据在内的实测数据,初始索结构支座广义坐标数据包括初始索结构支座空间坐标数据和初始索结构支座角坐标数据,在得到初始索结构的实测数据的同时,测量计算得到包括支承索的无损检测数据在内的能够表达支承索的健康状态的数据,此时的能够表达支承索的健康状态的数据称为支承索初始健康状态数据;所有被监测量的初始数值组成被监测量初始数值向量Co,被监测量初始数值向量Co的编号规则与M个被监测量的编号规则相同;利用支承索初始健康状态数据以及索结构载荷测量数据建立被评估对象初始损伤向量do,向量do表示用初始力学计算基准模型Ao表示的索结构的被评估对象的初始健康状态;被评估对象初始损伤向量do的元素个数等于N,do的元素与被评估对象是一一对应关系,向量do的元素的编号规则与被评估对象的编号规则相同;如果do的某一个元素对应的被评估对象是索系统中的一根支承索,那么do的该元素的数值代表对应支承索的初始损伤程度,若该元素的数值为0,表示该元素所对应的支承索是完好的,没有损伤的,若其数值为100%,则表示该元素所对应的支承索已经完全丧失承载能力,若其数值介于0和100%之间,则表示该支承索丧失了相应比例的承载能力;如果do的某一个元素对应的被评估对象是某一个载荷,本方法中取do的该元素数值为0,代表这个载荷的变化的初始数值为0;如果没有支承索的无损检测数据及其他能够表达支承索的健康状态的数据时,或者可以认为结构初始状态为无损伤无松弛状态时,向量do中与支承索相关的各元素数值取0;初始索结构支座角坐标数据组成初始索结构支座角坐标向量Uo;
    d.根据索结构的设计图、竣工图和初始索结构的实测数据、支承索初始健康状态数据、索结构集中载荷测量数据、索结构分布载荷测量数据、索结构体积载荷测量数据、索结构所使用的各种材料的随温度变化的物理和力学性能参数、初始索结构支座角坐标向量Uo、初始索结构稳态温度数据向量To和前面步骤得到的所有的索结构数据,建立计入“索结构稳态温度数据”的索结构的初始力学计算基准模型Ao,基于Ao计算得到的索结构计算数据必须非常接近其实测数据,其间的差异不得大于5%;对应于Ao的“索结构稳态温度数据”就是“初始索结构稳态温度数据向量To”;对应于Ao的索结构支座角坐标数据就是初始索结构支座角坐标向量Uo;对应于Ao的被评估对象健康状态用被评估对象初始损伤向 量do表示;对应于Ao的所有被监测量的初始数值用被监测量初始数值向量Co表示;Uo、To和do是Ao的参数,由Ao的力学计算结果得到的所有被监测量的初始数值与Co表示的所有被监测量的初始数值相同,因此也可以说Co由Ao的力学计算结果组成,在本方法中Ao、Co、do、Uo和To是不变的;
    e.在本方法中,字母i除了明显地表示步骤编号的地方外,字母i仅表示循环次数,即第i次循环;第i次循环开始时需要建立的或已建立的索结构的当前初始力学计算基准模型记为当前初始力学计算基准模型Aio,Ao和Aio计入了温度参数,可以计算温度变化对索结构的力学性能影响;第i次循环开始时,对应于Aio的“索结构稳态温度数据”用当前初始索结构稳态温度数据向量Tio表示,向量Tio的定义方式与向量To的定义方式相同,Tio的元素与To的元素一一对应;第i次循环开始时,对应于Aio的“索结构支座角坐标数据”用当前初始索结构支座角坐标向量Uio表示,向量Uio的定义方式与向量Uo的定义方式相同,Uio的元素与Uo的元素一一对应;第i次循环开始时需要的被评估对象当前初始损伤向量记为dio,dio表示该次循环开始时索结构Aio的被评估对象的健康状态,dio的定义方式与do的定义方式相同,dio的元素与do的元素一一对应;第i次循环开始时,所有被监测量的初始值,用被监测量当前初始数值向量Cio表示,向量Cio的定义方式与向量Co的定义方式相同,Cio的元素与Co的元素一一对应,被监测量当前初始数值向量Cio表示对应于Aio的所有被监测量的具体数值;Uio、Tio和dio是Aio的特性参数,Cio由Aio的力学计算结果组成;第一次循环开始时,Aio记为A1o,建立A1o的方法为使A1o等于Ao;第一次循环开始时,Tio记为T1o,建立T1o的方法为使T1o等于To;第一次循环开始时,Uio记为U1o,建立U1o的方法为使U1o等于Uo;第一次循环开始时,dio记为d1o,建立d1o的方法为使d1o等于do;第一次循环开始时,Cio记为C1o,建立C1o的方法为使C1o等于Co;
    f.从这里进入由第f步到第q步的循环;在结构服役过程中,按照“本方法的索结构的温度测量计算方法”不断实测计算获得索结构稳态温度数据的当前数据,所有“索结构稳态温度数据”的当前数据组成当前索结构稳态温度数据向量Ti,向量Ti的定义方式与向量To的定义方式相同,Ti的元素与To的元素一一对应;在实测得到当前索结构稳态温度数据向量Ti的同一时刻,实测得到索结构支座角坐标当前数据,所有索结构支座角坐标当前数据组成当前索结构实测支座 角坐标向量Ui,向量Ui的定义方式与向量Uo的定义方式相同;在实测得到向量Ti的同时,实测得到在获得当前索结构稳态温度数据向量Ti的时刻的同一时刻的索结构中所有被监测量的当前值,所有这些数值组成被监测量当前数值向量Ci,向量Ci的定义方式与向量Co的定义方式相同,Ci的元素与Co的元素一一对应,表示相同被监测量在不同时刻的数值;
    g.根据当前索结构实测支座角坐标向量Ui和当前索结构稳态温度数据向量Ti,按照步骤g1至g3更新当前初始力学计算基准模型Aio、被监测量当前初始数值向量Cio、当前初始索结构稳态温度数据向量Tio和当前初始索结构支座角坐标向量Uio,而被评估对象当前初始损伤向量dio保持不变;
    g1.分别比较Ti和Tio、Ui和Uio,如果Ti等于Tio且Ui等于Uio,则不需要对Aio、Uio、Cio和Tio进行更新,否则需要按下列步骤对Aio、Uio、Cio和Tio进行更新;
    g2.计算Ui与Uo的差,Ui与Uo的差就是索结构支座关于初始位置的支座角位移,用支座角位移向量V表示支座角位移,V等于Ui减去Uo;计算Ti与To的差,Ti与To的差就是当前索结构稳态温度数据关于初始索结构稳态温度数据的变化,Ti与To的差用稳态温度变化向量S表示,S等于Ti减去To,S表示索结构稳态温度数据的变化;
    g3.先对Ao中的索结构支座施加支座角位移约束,支座角位移约束的数值就取自支座角位移向量V中对应元素的数值,再对Ao中的索结构施加温度变化,施加的温度变化的数值就取自稳态温度变化向量S,对Ao中索结构支座施加支座角位移约束且对索结构施加温度变化后得到更新的当前初始力学计算基准模型Aio,更新Aio的同时,Uio所有元素数值也用Ui所有元素数值对应代替,即更新了Uio,Tio所有元素数值也用Ti的所有元素数值对应代替,即更新了Tio,这样就得到了正确地对应于Aio的Uio和Tio,此时dio保持不变;当更新Aio后,Aio的索的健康状况用被评估对象当前初始损伤向量dio表示,Aio的索结构稳态温度用当前索结构稳态温度数据向量Tio表示,Aio的支座角坐标用当前初始索结构支座角坐标向量Uio表示;更新Cio的方法是:当更新Aio后,通过力学计算得到Aio中所有被监测量的、当前的具体数值,这些具体数值组成Cio;
    h.在当前初始力学计算基准模型Aio的基础上,按照步骤h1至步骤h4进行 若干次力学计算,通过计算建立单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi和被评估对象单位变化向量Diu;
    h1.在第i次循环开始时,直接按步骤h2至步骤h4所列方法获得ΔCi和Diu;在其它时刻,当在步骤g中对Aio进行更新后,必须按步骤h2至步骤h4所列方法重新获得ΔCi和Diu,如果在步骤g中没有对Aio进行更新,则在此处直接转入步骤i进行后续工作;
    h2.在当前初始力学计算基准模型Aio的基础上进行若干次力学计算,计算次数数值上等于所有被评估对象的数量N,有N个评估对象就有N次计算;依据被评估对象的编号规则,依次进行计算;每一次计算假设只有一个被评估对象在原有损伤或载荷的基础上再增加单位损伤或载荷单位变化,具体的,如果该被评估对象是索系统中的一根支承索,那么就假设该支承索再增加单位损伤,如果该被评估对象是一个载荷,就假设该载荷再增加载荷单位变化,用Diuk记录这一增加的单位损伤或载荷单位变化,其中k表示增加单位损伤或载荷单位变化的被评估对象的编号,Diuk是被评估对象单位变化向量Diu的一个元素,被评估对象单位变化向量Diu的元素的编号规则与向量do的元素的编号规则相同;每一次计算中再增加单位损伤或载荷单位变化的被评估对象不同于其它次计算中再增加单位损伤或载荷单位变化的被评估对象,每一次计算都利用力学方法计算索结构的所有被监测量的当前计算值,每一次计算得到的所有被监测量的当前计算值组成一个被监测量计算当前向量;当假设第k个被评估对象再增加单位损伤或载荷单位变化时,用Citk表示对应的“被监测量计算当前向量”;在本步骤中给各向量的元素编号时,应同本方法中其它向量使用同一编号规则,以保证本步骤中各向量中的任意一个元素,同其它向量中的、编号相同的元素,表达了同一被监测量或同一对象的相关信息;Citk的定义方式与向量Co的定义方式相同,Citk的元素与Co的元素一一对应;
    h3.每一次计算得到的向量Citk减去向量Cio得到一个向量,再将该向量的每一个元素都除以本次计算所假设的单位损伤或载荷单位变化数值后得到一个“被监测量的数值变化向量δCik”;有N个被评估对象就有N个“被监测量的数值变化向量”;
    h4.由这N个“被监测量的数值变化向量”按照N个被评估对象的编号规 则,依次组成有N列的“单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi”;单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi的每一列对应于一个被监测量单位变化向量;单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi的每一行对应于同一个被监测量在不同被评估对象增加单位损伤或载荷单位变化时的不同的单位变化幅度;单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi的列的编号规则与向量do的元素的编号规则相同,单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi的行的编号规则与M个被监测量的编号规则相同;
    i.定义当前名义损伤向量dic和当前实际损伤向量di,dic和di的元素个数等于被评估对象的数量,dic和di的元素和被评估对象之间是一一对应关系,dic的元素数值代表对应被评估对象的名义损伤程度或名义载荷变化量,dic和di与被评估对象初始损伤向量do的元素编号规则相同,dic的元素、di的元素与do的元素是一一对应关系;
    j.依据被监测量当前数值向量Ci同“被监测量当前初始数值向量Cio”、“单位损伤被监测量数值变化矩阵ΔCi”和“当前名义损伤向量dic”间存在的近似线性关系,该近似线性关系可表达为式1,式1中除dic外的其它量均为已知,求解式1就可以算出当前名义损伤向量dic;
                式1
    k.利用式2表达的当前实际损伤向量di的第k个元素dik同被评估对象当前初始损伤向量dio的第k个元素diok和当前名义损伤向量dic的第k个元素dick间的关系,计算得到当前实际损伤向量di的所有元素;

    式2中k=1,2,3,……,N;dik表示第i次循环中第k个被评估对象的当前实际健康状态,如果该被评估对象是索系统中的一根支承索,那么dik表示其当前实际损伤,dik为0时表示无损伤,为100%时表示该支承索彻底丧失承载能力,介于0与100%之间时表示丧失相应比例的承载能力,至此本方法实现了核心被评估对象的健康状态的识别;
    l.在求得当前名义损伤向量dic后,按照式3建立标识向量Bi,式4给出了标识向量Bi的第k个元素的定义;
           式3

    式4中元素Bik是标识向量Bi的第k个元素,Diuk是被评估对象单位变化向量Diu的第k个元素,dick是被评估对象当前名义损伤向量dic的第k个元素,它们都表示第k个被评估对象的相关信息,式4中k=1,2,3,……,N;
    m.如果标识向量Bi的元素全为0,则回到步骤f继续本次循环;如果标识向量Bi的元素不全为0,则进入下一步、即步骤n;
    n.根据式5计算得到下一次、即第i+1次循环所需的被评估对象当前初始损伤向量di+1o的每一个元素;

    式5中di+1ok是下一次、即第i+1次循环所需的被评估对象当前初始损伤向量di+1o的第k个元素,diok是本次、即第i次循环的被评估对象当前初始损伤向量dio的第k个元素,Diuk是第i次循环的被评估对象单位变化向量Diu的第k个元素,Bik是第i次循环的标识向量Bi的第k个元素,式5中k=1,2,3,……,N;
    o.在初始力学计算基准模型Ao的基础上,先对Ao中的索结构支座施加支座角位移约束,支座角位移约束的数值就取自支座角位移向量V中对应元素的数值,再对Ao中的索结构施加温度变化,施加的温度变化的数值就取自稳态温度变化向量S,再令索的健康状况为di+1o后得到的就是下一次、即第i+1次循环所需的力学计算基准模型Ai+1;得到Ai+1后,通过力学计算得到Ai+1中所有被监测量的、当前的具体数值,这些具体数值组成下一次、即第i+1次循环所需的被监测量当前初始数值向量Ci+1o;
    p.取下一次、即第i+1次循环所需的当前初始索结构稳态温度数据向量Ti+1o等于第i次循环的当前初始索结构稳态温度数据向量Tio;下一次、即第i+1次循环所需的当前初始索结构支座角坐标向量Ui+1o等于第i次循环的当前初始索结构支座角坐标向量Uio;
    q.回到步骤f,开始下一次循环。

    关 键 词:
    精简 位移 空间 坐标 监测 受损 载荷 递进 识别 方法
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