去T。，S表示 索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；
[0024] g3.對A。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Aci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)計算基準(zhǔn)模型A\，更 新同時，T所有元素數(shù)值也用T1的所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了T，這樣就得到 了正確地對應(yīng)于T。此時d保持不變；當(dāng)更新A后，A的索的健康狀況用被評估對 象當(dāng)前初始損傷向量d1。表示，A\的索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度用當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1表 示，更新C1。的方法是：當(dāng)更新A\后，通過力學(xué)計算得到A\中所有被監(jiān)測量的、當(dāng)前的具體 數(shù)值，這些具體數(shù)值組成C1ci;
[0025] h.在當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A1。的基礎(chǔ)上，按照步驟hi至步驟h4進行若干 次力學(xué)計算，通過計算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC1和被評估對象單位變化向 量D1u;
[0026] hi.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AC1和D1u;在其 它時刻，當(dāng)在步驟g中對A1ci進行更新后，必須按步驟h2至步驟h4所列方法重新獲得AC 1 和D1u，如果在步驟g中沒有對A1c^J行更新，則在此處直接轉(zhuǎn)入步驟i進行后續(xù)工作；
[0027] h2.在當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A1。的基礎(chǔ)上進行若干次力學(xué)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(shè)只有一個被評估對象在原有損傷或載荷的基礎(chǔ)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(shè)該支承索再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個載荷，就假設(shè)該載荷再增加 載荷單位變化，用D1uk記錄這一增加的單位損傷或載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷 或載荷單位變化的被評估對象的編號，D1uk是被評估對象單位變化向量D\的一個元素，被 評估對象單位變化向量D1u的元素的編號規(guī)則與向量d。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 或載荷單位變化的被評估對象，每一次計算都利用力學(xué)方法計算索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的 當(dāng)前計算值，每一次計算得到的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計算值組成一個被監(jiān)測量計算當(dāng)前向 量；當(dāng)假設(shè)第k個被評估對象再增加單位損傷或載荷單位變化時，用C1tk表示對應(yīng)的"被監(jiān) 測量計算當(dāng)前向量";在本步驟中給各向量的元素編號時，應(yīng)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(guān)信息；C1tk的定義方式與向量C^的定義方式相同， (：\的元素與C。的元素一一對應(yīng)；
[0028] h3.每一次計算得到的向量C1tl^去向量C^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(shè)的單位損傷或載荷單位變化數(shù)值后得到一個"被監(jiān)測量的數(shù)值 變化向量S C\" ;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"；
[0029] 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A C1";單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC1 的每一列對應(yīng)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A C1的每一 行對應(yīng)于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷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A C1的列的編號規(guī)則與向量Clci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A C1的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī) 則相同；
[0030] i.定義當(dāng)前名義損傷向量d1。和當(dāng)前實際損傷向量d1，^和d1的元素個數(shù)等于被 評估對象的數(shù)量，d1。和d1的元素和被評估對象之間是一一對應(yīng)關(guān)系，d丨的元素數(shù)值代表對 應(yīng)被評估對象的名義損傷程度或名義載荷變化量，d1。和d1與被評估對象初始損傷向量d。 的元素編號規(guī)則相同，d1。的元素、d1的元素與d。的元素是一一對應(yīng)關(guān)系；
[0031] j.依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C1同"被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量CY'、"單位損傷 被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC1"和"當(dāng)前名義損傷向量d1。"間存在的近似線性關(guān)系，該近似線 性關(guān)系可表達為式1，式1中除d1。外的其它量均為已知，求解式1就可以算出當(dāng)前名義損 傷向量d1。；
[0032] C=C；+AC!*<式 1
[0033] k.利用式2表達的當(dāng)前實際損傷向量d1的第k個元素(Tk同被評估對象當(dāng)前初始 損傷向量d1。的第k個元素d\和當(dāng)前名義損傷向量d\的第k個元素d1J司的關(guān)系，計算 得到當(dāng)前實際損傷向量d1的所有元素；
[0035] 式2中k= 1，2, 3,……，N;cTk表示第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當(dāng)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(1\表示其當(dāng)前實際損傷，CTk 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(yīng)比例的承載能力；至此本方法實現(xiàn)了剔除載荷變化和結(jié)構(gòu)溫度變化的影響的、 索結(jié)構(gòu)的受損索識別；
[0036] 1.在求得當(dāng)前名義損傷向量d1。后，按照式3建立標(biāo)識向量B\式4給出了標(biāo)識向 量B1的第k個元素的定義；
[0039] 式4中元素B1k是標(biāo)識向量B1的第k個元素，D、是被評估對象單位變化向量D\ 的第k個元素，Cl1di是被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d\的第k個元素，它們都表示第k個 被評估對象的相關(guān)信息，式4中k= 1，2, 3,......，N;
[0040] m.如果標(biāo)識向量B1的元素全為0,則回到步驟f?繼續(xù)本次循環(huán)；如果標(biāo)識向量B1 的元素不全為0,則進入下一步、即步驟n;
[0041] 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(dāng)前初始損傷向 量d1+1。的每一個元素；
[0043] 式5中(11+、是下一次、即第i+1次循環(huán)所需的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d， 的第k個元素，Cl1cik是本次、即第i次循環(huán)的被評估對象當(dāng)前初始損傷向量d的第k個元 素，D1uk是第i次循環(huán)的被評估對象單位變化向量D\的第k個元素，B\是第i次循環(huán)的標(biāo) 識向量B1的第k個元素，式5中k= 1，2, 3,......，N;
[0044] 〇.取下一次、即第i+1次循環(huán)所需的當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1'等于 第i次循環(huán)的當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1。；
[0045] p.在初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A。的基礎(chǔ)上，對A。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，再令索的健康狀況為d1'后得到的就是下一 次、即第i+1次循環(huán)所需的力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A1+1;得到A1+1后，通過力學(xué)計算得到A1+1中所 有被監(jiān)測量的、當(dāng)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(dāng)前初始數(shù)值向量C1';
[0046] q?回到步驟f，開始下一次循環(huán)。
[0047] 有益效果：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)首先通過使用傳感器對結(jié)構(gòu)響應(yīng)進行長期在線監(jiān) 測，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)后對其進行在線（或離線）分析得到結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜 性，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)需要使用大量的傳感器等設(shè)備進行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，因此其造價通常 相當(dāng)?shù)母?，可以說造價問題也是制約結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的一個主要問題。另一方面，核 心被評估對象（例如斜拉索）的健康狀態(tài)的正確識別是結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的正確識別的不可或 缺的組成部分，甚至是其全部，而次要被評估對象（例如結(jié)構(gòu)承受的載荷）的變化（例如通 過斜拉橋的汽車的數(shù)量和質(zhì)量的變化）的正確識別對索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的正確識別的影 響是微乎其微的，甚至是不需要的。但是次要被評估對象的數(shù)量與核心被評估對象的數(shù)量 通常是相當(dāng)?shù)模我辉u估對象的數(shù)量還常常大于核心被評估對象的數(shù)量，這樣被評估對 象的數(shù)量常常是核心被評估對象的數(shù)量的多倍。在次要被評估對象（載荷）發(fā)生變化時， 為了準(zhǔn)確識別核心被評估對象，常規(guī)方法要求被監(jiān)測量（使用傳感器等設(shè)備測量獲得）的 數(shù)量必須大于等于被評估對象的數(shù)量，當(dāng)發(fā)生變化的次要被評估對象的數(shù)量比較大時（實 際上經(jīng)常如此），結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需要的傳感器等設(shè)備的數(shù)量是非常龐大的，因此結(jié)構(gòu) 健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價就會變得非常高，甚至高得不可接受。幸好發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在次要被 評估對象（例如結(jié)構(gòu)承受的正常載荷，結(jié)構(gòu)的正常載荷是指結(jié)構(gòu)正在承受的載荷不超過按 照結(jié)構(gòu)設(shè)計書或結(jié)構(gòu)竣工書所限定的結(jié)構(gòu)許用載荷）變化較小時（對于載荷而言就是結(jié)構(gòu) 僅僅承受正常載荷，結(jié)構(gòu)承受的載荷是否是正常載荷，能夠通過肉眼等方法觀察確定，如果 發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)承受的載荷不是正常載荷，那么人為去除、移除非正常載荷后，結(jié)構(gòu)就只承受正常 載荷了），它們所引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的變化幅度（本說明書稱其為"次要響應(yīng)"）遠小于核心被 評估對象的變化（例如支承索受損）所引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的變化幅度（本說明書稱其為"核 心響應(yīng)"），次要響應(yīng)與核心響應(yīng)之和是結(jié)構(gòu)響應(yīng)的總變化（本說明書稱其為"總體響應(yīng)"）， 顯然核心響應(yīng)在總體響應(yīng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，基于此發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)在確定被監(jiān)測量數(shù)量時 即使選取稍大于核心被評估對象數(shù)量、但遠小于被評估對象數(shù)量的數(shù)值（本方法就是這樣 做的），也就是說即使采用數(shù)量相對少很多的傳感器等設(shè)備，仍然可以準(zhǔn)確獲得核心被評估 對象的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，滿足結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測的核心需求，因此本方法所建議的結(jié)構(gòu)健康 監(jiān)測系統(tǒng)的造價顯而易見地比常規(guī)方法所要求的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價低很多，也就是 說本方法能夠以造價低得多的條件實現(xiàn)對索結(jié)構(gòu)的核心被評估對象的健康狀態(tài)的評估，這 種益處是對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)能否被采用是舉足輕重的。
【具體實施方式】
[0048] 本方法的實施例的下面說明實質(zhì)上僅僅是示例性的，并且目的絕不在于限制本方 法的應(yīng)用或使用。具體實施時，下列步驟是可采取的各種步驟中的一種。
[0049] 第一步：首先確認(rèn)索結(jié)構(gòu)承受的可能發(fā)生變化的載荷的數(shù)量。根據(jù)索結(jié)構(gòu)所承受 的載荷的特點，確認(rèn)其中"所有可能發(fā)生變化的載荷"，或者將所有的載荷視為"所有可能發(fā) 生變化的載荷"，設(shè)共有JZW個可能發(fā)生變化的載荷，即共有JZW個次要被評估對象。
[0050] 設(shè)索系統(tǒng)中共有吣根支承索，顯然核心被評估對象的數(shù)量就是M1<3
[0051] 設(shè)索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量和JZW個"所有可能發(fā)生變化的載荷"的數(shù)量之和為N， 即共有N個被評估對象。給被評估對象連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和 矩陣。
[0052] "結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)"由結(jié)構(gòu)上K個指定點的、及每個指定點的L 個指定方向的空間坐標(biāo)來描述，結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的變化就是K個指定點的所有空間坐標(biāo) 分量的變化。每次共有M(M=KXL)個空間坐標(biāo)測量值或計算值來表征結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)信息， M不得小于吣加4。
[0053] 綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M個被監(jiān)測量。
[0054] 為方便起見，在本方法中將"索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的所有參量"簡稱為"被監(jiān)測量"。給 M個被監(jiān)測量連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。本方法用用變量j表 示這一編號，j= 1，2, 3,…，M。
[0055] 按照技術(shù)方案和權(quán)利要求書中給出的方法，采用常規(guī)溫度測量計算方法，確定"本 方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法"。
[0056] 第二步：建立初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A。。
[0057] 在索結(jié)構(gòu)竣工之時，或者在建立健康監(jiān)測系統(tǒng)前，按照"本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測 量計算方法"測量計算得到"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"（可以用常規(guī)溫度測量方法測量，例如 使用熱電阻測量），此時的"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"用向量Tci表示，稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫 度數(shù)據(jù)向量Tci。在實測得到Tci的同時，使用常規(guī)方法直接測量計算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān) 測量的初始數(shù)值，組成被監(jiān)測量初始數(shù)值向量(；。
[0058] 本方法中可以具體按照下列方法在獲得某某（例如初始或當(dāng)前等）索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫 度數(shù)據(jù)向量的時刻的同一時刻，使用某某方法測量計算得到某某被測量量被監(jiān)測量（例如 索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的數(shù)據(jù)：在測量記錄溫度（包括索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫、參考平板 的向陽面的溫度和索結(jié)構(gòu)表面溫度）的同時，例如每隔10分鐘測量記錄一次溫度，那么同 時同樣也每隔10分鐘測量記錄某某被測量量被監(jiān)測量（例如索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的 數(shù)據(jù)。一旦確定了獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，那么與獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時 刻同一時刻的某某被測量量被監(jiān)測量（例如索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的數(shù)據(jù)就稱為在獲得 索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的同一時刻，使用某某方法測量計算方法得到的某某被測量量 被監(jiān)測量的數(shù)據(jù)。
[0059] 使用常規(guī)方法（查資料或?qū)崪y）得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物 理參數(shù)（例如熱膨脹系數(shù)）和力學(xué)性能參數(shù)（例如彈性模量、泊松比）。
[0060] 在實測計算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tci的同時，使用常規(guī)方法實測計算 得到索結(jié)構(gòu)的實測計算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實測計算數(shù)據(jù)包括支承索的無損檢測數(shù)據(jù)等能夠 表達索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)初始幾何數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座廣 義坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(shù) 據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)角度測量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)等實測數(shù) 據(jù)。索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點的 空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，目的在于根據(jù)這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。對斜拉橋而言，初始幾 何數(shù)據(jù)可以是所有索的端點的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這就 是所謂的橋型數(shù)據(jù)。利用支承索的無損檢測數(shù)據(jù)等能夠表達支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)以及 索結(jié)構(gòu)載荷測量數(shù)據(jù)建立被評估對象初始損傷向量Clci，用Clci表示索結(jié)構(gòu)（用初始力學(xué)計算 基準(zhǔn)模型Aci表示）的被評估對象的初始健康狀態(tài)。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(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無損傷無松弛狀態(tài) 時，向量d。的中與支承索相關(guān)的各元素數(shù)值取0,如果d。的某一個元素對應(yīng)的被評估對象 是某一個載荷，本方法中取Clci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。利 用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)、支