CN110487576B - 损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，步骤如下：对损伤梁结构施加荷载，获得梁结构损伤后的实测倾角曲线；对梁结构损伤后的倾角求对称斜率，并初步判断损伤位置；剔除损伤位置的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线分段拟合，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，进一步判断损伤位置；通过梁结构损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化进行损伤程度定量。本发明可确定梁结构的损伤位置及损伤程度；而且能够应用于不同的梁结构损伤识别中，适应性好；为梁结构损伤定位与定量分析提供了一种有效的方法，能够方便的应用于桥梁的损伤评估。

Description

损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法

技术领域

本发明属于梁结构健康监测领域，涉及一种梁结构的无损检测技术，具体涉及一种损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法。

背景技术

近年来，我国旧桥越来越多，出现的问题也日益显著。既有桥梁很多已不能满足功能性需求，桥梁断裂、坍塌等安全事故时有发生，土木工程领域学者逐渐意识到对桥梁结构进行健康监测和安全评估的重要性，并研究了各种损伤识别技术。结构损伤识别是桥梁结构健康监测系统的重要组成部分，目前主要有两大类损伤识别方法，一类是基于动力参数的损伤识别方法，主要通过桥梁结构模态(振动频率和振型)的变化判断结构损伤，此类方法对测点数量、传感器测量精度、模态参数识别方法等要求较高。另一类方法是基于静力参数的损伤识别方法，基于静力参数的结构损伤识别方法可有效避免质量、特别是阻尼等的不确定性影响，同时由于目前测量设备和技术已先进成熟，用较低成本即可得到结构相当准确的测量值，因此，基于静力参数的结构损伤识别技术受到广泛的研究。

基于静力参数的结构损伤识别技术研究较多的指标为基于挠度、静力应变以及支座反力影响线指标等，随着倾角传感器技术的进步，桥梁损伤前后结构倾角曲线的变化有望应用于结构的损伤识别中，目前，鲜见有关倾角损伤识别相关的文献报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够对梁结构进行损伤定位，并能由倾角对称斜率计算损伤程度的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法。

本发明采用的技术方案是：一种损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，包括如下步骤：

(1)对损伤后的梁结构划分单元，并施加集中荷载或均布载荷，以每个单元的两端为测点，获得梁结构损伤后的实测倾角曲线；

(2)对梁结构损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置；

(3)对损伤后的梁结构施加集中荷载时，剔除损伤位置的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行分段线性拟合，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，进一步判断损伤位置；

对损伤后的梁结构施加均布载荷时，倾角对称斜率曲线在均布荷载作用的跨度采用二次抛物线拟合，梁结构的没有施加荷载的跨的倾角对称斜率曲线采用线性拟合；

(4)通过梁结构损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化，进行梁结构损伤程度定量分析。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，当梁结构是超静定结构时，步骤(1)中对损伤后的梁结构施加多次荷载，多次荷载施加在梁结构的不同位置，获得多个梁结构损伤后的实测倾角曲线；对于获得的每个实测倾角曲线通过步骤(2)和步骤(3)判断损伤位置，通过步骤(4)进行梁结构损伤程度定量分析，并对比每个实测倾角曲线所得的梁结构的损伤位置和损伤程度，判断结果的准确性。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，步骤(2)中，第i测点处的倾角对称斜率θ′_i通过该测点相邻两测点的倾角进行计算，其中测点为单元的端点：

其中：θ_i+1为第i+1测点处的倾角，θ_i-1为第i-1测点处的倾角，ε为第i-1测点到第i测点的间距与第i测点到第i+1测点间距的平均值。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，步骤(3)中，倾角对称斜率差损伤定位指标为：

其中：DI_i为第i测点处的倾角对称斜率差损伤定位指标；θ′_iu为第i测点处梁结构损伤前拟合估计的荷载作用下倾角对称斜率，θ′_id为第i测点处梁结构损伤后荷载作用下的实测倾角对称斜率，n为测点数目，第1测点布置于梁结构一端，第n测点布置于梁结构另一端，测点序数连续，从1到n依次增加，梁两端测点θ′_1d-θ′_1u＝θ′_nd-θ′_nu＝0。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，步骤(4)中，梁结构损伤程度的计算方法为：

D_e＝[D_e1 D_e2 … D_ei … D_e(n-1) D_en]；

其中，D_ei为第i测点识别的梁结构损伤程度，梁两端测点D_e1＝D_en＝0；

梁结构中间单元的损伤程度计算方法为：

转角有约束的梁结构的边单元的损伤程度为：

转角无约束的梁结构的边单元的损伤程度为：

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，步骤(4)中，集中荷载作用的测点和连续梁中支点处的测点识别的损伤程度分别取与其相邻的测点的损伤程度识别结果。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，其特征在于：梁结构划分的单元数目不少于5个，步骤(4)中，梁结构为超静定结构时，荷载多次作用倾角测试时的单元划分相同。

上述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法中，梁结构为超静定结构时，步骤(4)中，多次荷载均采用集中荷载或均采用均布荷载或混合采用集中荷载和均布荷载。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明对损伤后的等截面梁结构施加荷载，得到梁结构各测点损伤后倾角对称斜率，初步进行损伤定位，剔除损伤位置的倾角对称斜率值，分段进行拟合，得到损伤前结构的倾角对称斜率估计值，与实测倾角对称斜率做差进一步判断损伤位置，建立由梁结构损伤前后倾角对称斜率计算损伤程度的显式表达式，能直接由倾角对称斜率计算损伤程度。本发明能够应用于不同的梁结构(简支梁、悬臂梁与三跨连续梁等)损伤识别中，适应性好；为梁结构损伤定位与定量分析提供了一种有效的方法，能够方便的应用于桥梁的损伤评估。

附图说明

图1是本发明方法的流程框图。

图2是本发明悬臂梁结构模型图。

图3是本发明悬臂梁单位弯矩作用于

位置的弯矩图。

图4是本发明悬臂梁第i-2测点单位弯矩作用弯矩图。

图5是本发明悬臂梁第i-1测点单位弯矩作用弯矩图。

图6是本发明悬臂梁第i测点单位弯矩作用弯矩图。

图7是本发明悬臂梁第i+1测点单位弯矩作用弯矩图。

图8是本发明悬臂梁结构端部集中荷载作用弯矩图。

图9是本发明三跨连续梁全桥均布荷载作用示意图。

图10是本发明三跨连续梁全桥均布荷载作用结构倾角对称斜率图。

图11是本发明三跨连续梁第一跨均布荷载示意图。

图12是本发明三跨连续梁第二跨均布荷载示意图。

图13是本发明三跨连续梁第三跨均布荷载示意图。

图14是本发明三跨连续梁逐跨均布荷载作用结构倾角对称斜率图。

图15是本发明实施例1简支梁有限元模型图。

图16是本发明实施例1中简支梁集中荷载损伤状态倾角对称斜率图。

图17是本发明实施例1中简支梁集中荷载倾角对称斜率拟合图。

图18是本发明实施例1中简支梁集中荷载损伤定位指标DI图。

图19是本发明实施例1中简支梁集中荷载损伤程度定量指标D_e图。

图20是本发明实施例1中简支梁均布荷载损伤状态倾角对称斜率图。

图21是本发明实施例1中简支梁均布荷载倾角对称斜率拟合所得曲线图。

图22是本发明实施例1中简支梁均布荷载损伤定位指标DI图。

图23是本发明实施例1中简支梁均布荷载损伤程度定量指标D_e图。

图24是本发明实施例2悬臂梁有限元模型图。

图25是本发明实施例2中悬臂梁集中荷载损伤状态倾角对称斜率图。

图26是本发明实施例2中悬臂梁集中荷载倾角对称斜率拟合所得曲线图。

图27是本发明实施例2中悬臂梁集中荷载损伤定位指标DI图。

图28是本发明实施例2中悬臂梁集中荷载损伤程度定量指标D_e图。

图29是本发明实施例3三跨连续梁有限元模型图。

图30是本发明实施例3中三跨连续梁跨中集中荷载损伤状态倾角对称斜率图。

图31是本发明实施例3中三跨连续梁跨中集中荷载倾角对称斜率拟合所得曲线图。

图32是本发明实施例3中三跨连续梁跨中集中荷载损伤定位指标DI图。

图33是本发明实施例3中三跨连续梁跨中集中荷载损伤程度定量指标D_e图。

图34是本发明实施例3中三跨连续梁边跨集中荷载损伤定位指标DI图。

图35是本发明实施例3中三跨连续梁边跨集中荷载损伤程度定量指标D_e图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明的具体步骤如下：

步骤1：对损伤后的梁结构划分单元，并施加集中荷载或均布载荷，以每个单元的两端为测点，获得梁结构损伤后的实测倾角曲线；

步骤2：对梁结构损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置；

步骤3：对损伤后的梁结构施加集中荷载时，剔除损伤位置的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行分段线性拟合，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，进一步判断损伤位置；

对损伤后的梁结构施加均布载荷时，倾角对称斜率曲线在均布荷载作用的跨度采用二次抛物线拟合，梁结构的没有施加荷载的跨的倾角对称斜率曲线采用线性拟合；

步骤4：判断梁结构是否为超静定结构，若不是则通过梁结构损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化，进行梁结构损伤程度定量分析。

以悬臂梁为例，在悬臂梁的悬臂端施加集中荷载，悬臂梁的结构模型如图2所示，跨度为L，损伤位置距左端距离为a，损伤长度为ε，未损伤悬臂梁的刚度为EI，损伤单元的刚度为EI_d。

步骤1中，单位弯矩M＝1作用于距离固支端

时的弯矩为(如图3所示)：

单位弯矩M＝1分别依次作用于第i-2测点及第i-1、i、i+1测点上，得到作用于悬臂梁各测点时的弯矩图

图如图4～图7，集中荷载作用下的悬臂梁弯矩图M图如图8，x位置弯矩的表达式为：

M＝P(L-x) (2)

式中，x表示距悬臂梁固支端的距离，P为集中荷载的大小。

悬臂梁未损伤时，集中荷载作用下任意点位置的倾角为：

式中，下标“u”表示悬臂梁未损伤状态，

为任意点距离悬臂梁固支端的距离。

由式(3)可知，任意点处倾角的斜率为：

对于等截面梁，刚度EI为常数，故悬臂梁未损伤状态在集中荷载作用下的倾角对称斜率为线性函数，同理可知，均布荷载作用下为二次抛物线。

悬臂梁损伤时，集中荷载作用下第i-2、i-1测点的倾角与悬臂梁未损伤状态相同，第i、i+1测点(测点为单元的端点)的倾角分别为：

式中，θ_id表示第i测点悬臂梁损伤后外荷载作用倾角，下标“d”表示悬臂梁损伤状态。

步骤2中，第i测点处的倾角对称斜率θ′_i通过观测点相邻两测点的倾角进行计算：

其中：θ_i+1为第i+1测点处的倾角，θ_i-1为第i-1测点处的倾角，ε为第i-1测点到第i测点的间距与第i测点到第i+1测点间距的平均值。

步骤3中，悬臂梁损伤前和损伤后的理论倾角对称斜率分别为：

式中：θ_iu、θ_id分别为损伤前、损伤后梁结构第i测点的倾角。

由上述推导可知，当第i-1、i测点之间的单元无损伤时，即EI_d＝EI时，θ′_(i-1)u＝θ′_(i-1)d、θ′_iu＝θ′_id，理论上损伤前和损伤后倾角对称斜率差在未损伤单元处均为0，当第i-1、i测点之间的单元有损伤时，θ′_(i-1)u≠θ′_(i-1)d、θ′_iu≠θ′_id，故可以通过损伤前和损伤后倾角对称斜率差进行损伤定位，损伤定位指标DI计算方法如下：

DI＝[DI₁ DI₂ … DI_i … DI_n-1 DI_n] (12)

DI_i＝θ′_id-θ′_iu (13)

式中：DI_i为第i测点处的倾角对称斜率差损伤定位指标；θ′_iu为第i测点处悬臂梁损伤前拟合估计的荷载作用下倾角对称斜率，θ′_id为第i测点处悬臂梁损伤后荷载作用下的实测倾角对称斜率，n为测点数目，第1测点布置于悬臂梁梁固支端，第n测点布置于悬臂梁梁自由端，测点序数连续，从第1测点到第n测点依次增加。

步骤4中：由于集中荷载作用的测点和连续梁中支点处的测点识别的损伤程度较实测损伤程度误差大，因此集中荷载作用的测点和连续梁中支点测点识别的损伤程度分别取与其相邻的测点的损伤程度识别结果。

(1)对于固支端单元损伤，此时a＝0，由式(10)、(11)可知：

将式(14)代入式(15)可求得：

求得固支端单元的损伤程度为：

(2)对于自由端单元损伤，此时a＝L-ε，由式(8)、(9)可知：

由式(19)可求得：

代入式(20)可求得：

求得自由端单元的损伤程度为：

(3)对于中间单元损伤，此时ε≤a≤L-2ε，由式(10)、(11)可知：

求得中间单元的损伤程度为：

当梁结构是超静定结构时，步骤(1)中对损伤后的梁结构施加多次荷载，多次荷载施加在梁结构的不同位置，获得多个梁结构损伤后的实测倾角曲线；对于获得的每个实测倾角曲线通过步骤(2)和步骤(3)判断损伤位置，通过步骤(4)进行梁结构损伤程度定量分析，并对比每个实测倾角曲线所得的梁结构的损伤位置和损伤程度，判断结果的准确性。

以三跨连续梁为例，三跨连续梁超静定结构，当采用全桥均布荷载加载时，倾角对称斜率曲线将会存在零点，故损伤定量公式在零点处无法准确识别损伤程度，会发生突变。

如图9、图10所示，均布荷载满布时有4个倾角对称斜率零点损伤无法识别。故考虑采用正交荷载，如对三跨连续梁采用逐跨加载的方式，如图11～图14所示，此时，每种荷载情况下均只有两个倾角对称斜率零点，并且各荷载作用下的零点位置不同，故考虑综合多个荷载的结果进行损伤判断。

步骤1、4中，测点数目不少于6个，步骤4中，荷载多次作用倾角测试时的测点位置布置相同。

步骤4中的荷载也可采用多个均布荷载或者混合采用集中荷载和均布荷载。

实施例1：

如图15所示，简支梁跨径为100cm，每隔5cm划分一个单元，一共20个单元，21个测点(图中上排圆圈内的数字为单元编号，下排数字为测点编号)。简支梁截面尺寸为b×h＝4.5cm×1.5cm，简支梁材料弹性模量为2.7×10³MPa，泊松比为0.37，密度为1200kg/m³。

简支梁在实际工程中的损伤，如裂纹的产生、材料腐蚀或弹性模量的降低，一般只会引起简支梁刚度产生较大的变化，而对简支梁的质量影响较小。故在有限元计算中，假定单元损伤只引起单元刚度的下降，而不引起单元质量的改变。单元的损伤通过弹性模量的降低来模拟。采用ANSYS软件beam3梁单元建立简支梁模型。以多单元损伤工况为例，其边单元1与跨中单元10同时发生不同程度损伤，损伤工况如表1所示。

采用集中荷载具体实施步骤如下：

表1简支梁多损伤工况

步骤1：在损伤后的简支梁跨中(第11测点)施加100N的集中荷载，获得简支梁损伤后的实测倾角曲线。

步骤2：对简支梁损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置，如图16所示，结果显示单元10处出现明显峰值，初步判断单元10发生损伤。

步骤3：剔除单元10的两个测点的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线分两段进行线性拟合，如图17所示，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，如图18所示，可见，除单元10发生明显损伤外，边单元1处的测点也存在峰值，说明单元1也存在损伤，故进一步判断损伤位置为单元1和单元10。

步骤4：通过简支梁损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化进行损伤程度定量，多损伤工况1～2的损伤程度指标D_e识别效果如图19，单元1识别的损伤程度为0.232，若考虑减去右侧的负值进行修正后为0.257，与实际损伤程度0.3有较小误差；单元10的损伤程度第10测点的识别值与实际值基本相同，第11测点的识别值比实际值明显偏小，说明对于集中荷载作用的测点，损伤程度识别结果有较大误差，因而可采用另一测点的结果。可见，倾角对称斜率差损伤定位指标对简支梁损伤程度识别效果良好。

采用均布荷载具体实施步骤如下：

步骤1：在损伤后的简支梁跨中施加120N/m的均布荷载，获得简支梁损伤后的实测倾角曲线。

步骤2：对简支梁损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置，如图20，结果显示单元10处出现明显峰值，初步判断单元10发生损伤。

步骤3：剔除单元10的两个测点的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行二次抛物线拟合，如图21所示，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，如图22所示，可见，除单元10发生明显损伤外，边单元1处的测点也存在峰值，说明单元1也存在损伤，故进一步判断损伤位置为单元1和单元10。

步骤4：通过简支梁损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化进行损伤程度定量，多损伤工况1～2的损伤程度指标D_e识别效果如图23所示，单元1识别的损伤程度为0.232，若考虑减去右侧的负值进行修正后为0.259，与实际损伤程度0.3有较小误差；单元10的损伤程度与真实的损伤程度基本相同，可见倾角对称斜率差损伤定位指标对简支梁损伤程度识别效果良好。

可见，对简支梁，采用集中荷载和均布荷载均可较好的进行损伤位置与损伤程度的识别，荷载形式对识别结果影响较小，以下实施例仅以集中荷载进行分析。

实施例2：

如图24所示，悬臂梁跨径为100cm，每隔5cm划分一个单元，一共20个单元，21个测点(图中上排圆圈内的数字为单元编号，下排数字为测点编号)。悬臂梁截面尺寸为b×h＝4.5cm×1.5cm，悬臂梁材料弹性模量为2.7×10³MPa，泊松比为0.37，密度为1200kg/m³。其固支端单元1、跨中单元10、自由端单元20三处共同发生不同程度损伤，损伤工况如表2所示。

具体实施步骤如下：

步骤1：对损伤后的悬臂梁在悬臂端施加10N的集中荷载，获得悬臂梁损伤后的实测倾角曲线。

表2悬臂梁多损伤工况

步骤2：对悬臂梁损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置，如图25，结果显示单元1、单元10处出现明显峰值，初步判断单元1、10发生损伤。

步骤3：剔除单元1、10的两测点的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行线性拟合，如图26所示，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，如图27所示，可见，除单元1、10发生明显损伤外，悬臂端单元20处的测点也存在较小的峰值，但峰值很小，不能确定是否存在损伤，需要结合损伤程度的结果进一步进行判断。

步骤4：通过悬臂梁损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化进行损伤程度定量，工况1、工况2损伤定量指标D_e识别效果分别如图28所示，识别出的损伤程度在单元1、10处与实际损伤接近，单元20识别的损伤程度为0.226，考虑减去相邻的负值修正后为0.256，与实际损伤程度0.3有较小的误差，故判定单元1、10、20均发生损伤。可见倾角对称斜率差损伤定位指标对悬臂梁的多损伤效果也良好。

实施例3：

如图29所示，三跨连续梁跨径布置为100+150+100cm，每隔10cm划分一个单元，一共35个单元，36个测点(图中上排圆圈内的数字为单元编号，下排数字为支座编号)。三跨连续梁截面尺寸为b×h＝4.5cm×1.5cm，三跨连续梁材料弹性模量为2.7×10³MPa，泊松比为0.37，密度为1200kg/m³。

单元7位于均布荷载作用下边跨弯矩0点附近，单元18为中间跨跨中单元，单元26为第三跨最大负弯矩单元，损伤工况如表3。

表3三跨连续梁损伤工况

具体实施步骤如下：

步骤1：对损伤后的连续梁在跨中第19测点处施加120N的集中荷载，获得连续梁损伤后的实测倾角曲线。

步骤2：对三跨连续梁损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置，如图30所示，结果显示单元7、单元18、单元26处出现明显峰值，初步判断单元7、18、26发生损伤。

步骤3：剔除单元7、18、26两端的测点的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行线性拟合，如图31所示，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，如图32所示，可见，识别单元7、18、26发生明损伤，但是第11测点也有明显的峰值，也可能是有损伤。

步骤4：通过三跨连续梁损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化进行损伤程度定量，工况1损伤定量指标D_e如图33所示，识别出的单元7的损伤程度与理论损伤程度较接近，第18测点的识别损伤程度与单元18的理论损伤程度接近，第19测点的识别损伤程度偏小，原因是集中荷载作用位置，第26测点的识别损伤程度也比理论值偏小，原因是连续梁中支点位置，由图31可知，中支点处的第11测点的拟合倾角对称斜率值比真实值大，故损伤定位指标在第11测点引起突变，但是损伤定量指标第11测点的值为负值，故可以排除第11测点附近有单元发生损伤。

采取在其它位置施加一个集中荷载的方法校对，例如在边跨的第6测点位置施加120N的集中荷载，方法同前，得到损伤定位指标如图34所示，损伤程度定量指标如图35所示，可见，损伤定位指标中的两处非实际损伤峰值，在损伤定量指标中均为负值，故仅有单元7、18、26发生损伤，损伤程度约为0.3左右。

Claims (5)

1.一种损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，包括如下步骤：

(1)对损伤后的梁结构划分单元，并施加集中荷载或均布载荷，以每个单元的两端为测点，获得梁结构损伤后的实测倾角曲线；

(2)对梁结构损伤后的倾角求对称斜率，通过倾角对称斜率曲线的突变峰值初步判断损伤位置；

第i测点处的倾角对称斜率θ′_i通过该测点相邻两测点的倾角进行计算，其中测点为单元的端点：

其中：θ_i+1为第i+1测点处的倾角，θ_i-1为第i-1测点处的倾角，ε为第i-1测点到第i测点的间距与第i测点到第i+1测点间距的平均值；

(3)对损伤后的梁结构施加集中荷载时，剔除损伤位置的倾角对称斜率值，对倾角对称斜率曲线进行分段线性拟合，得到损伤前的倾角对称斜率估计值，与损伤后倾角对称斜率做差，进一步判断损伤位置；

倾角对称斜率差损伤定位指标为：

其中：DI_i为第i测点处的倾角对称斜率差损伤定位指标；θ′_iu为第i测点处梁结构损伤前拟合估计的荷载作用下倾角对称斜率，θ′_id为第i测点处梁结构损伤后荷载作用下的实测倾角对称斜率，n为测点数目，第1测点布置于梁结构一端，第n测点布置于梁结构另一端，测点序数连续，从1到n依次增加，梁两端测点θ′_1d-θ′_1u＝θ′_nd-θ′_nu＝0；

对损伤后的梁结构施加均布载荷时，倾角对称斜率曲线在均布荷载作用的跨度采用二次抛物线拟合，梁结构的没有施加荷载的跨的倾角对称斜率曲线采用线性拟合；

(4)通过梁结构损伤前的倾角对称斜率估计值与损伤后的实测倾角对称斜率相对变化，进行梁结构损伤程度定量分析；

梁结构损伤程度的计算方法为：

D_e＝[D_e1 D_e2 … D_ei … D_e(n-1) D_en]；

其中，D_ei为第i测点识别的梁结构损伤程度，梁两端测点D_e1＝D_en＝0；

梁结构中间单元的损伤程度计算方法为：

转角有约束的梁结构的边单元的损伤程度为：

转角无约束的梁结构的边单元的损伤程度为：

2.根据权利要求1所述的损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，当梁结构是超静定结构时，步骤(1)中对损伤后的梁结构施加多次荷载，多次荷载施加在梁结构的不同位置，获得多个梁结构损伤后的实测倾角曲线；对于获得的每个实测倾角曲线通过步骤(2)和步骤(3)判断损伤位置，通过步骤(4)进行梁结构损伤程度定量分析，并对比每个实测倾角曲线所得的梁结构的损伤位置和损伤程度，判断结果的准确性。

3.根据权利要求1所述损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，步骤(4)中，集中荷载作用的测点和连续梁中支点处的测点识别的损伤程度分别取与其相邻的测点的损伤程度识别结果。

4.根据权利要求2所述损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，其特征在于：梁结构划分的单元数目不少于5个，步骤(4)中，梁结构为超静定结构时，荷载多次作用倾角测试时的单元划分相同。

5.根据权利要求2所述损伤状态倾角对称斜率的等截面梁损伤识别方法，梁结构为超静定结构时，步骤(4)中，多次荷载均采用集中荷载或均采用均布荷载或混合采用集中荷载和均布荷载。

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