初始数值向量 Ctci得到一个向量，再将该向量的每一个元素都除以该次计算所假设的单位损伤或载荷单位 变化数值，得到一个被监测量单位变化向量，有N个被评估对象就有N个被监测量单位变化 向量；
[0111] g4.由这N个被监测量单位变化向量按照N个被评估对象的编号规则，依次组成 有N列的索结构单位损伤被监测量数值变化矩阵△ C ;索结构单位损伤被监测量数值变化 矩阵AC的每一列对应于一个被监测量单位变化向量；索结构单位损伤被监测量数值变化 矩阵AC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；索结构单位损伤被监测量数值变化矩阵AC的列的编号规则 与向量Cl ci的元素的编号规则相同，索结构单位损伤被监测量数值变化矩阵△ C的行的编号 规则与M个被监测量的编号规则相同；
[0112] h.在实测得到当前索结构实测支座广义坐标向量Ut的同时，实测得到索结构的所 有被监测量的当前实测数值，组成被监测量当前数值向量C ;被监测量当前数值向量C和被 监测量当前初始数值向量Ctci与被监测量初始数值向量C ^的定义方式相同，三个向量的相 同编号的元素表示同一被监测量在不同时刻的具体数值；在实测得到被监测量当前数值向 量C的同一时刻，实测得到索结构中所有M 1根支承索的索力数据，所有这些索力数据组成 当前索力向量F，向量F的元素与向量F。的元素的编号规则相同；在实测得到被监测量当前 数值向量C的同一时刻，实测计算得到所有乂根支承索的两个支承端点的空间坐标，两个 支承端点的空间坐标在水平方向分量的差就是两个支承端点水平距离，所有支承索的两个 支承端点水平距离数据组成当前支承索两支承端点水平距离向量，当前支承索两支承端点 水平距离向量的元素的编号规则与初始索力向量F。的元素的编号规则相同；
[0113] i.定义被评估对象当前名义损伤向量d，被评估对象当前名义损伤向量d的元素 个数等于被评估对象的数量，被评估对象当前名义损伤向量d的元素和被评估对象之间是 一一对应关系，被评估对象当前名义损伤向量d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；向量d的元素的编号规则与向量d。的元素的编号规则相同；
[0114] j.依据被监测量当前数值向量C同被监测量当前初始数值向量C:索结构单位损 伤被监测量数值变化矩阵A C和待求的被评估对象当前名义损伤向量d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d外的其它量均为已知，求解式1就可以算出 被评估对象当前名义损伤向量d ;
[0115]
[0116] k.定义被评估对象当前实际损伤向量da，被评估对象当前实际损伤向量da的元素 个数等于被评估对象的数量，被评估对象当前实际损伤向量d a的元素和被评估对象之间是 一一对应关系，被评估对象当前实际损伤向量da的元素数值代表对应被评估对象的实际损 伤程度或实际载荷变化量；向量d a的元素的编号规则与向量d。的元素的编号规则相同；
[0117] 1.利用式2表达的被评估对象当前实际损伤向量da的第k个元素 d\同被评估对 象初始损伤向量d。的第k个元素 d Α和被评估对象当前名义损伤向量d的第k个元素 d ,间 的关系，计算得到被评估对象当前实际损伤向量da的所有元素；
[0118]
[0119] 式2中k = 1，2, 3,…….，N，d\表示第k个被评估对象的当前实际健康状态，(1\为 0时表示第k个被评估对象无健康问题，(1\数值不为0时表示第k个被评估对象是有健康 问题的被评估对象，如果该被评估对象是索系统中的一根支承索，那么(1\表示其当前健康 问题的严重程度，有健康问题的支承索可能是松弛索、也可能是受损索，(1\数值反应了该支 承索的松弛或损伤的程度；从这些有健康问题的支承索中鉴别出受损索，剩下的就是松弛 索，被评估对象当前实际损伤向量d a中与松弛索对应于的元素数值表达的是与松弛索松弛 程度力学等效的当前实际等效损伤程度；如果该被评估对象是一个载荷，那么(1\表示该载 荷的实际变化量；鉴别出松弛索后，利用被评估对象当前实际损伤向量d a表达的这些松弛 索的、与其松弛程度力学等效的当前实际等效损伤程度，利用在第f步获得的当前索力向 量F和当前支承索两支承端点水平距离向量，利用在第b步获得的支承索的初始自由长度 向量、初始自由横截面面积向量和初始自由单位长度的重量向量、初始索力向量F。，利用在 第b步获得的索结构所使用的各种材料的物理和力学性能参数，通过将松弛索同受损索进 行力学等效来计算松弛索的、与当前实际等效损伤程度等效的松弛程度，力学等效条件是： 一、两等效的索的无松弛和无损伤时的初始自由长度、几何特性参数、密度及材料的力学特 性参数相同；二、松弛或损伤后，两等效的松弛索和损伤索的索力和变形后的总长相同；满 足上述两个力学等效条件时，这样的两根支承索在索结构中的力学功能就是完全相同的， 即如果用等效的松弛索代替受损索后，索结构不会发生任何变化，反之亦然；依据前述力学 等效条件求得那些被判定为松弛索的松弛程度，松弛程度就是支承索自由长度的改变量， 也就是确定了那些需调整索力的支承索的索长调整量；这样就实现了支承索的松弛识别和 损伤识别；本方法将受损索和松弛索统称为有健康问题的支承索，简称为问题索，所以根据 被评估对象当前实际损伤向量d a能够确定核心被评估对象的健康状态；
[0120] m.回到第e步，开始由第e步到第m步的下一次循环。
[0121] 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】
[0122] 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。
[0123] 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。
[0124] 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。
[0125] 设索系统中共有吣根支承索，即共有M i个核心被评估对象。
[0126] "结构的全部被监测的应变数据"可由结构上K个指定点的、及每个指定点的L个 指定方向的应变来描述，结构应变数据的变化就是K个指定点的所有应变的变化。每次共 有M(M = KXL)个应变测量值或计算值来表征结构应变信息。
[0127] 综合上述被监测量，整个索结构共有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。
[0128] 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。
[0129] 第二步：建立初始力学计算基准模型A。。
[0130] 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（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），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(；。
[0131] 在实测计算得到被监测量初始数值向量Cci的同一时刻，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、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CU如式（1)所示），用Cl ci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U。，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。。
[0132] 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，利 用其中的支承索的弹性模量数据组成支承索初始弹性模量向量Eci;在得到被监测量初始数 值向量Cci的同一时刻，直接测量计算得到所有支承索的初始索力，组成初始索力向量Fci;依 据索结构设计数据、竣工数据得到所有支承索在自由状态即索力为〇时的长度、在自由状 态时的横截面面积和在自由状态时的单位长度的重量，依次组成支承索的初始自由长度向 量1。、初始自由横截面面积向量A。和初始自由单位长度的重量向量ω。，支承索初始弹性模 量向量Ε。、支承索的初始自由长度向量1。、初始自由横截面面积向量Α。和初始自由单位长 度的重量向量ω。的元素的编号规则与初始索力向量F。的元素的编号规则相同。
[0133] 不论用何种方法获得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，误差一般不得大于5%。这样可保证利用A ci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A ci中支 承索的健康状态用被评估对象初始损伤向量d。表示。由于基于A。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A ci的基础上、 进行力学计算得到的、Aci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C ^。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。
[0134] 第三步：第一次建立当前初始力学计算基准模型Atci、被监测量当前初始数值向量 Ctci和"当前初始索结构支座广义坐标向量U \"，具体方法是：在初始时刻，即第一次建立当 前初始力学计算基准模型Atci和被监测量当前初始数值向量C \时，A V就等于A μ CV就等于 (；，对应于索结构的当前初始力学计算基准模型Atci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IT。，第一次建立索结构的当前初始力学计算基准模型A tci时，Utci 就等于U。。A10的评估对象的健康状态与A。的评估对象的健康状态（被评估对象