基于角度监测的识别受损索和支座角位移的健康监测方法

摘要

基于角度监测的识别受损索和支座角位移的健康监测方法基于角度监测，根据索结构的设计图、竣工图和索结构的实测数据等建立索结构的力学计算基准模型，在力学计算基准模型的基础上进行若干次力学计算，通过计算获得索结构被监测量单位变化矩阵；依据被监测量的当前数值向量同被监测量初始向量、索结构被监测量单位变化矩阵和待求的被评估对象当前状态向量间存在的近似线性关系，可以利用多目标优化算法等合适的算法快速识别出支座角位移和受损索。

主权项

1.一种基于角度监测的识别受损索和支座角位移的健康监测方法，其特征在于所述方法包括：a. 为叙述方便起见，统一称被评估的支承索和支座角位移分量为被评估对象，设被评估的支承索的数量和支座角位移分量的数量之和为N，即被评估对象的数量为N；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；用变量i表示这一编号，i=1,2,3,…, N；b. 确定指定的被测量点，给所有指定点编号；确定过每一测量点的被测量直线，给所有指定的被测量直线编号；确定每一被测量直线的被测量的角度坐标分量，给所有被测量角度坐标分量编号；上述编号在后续步骤中将用于生成向量和矩阵；“结构的全部被监测的角度数据”由上述所有被测量角度坐标分量组成；为方便起见，在本发明中将“结构的被监测的角度数据”简称为“被监测量”；所有被测量角度坐标分量的数量之和不得小于N；c. 直接测量计算得到索结构的所有被监测量的初始数值，组成被监测量初始向量C_o；在实测得到被监测量初始向量C_o的同时，实测得到索结构的所有索的初始索力数据、结构的初始几何数据和初始索结构支座角坐标数据；d. 根据索结构的设计图、竣工图和索结构的实测数据、索的无损检测数据和初始索结构支座角坐标数据建立索结构的力学计算基准模型A_o；e. 在力学计算基准模型A_o的基础上进行若干次力学计算，通过计算获得索结构被监测量单位变化矩阵ΔC； f. 实测得到索结构的所有指定被监测量的当前实测数值，组成被监测量的当前数值向量C；g. 定义被评估对象当前状态向量d，被评估对象当前状态向量d的元素个数等于被评估对象的数量，被评估对象当前状态向量d的元素和被评估对象之间是一一对应关系，被评估对象当前状态向量d的元素数值代表对应被评估对象的损伤程度或角位移；h. 依据被监测量的当前数值向量C同被监测量初始向量C_o、索结构被监测量单位变化矩阵ΔC和待求的被评估对象当前状态向量d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d外的其它量均为已知，求解式1就可以算出被评估对象当前状态向量d；由于被评估对象当前状态向量d的元素数值代表对应被评估对象的损伤程度或角位移，所以根据被评估对象当前状态向量确定有哪些索受损及其损伤程度，可以确定支座角位移，即实现了支座角位移的评估和索结构中索系统的健康状态评估；式1。