的元素编号规则相同，d1。的元素、d1的元素与d。的元素是一一对应关系；
[0115] 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CY'、"单位损伤 被监测量数值变化矩阵AC1"和"当前名义损伤向量d1。"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d1。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。；
[0116] C!《+AC.?<:式1
[0117] k.利用式2表达的当前实际损伤向量d1的第k个元素d\同被评估对象当前初始 损伤向量d1。的第k个元素d\和当前名义损伤向量d\的第k个元素d1J司的关系，计算 得到当前实际损伤向量d1的所有元素；
[0118]
[0119] 式2中k= 1，2, 3,……，N;cTk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，CTk 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；所以根据被评估对象当前实际损伤向量Cf能够确定核心被评 估对象的健康状态；
[0120] 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B1的第k个元素的定义；
[0123] 式4中元素B1k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，Cl1di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;
[0124] m.如果标识向量B1的元素全为0,则回到步骤f继续本次循环；如果标识向量B1 的元素不全为0,则进入下一步、即步骤n;
[0125] 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；
[0126]
[0127] 式5中(11+、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d， 的第k个元素，Cl1cik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，D1uk是第i次循环的被评估对象单位变化向量D\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;
[0128] 〇.在初始力学计算基准模型A。的基础上，先对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，再令 索的健康状况为d1'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A1+1; 得到A1+1后，通过力学计算得到A1+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C1';
[0129] p.取下一次、即第i+1次循环所需的当前初始索结构支座广义坐标向量U1'等于 第i次循环的当前初始索结构支座广义坐标向量U1。；
[0130] q?回到步骤f，开始下一次循环。
[0131] 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。发明人研究发现，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，发明人研究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】
[0132] 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。
[0133] 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。
[0134] 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。
[0135] 设索系统中共有乂根支承索，即共有Mi个核心被评估对象，结构索力数据包括这 Mjg支承索的索力，显然M/】、于被评估对象的数量N。本方法在监测全部Mi根支承索索力 的基础上，增加M2个其他被监测量。
[0136] 增加的M2个其他被监测量仍然是索力，叙述如下：
[0137] 在结构健康监测系统开始工作前，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M2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M2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。
[0138] 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％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（和支承索的索力数据一起 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％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。
[0139] 在本方法中新增加的1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M2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Mi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％根传感索的索力的方法同于索结构的M: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--交代；新增加的M2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，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M1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。
[0140] 综合上述被监测量，整个索结构共有M(M=M1+M2)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N。
[0141] 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。
[0142] 第二步：建立初始力学计算基准模型总。
[0143] 在索结构竣工之时，或者在建立健康监测系统前，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Cci;同时使用常规方法 (查资料或实测）得到索结构所使用的各种材料的物理参数（例如密度）和力学性能参数 (例如弹性模量、泊松比）。
[0144] 在实测计算得到被监测量初始数值向量Cci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、初始索结构支座广义坐 标数据（包括支座关于笛卡尔直角坐标系X、Y、Z轴的空间坐标和角坐标即初始索结构支座 空间坐标数据和初始索结构支座角坐标数据）、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、索结构模态数据、结构应变数据、结构角度测量数据、 结构空间坐标测量数据等实测数据。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。。索结构的初始几何数据可以是所有索的端点的空间坐标数据加上结构上一 系列的点的空间坐标数据，目的在于根据这些坐标数据确定索结构的几何特征。对斜拉桥 而言，初始几何数据可以是所有索的端点的空间坐标数据加上桥梁两端上若干点的空间坐 标数据，这就是所谓的桥型数据。利用支承索的无损检测数据等能够表达支承索的健康状 态的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Clci，用Clci表示索结构（用 初始力学计算基准模型Aci表示）的被评估对象的初始健康状态。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d。的中与支承索相关的各元素数值取0,如果d。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。利用索结构的设计图、竣工图和初始索结构的实测数据、支承索的无损检测数据、 索结构所使用的各种材料的物理和力学性能参数和初始索结构支座广义坐标向量Uci，利用 力学方法（例如有限元法）建立初始力学计算基准模型A。。
[0145] 不论用何种方法获得初始力学计算基准模型A。，基于A。计算得到的索结构计算数 据必须非常接近其实测数据，误差一般不得大于5%。这样可保证利用Aci计算所得的模拟 情况下的索力计算数据、应变计算数据、索结构形状计算数据和位移计算数据、索结构角度 数据、索结构空间坐标数据等，可靠地接近所模拟情况真实发生时的实测数据。模型Aci中支 承索的健康状态用被评估对象初始损伤向量d。表示，模型A。中支座广义坐标用向量U。表 示。由于基于Aci计算得到所有被监测量的计算数值非常接近所有被监测量的初始数值（实 测得到），所以也可以用在Aci的基础上、进行力学计算得到的、A^的每一个被监测量的计算 数值组成被监测量初始数值向量(；。对应于Aci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C。表示。 对应于A。的索结构支座广义坐标数据用初始索结构支座广义坐标向量U。表示；U。和d。是 A。的参数，C。由A。的力学计算结果组成。
[0146] 第三步：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次循环开始时需要的、对应于索结构 的当前初始力学计算基准模型A1ci的索结构支座广义坐标数据组成当前初始索结构支座广 义坐标向量U1ci，第一次建立索结构的当前初始力学计算基准模型A1ci时，UV就等于U^。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A1。的被评估对象的健康状态，d的定义方式与d。的定义方式相同，d\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C1。 表示，向量C1。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--对应，被监 测量当前初始数值向量C1ci表示对应于A\的所有被监测量的具体数值；U1JPd\是A^的 特性参数；(^由A^的力学计算结果组成；第一次循环开始时，A\记为A，建立A1ci的方法 为使A1ci等于A^第一次循环开始时，U\记为U\，建立U1ci的方法为使U等于U^第一次循 环开始时，d1。记为d建立d1。的方法为使d等于d。;第一次循环开始时，C\记为C匕，建 立C1。的方法为使C等于C。。
[0147] 第四步：安装索结构健康监测系统的硬件部分。硬件部分至少包括：被监测量监 测系统（例如含索力测量系统、信号调理器等）、索结构支座广义坐标监测系统（含全站仪、 角度测量传感器、信号调理器等）、信号（数据）采集器、计算机和通信报警设备。每一个 被监测量、索结构的每一个支座广义坐标都必须被监测系统监测到，监测系统将监测到的 信号传输到信号（数据）采集器；信号经信号采集器传递到计算机；计算机则负责运行索 结构的被评估对象的健康监测软件，包括记录信号采集器传递来的信号；当监测到被评估 对象健康状态有变化时，计算机控制通信报警设备向监控人员、业主和（或）指定的人员报 警。
[0148] 第五步：编制并在计算机上安装运行本方法的系统软件，该软件将完成本方法任 务所需要的监测、记录、控制、存储、计算、通知、报警等功能（即本具体实施方法中所有可 以用计算机完成的工作）。
[0149] 第六步：由此步开始循环运作，在结构服役过程中，不断实测计算得到索结构中所 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C。的元素-对应，表示相同被监测量在不同时刻的 数值。
[0150] 在实测得到被监测量当前数值向量C1的同时，实测得到索结构支座广义坐标当前