等。要求实时监测获得所需索结构支座广义坐标的实测数据，要 求同时实时监测每一个被监测量。
[0097]软件部分应当能够完成本方法所设定的过程，即完成本方法中所需要的、可以用 计算机实现的监测、记录、控制、存储、计算、通知、报警等功能。
[0098]本方法具体包括：
[0099]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;设索系统中共有吣根支承索，显然核心被评估对象的数量就是Mi，索 结构索力数据包括这1根支承索的索力，本方法在监测全部M:根支承索索力的基础上，在 索结构上人为增加M2根索，称为传感索，在索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；综合上述被监测量，整个索结构共有M根索的M个索力被监测，即有M个被 监测量，其中M为乂与M2之和；M必须大于核心被评估对象的数量，M小于被评估对象的数 量；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，应当小得多；新 增加的M2根传感索的各传感索的索力应当比索结构的任意一根支承索的索力小得多，这样 可以保证即使这新增加的M2根传感索出现了损伤或松弛，对索结构其他构件的应力、应变、 变形的影响微乎其微；新增加的M2根传感索的横截面上正应力应当小于其疲劳极限，这些 要求可以保证新增加的％根传感索不会发生疲劳损伤；新增加的心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1根传感索应当得到充分的防腐蚀保护，保证新增加 的1根传感索不会发生损伤和松弛；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，本方法用用变量j表示这一编号，j= 1，2, 3,…，M，该编号在后续步骤中将用于生成向量和矩阵；在本方法中新增加的M2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％根传感索前的索结构和 新增加的％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； 测量得到新增加的％根传感索的索力的方法同于索结构的M4艮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1根传感索除了不发生损伤和松弛外，对新 增加的％根传感索的信息量的要求和获得方法与索结构的支承索的信息量的要求和获得 方法相同，在后文不再 交代；在后文建立索结构的各种力学模型时，将新增加的M2根传 感索视同索结构的支承索对待；在后文中，除了提到支承索的损伤和松弛的场合外，当提到 支承索时所说的支承索包括索结构的支承索和新增加的M2根传感索；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；
[0100] b.实测或查资料得到索结构所使用的各种材料的物理和力学性能参数；
[0101] C.在实测或查资料得到索结构所使用的各种材料的物理和力学性能参数的同时， 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(；，被监测量初始数值向量Cci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d。，向量d。 表示用初始力学计算基准模型A。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d。的元素个数等于N，d。的元素与被评估对象是--对应关系，向量d。的元 素的编号规则与被评估对象的编号规则相同；如果d。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Clci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 的数值为〇,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Clci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Clci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Clci中与支承索相关的各元素数值取0 ;初始索结构支座广义坐 标数据组成初始索结构支座广义坐标向量U。；
[0102] 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物理和力学性能参数、初始索结构支座广义坐标向量U。和前面步 骤得到的所有的索结构数据，建立索结构的初始力学计算基准模型Aci，基于Aci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Aci的索结构支 座广义坐标数据就是初始索结构支座广义坐标向量U。;对应于A。的被评估对象健康状态用 被评估对象初始损伤向量d。表示；对应于A。的所有被监测量的初始数值用被监测量初始数 值向量Cci表示；U^和d^是A^的参数，由A^的力学计算结果得到的所有被监测量的初始数 值与Cci表示的所有被监测量的初始数值相同，因此也可以说C^由A^的力学计算结果组成， 在本方法中A。、C。、d。和U。是不变的；
[0103] 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A1ci;第i次循环开始时，对应于A\的"索结构支座 广义坐标数据"用当前初始索结构支座广义坐标向量U1。表示，向量Ui。的定义方式与向量U。 的定义方式相同，U1。的元素与U。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d1。，d1。表示该次循环开始时索结构Ai。的被评估对象的健康状态，d1。 的定义方式与d。的定义方式相同，d1。的元素与d。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C1ci表示，向量C\的定义方式与向量C^ 的定义方式相同，C1。的元素与C。的元素-对应，被监测量当前初始数值向量Ci。表示对 应于A1。的所有被监测量的具体数值；U\和di。是Ai。的特性参数，Ci。由A\的力学计算结果 组成；第一次循环开始时，A1。记为A彳，建立A1。的方法为使Ai。等于A。;第一次循环开始时，U1。记为UI建立U1。的方法为使U等于U。;第一次循环开始时，d记为d。建立d1。的方 法为使d1。等于d。;第一次循环开始时，C\记为C彳，建立C1。的方法为使C等于C。；
[0104] 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，不断实测得到索结 构支座广义坐标当前数据，所有索结构支座广义坐标当前数据组成当前索结构实测支座广 义坐标向量U1，向量U1的定义方式与向量U。的定义方式相同，U1的元素与U。的元素-对 应；在实测得到向量U1的同时，实测得到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C1，向量C1的定义方式与向量C^的定义方式相同，C1的元素与C0 的元素--对应，表示相同被监测量在不同时刻的数值；在实测得到被监测量当前数值向 量C1的同一时刻，对新增加的112根传感索进行无损检测，从中鉴别出出现损伤或松弛的传 感索，依据被监测量编号规则，从本方法之前出现的按照被监测量编号规则编号的各向量 中去除与鉴别出的出现损伤或松弛的传感索对应的元素，在本方法之后出现的各向量和矩 阵中也不再出现与鉴别出的出现损伤或松弛的传感索对应的元素，在本方法之后提到传感 索时不再包括这里被鉴别出出现损伤或松弛的传感索，在本方法之后提到被监测量时不再 包括这里被鉴别出出现损伤或松弛的传感索的索力；从索结构上鉴别出几根出现损伤或松 弛的传感索，就将％和M减小同样的数量；
[0105] g.根据当前索结构实测支座广义坐标向量U1，按照步骤gl至g3更新当前初始力 学计算基准模型A1ci、被监测量当前初始数值向量C1c^P当前初始索结构支座广义坐标向量 U1。，而被评估对象当前初始损伤向量d1。保持不变；
[0106] gl.比较U1与U，如果U1等于U\，则从、C1JPU^保持不变，否则需要按下列步 骤对U1。和U进行更新；
[0107] g2.计算U1与U^的差，U1与U^的差就是索结构支座关于初始位置的支座广义位 移，用支座广义位移向量V表示支座广义位移，V等于U1减去U。；
[0108] g3.对A。中的索结构支座施加支座广义位移约束，支座广义位移约束的数值就取 自支座广义位移向量V中对应元素的数值，对A。中的索结构支座施加支座广义位移约束后 得到更新的当前初始力学计算基准模型A1ci，更新同时，U\所有元素数值也用U1所有 元素数值对应代替，即更新了U1ci,这样就得到了正确地对应于A1c^U，此时Cl1ci保持不变； 当更新A1ci后，A\的索的健康状况用被评估对象当前初始损伤向量d表示，A的支座广义 坐标用当前初始索结构支座广义坐标向量U1ci表示；更新C\的方法是：当更新A\后，通过 力学计算得到A1ci中所有被监测量的、当前的具体数值，这些具体数值组成C。
[0109] 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AC1和被评估对象单位变化向 量D1u;
[0110]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AC1和D1u;在其 它时刻，当在步骤g中对A1ci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D1u，如果在步骤g中没有对A1c^J行更新，则在此处直接转入步骤i进行后续工作；
[0111] 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D1uk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，D1uk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D1u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C1tk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；C1tk的定义方式与向量C^的定义方式相同， (：\的元素与C。的元素一一对应；
[0112] h3.每一次计算得到的向量C1tl^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SC\" ;有N个被评估对象就有N个"被监测量的数值变化向量"；
[0113] 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Clci的元素的编号 规则相同，单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1的行的编号规则与M个被监测量的编号规 则相同；
[0114] i.定义当前名义损伤向量d1。和当前实际损伤向量d1，^和d1的元素个数等于被 评估对象的数量，d1。和d1的元素和被评估对象之间是一一对应关系，d丨的元素数值代表对 应被评估对象的名义损伤程度或名义载荷变化量，d1。和d1与被评估对象初始损伤向量d。