与T。的差，T1与T。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，"与T。的差用稳态温度变化向量S表示，S等于T1减去T。，S表示 索结构稳态温度数据的变化；
[0025] g3.对A。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A。中的索结构施加的温度变化后得到更新的当前初始力学计算基准模型A。更 新V。的同时，T1。所有元素数值也用T1的所有元素数值对应代替，即更新了T。这样就得到 了正确地对应于f。的TU此时d^保持不变；当更新A\后，A\的索的健康状况用被评估对 象当前初始损伤向量士。表示，A^的索结构稳态温度用当前索结构稳态温度数据向量T1表 示，更新C1。的方法是：当更新A\后，通过力学计算得到A^中所有被监测量的、当前的具体 数值，这些具体数值组成C。
[0026] h.在当前初始力学计算基准模型A1。的基础上，按照步骤hi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△C1和被评估对象单位变化向 量D、；
[0027] hi.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AClPD^在其 它时刻，当在步骤g中对V。进行更新后，必须按步骤h2至步骤h4所列方法重新获得AC1 和D。如果在步骤g中没有对A1。进行更新，则在此处直接转入步骤i进行后续工作；
[0028] h2.在当前初始力学计算基准模型A1。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，D:是被评估对象单位变化向量D^的一个元素，被 评估对象单位变化向量的元素的编号规则与向量d。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C、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；C、的定义方式与向量C。的定义方式相同， C、的元素与C。的元素一一对应；
[0029] h3.每一次计算得到的向量(^减去向量C\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SCY' ;有N个被评估对象就有N个"被监测量的数值变化向量"；
[0030] 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AC1";单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1 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AC1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AC1的列的编号规则与向量d。的元素的编号 规则相同，单位损伤被监测量数值变化矩阵△C1的行的编号规则与M个被监测量的编号规 则相同；
[0031] i.定义当前名义损伤向量札和当前实际损伤向量di，札和di的元素个数等于被 评估对象的数量，士。和di的元素和被评估对象之间是--对应关系，di。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，<和di与被评估对象初始损伤向量d。 的元素编号规则相同，di。的元素、d元素与d。的元素是一一对应关系；
[0032] j.依据被监测量当前数值向量C1同"被监测量当前初始数值向量C?、"单位损伤 被监测量数值变化矩阵AC1"和"当前名义损伤向量f。"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中除士。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d1。；
[0033] C=C0 +AC*di 式 1
[0034] k.利用式2表达的当前实际损伤向量f的第k个元素d\同被评估对象当前初始 损伤向量di。的第k个元素d、和当前名义损伤向量di。的第k个元素d^间的关系，计算 得到当前实际损伤向量士的所有元素；
[0035]
[0036] 式2中k= 1，2, 3,……，N;(1\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(1\表示其当前实际损伤，（1\ 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；至此本方法实现了剔除载荷变化和结构温度变化的影响的、 索结构的受损索识别；
[0037] 1.在求得当前名义损伤向量d1。后，按照式3建立标识向量B\式4给出了标识向 量#的第k个元素的定义；
[0038]
[0039]
[0040] 式4中元素 <是标识向量B1的第k个元素，D、是被评估对象单位变化向量D、 的第k个元素，d^k是被评估对象当前名义损伤向量d~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;
[0041]m.如果标识向量W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;
[0042] 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d1+1。的每一个元素；
[0043]
[0044]式5中(T、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+1。 的第k个元素，d、是本次、即第i次循环的被评估对象当前初始损伤向量d\的第k个元 素，D、是第i次循环的被评估对象单位变化向量D乂的第k个元素，B\是第i次循环的标 识向量B1的第k个元素，式5中k= 1，2, 3,......，N;
[0045] 〇.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+1。等于 第i次循环的当前初始索结构稳态温度数据向量T1。；
[0046] p.在初始力学计算基准模型A。的基础上，对A。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+1。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+1。；
[0047]q.回到步骤f，开始下一次循环。
[0048]有益效果：结构健康监测系统首先通过使用传感器对结构响应进行长期在线监 测，获得监测数据后对其进行在线（或离线）分析得到结构健康状态数据，由于结构的复杂 性，结构健康监测系统需要使用大量的传感器等设备进行结构健康监测，因此其造价通常 相当高，因此造价问题是制约结构健康监测技术应用的一个主要问题。另一方面，核心被评 估对象（例如斜拉索）的健康状态的正确识别是结构健康状态的正确识别的不可或缺的组 成部分，甚至是其全部，而次要被评估对象（例如结构承受的载荷）的变化（例如通过斜拉 桥的汽车的数量和质量的变化）的正确识别对索结构的健康状态的正确识别的影响是微 乎其微的，甚至是不需要的。但是次要被评估对象的数量与核心被评估对象的数量通常是 相当的，次要被评估对象的数量还常常大于核心被评估对象的数量，这样被评估对象的数 量常常是核心被评估对象的数量的多倍。在次要被评估对象（载荷）发生变化时，为了准确 识别核心被评估对象，常规方法要求被监测量（使用传感器等设备测量获得）的数量必须 大于等于被评估对象的数量，当发生变化的次要被评估对象的数量比较大时（实际上经常 如此），结构健康监测系统所需要的传感器等设备的数量是非常庞大的，因此结构健康监测 系统的造价就会变得非常高，甚至高得不可接受。发明人研宄发现，在次要被评估对象（例 如结构承受的正常载荷，结构的正常载荷是指结构正在承受的载荷不超过按照结构设计书 或结构竣工书所限定的结构许用载荷）变化较小时（对于载荷而言就是结构仅仅承受正常 载荷，结构承受的载荷是否是正常载荷，能够通过肉眼等方法观察确定，如果发现结构承受 的载荷不是正常载荷，那么人为去除、移除非正常载荷后，结构就只承受正常载荷了），它们 所引起的结构响应的变化幅度（本说明书称其为"次要响应"）远小于核心被评估对象的变 化（例如支承索受损）所引起的结构响应的变化幅度（本说明书称其为"核心响应"），次 要响应与核心响应之和是结构响应的总变化（本说明书称其为"总体响应"），显然核心响 应在总体响应中占据主导地位，基于此，发明人研宄发现在确定被监测量数量时即使选取 稍大于核心被评估对象数量、但远小于被评估对象数量的数值（本方法就是这样做的），也 就是说即使采用数量相对少很多的传感器等设备，仍然可以准确获得核心被评估对象的健 康状态数据，满足结构健康状态监测的核心需求，因此本方法所建议的结构健康监测系统 的造价显而易见地比常规方法所要求的结构健康监测系统的造价低很多，也就是说本方法 能够以造价低得多的条件实现对索结构的核心被评估对象的健康状态的评估，这种益处是 对结构健康监测技术能否被采用是举足轻重的。
【具体实施方式】
[0049] 本方法的实施例的下面说明实质上仅仅是示例性的，并且目的绝不在于限制本方 法的应用或使用。具体实施时，下列步骤是可采取的各种步骤中的一种。
[0050] 第一步：首先确认索结构承受的可能发生变化的载荷的数量。根据索结构所承受 的载荷的特点，确认其中"所有可能发生变化的载荷"，或者将所有的载荷视为"所有可能发 生变化的载荷"，设共有JZW个可能发生变化的载荷，即共有JZW个次要被评估对象。
[0051] 设索结构的支承索的数量和JZW个"所有可能发生变化的载荷"的数量之和为N， 即共有N个被评估对象。给被评估对象连续编号，该编号在后续步骤中将用于生成向量和 矩阵。
[0052] 设索系统中共有札根支承索，结构索力数据包括这M^艮支承索的索力，显然M/J、 于被评估对象的数量N。本方法在监测全部乂根支承索索力的基础上，增加其他被监测量。
[0053]增加的其他被监测量仍然是索力，叙述如下：
[0054]在结构健康检测系统开始工作前，先在索结构上人为增加M2 (M2不小于4)根索，称 为传感索，新增加的M2根传感索的刚度同索结构的任意一根支承索的刚度相比，应当小很 多，例如小20倍，新增加的M2根传感索的索力应当较小，例如其横截面正应力应当小于其 疲劳极限，这些要求可以保证新增加的仏根传感索不会发生疲劳损伤，新增加的M2根传感 索的两端应当充分锚固，保证不会出现松弛，新增加的M2根传感索应当得到充分的防腐蚀 保护，保证新增加的仏根传感索不会发生损伤和松弛，在结构健康监测过程中将监测这新 增加的M2根传感索的索力。
[0055]还可以采用多增加传感索的方式来保证健康监测的可靠性，例如使仏不小于8,在 结构健康监测过程中只挑选其中的完好的传感索的索力数据（称为实际可以使用的被监 测量，记录其数量为K，K不得小于4+MJ和对应的索结构被监测量单位变化矩阵AC进行 健康状态评估。在结构健康监测过程中将监测这新增加的仏根传感索的索力。新增加的 M2根传感索应当安装在结构上、人员易于到达的部位，便于人员对其进行无损检测。
[0056] 在本方法中新增加的]?2根传感索作为索结构的一部分，后文再提到索结构时，索 结构包括增加M2根传感索前的索结构和新增加的]?2根传感索，也就是说后文提到索结构时 指包括新增加的M2根传感索的索结构。因此后文提到按照"本方法的索结构的温度测量计 算方法"测量计算得到"索结构稳态温度数据"时，其中的索结构包括新增加的M2根传感索， 得到的"索结构稳态温度数据"包括新增加的M2根传感索的稳态温度数据，获得新增加的M2 根传感索的稳态温度数据的方法同于索结构的乂根支承索的稳态温度数据的获得方法，在 后文不再一一交代；测量得到新增加的仏根传感索的索力的方法同于索结构的心根支承索 的索力的测量方法，在后文不再一一交代；对索结构的支承索进行任何测量时，同时对新增 加的M2根传感索进行同样的测量，在后文不再一一交代；新增加的12根传感索除了不发生 损伤和松弛外，新增加的M2根索的信息量与索结构的支承索的信息量相同；新增加的^根 传感索的索力就是增加的其他被监测量。在后文建立索结构的各种力学模型时，将新增加 的M2根传感索视同索结构的Mi根支承索对待，除了提到支承索的损伤和松弛的场合，在其 他场合提到支承索时包括新增加的M2根索。
[0057]综合上述被监测量，整个索结构共有M(M=MdM2)根索的M个被监测量，M不得小 于核心被评估对象的数量加4,M小于被评估对象的数量。
[0058]为方便起见，在本方法中将"索结构的被监测的所有参量"简称为"被监测量"。给M个被监测量连续编号，该编号在后续步骤中将用于生成向量和矩阵。本方法用用变量j表 示这一编号，j= 1，2, 3,…，M。
[0059]按照技术方案和权利要求书中给出的方法，采用常规温度测量计算方法，确定"本 方法的索结构的温度测量计算方法"。
[0060] 第二步：建立初始力学计算基准模型A。。
[0061] 在索结构竣工之时，或者在建立健康监测系统前，按照"本方法的索结构的温度测 量计算方法"测量计算得到"索结构稳态温度数据"（可以用常规温度测量方法测量，例如 使用热电阻测量），此时的"索结构稳态温度数据"用向量T。表示，称为初始索结构稳态温 度数据向量T。。在实测得到T。的同时，使用常规方法直接测量计算得到索结构的所有被监 测量的初始数值，组成被监测量初始数值向量C。。
[0062] 本方法中可以具体按照下列方法在获得某某（例如初始或当前等）索结构稳态温 度数据向量的时刻的同一时刻，使用某某方法测量计算得到某某被测量量被监测量（例如 索结构的所有被监测量）的数据：在测量记录温度（包括索结构所在环境的气温、参考平板 的向阳面的温度和索结构表面温度）的同时，例如每隔10分钟测量记录一次温度，那么同 时同样也每隔10分钟测量记录某某被测量量被监测量（例如索结构的所有被监测量）的 数据。一旦确定了获得索结构稳态温度数据的时刻，那么与获得索结构稳态温度数据的时 刻同一时刻的某某被测量量被监测量（例如索结构的所有被监测量）的数据就称为在获得 索结构稳态温度数据的时刻的同一时刻，使用某某方法测量计算方法得到的某某被测量量 被监测量的数据。
[0063] 使用常规方法（查资料或实测）得到索结构所使用的各种材料的随温度变化的物 理参数（例如热膨胀系数）和力学性能参数（例如弹性模量、泊松比）。
[0064] 在实测计算得到初始索结构稳态温度数据向量T。的同时，使用常规方法实测计算 得到索结构的实测计算数据。索结构的实测计算数据包括支承索的无损检测数据等能够 表达索的健康状态的数据、索结构初始几何数据、索力数据、拉杆拉力数据、索结构支座广 义坐标数据、索结构集