性能参数和力学性能参 数，按照常规物理计算得到所有支承索在初始索结构稳态温度数据向量T ci条件下的索力为 〇时所有支承索的长度、索力为〇时所有支承索的横截面面积以及索力为〇时所有支承索的 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。
[0057] 在实测计算得到初始索结构稳态温度数据向量Tci的同时，也就是在获得索结构稳 态温度数据的时刻的同一时刻，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（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。初始索结构支座角坐标数据组成初始索结构支座角坐标向量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 用的各种材料的随温度变化的物理和力学性能参数、初始索结构支座角坐标向量U。和初始 索结构稳态温度数据向量T。，利用力学方法（例如有限元法）计入"索结构稳态温度数据" 建立初始力学计算基准模型总。
[0058] 不论用何种方法获得初始力学计算基准模型A。，计入"索结构稳态温度数据"（即 初始索结构稳态温度数据向量T ci)、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Clci表示，索结构稳态温度数据用初始索结构稳态温度数据向量?\ 表示。由于基于A ci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"索结构稳态温度数据"就是"初始索 结构稳态温度数据向量Τ/，对应于A ci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。 的索结构支座角坐标数据用初始索结构支座角坐标向量U。表示，T。、U。和d。是A。的参数， C。由A。的力学计算结果组成。
[0059] 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 C tci和"当前初始索结构稳态温度数据向量T \"，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 (；，Atci对应的"索结构稳态温度数据"记为"当前初始索结构稳态温度数据向量T \"，在初 始时刻（也就是第一次建立Atci时），T V就等于T ^，向量Ttci的定义方式与向量T ^的定义方 式相同。对应于索结构的当前初始力学计算基准模型Atci的索结构支座角坐标数据组成当 前初始索结构支座角坐标向量U tci;第一次建立索结构的当前初始力学计算基准模型At。时， U10就等于U。。A 10的评估对象的健康状态与A。的评估对象的健康状态（被评估对象初始损 伤向量Clci表示）相同，在循环过程中A \的评估对象的健康状态始终用被评估对象初始损 伤向量d。表示。T V If。和d。是A t。的参数，C \由A t。的力学计算结果组成。
[0060] 第四步：在索结构服役过程中，按照"本方法的索结构的温度测量计算方法"不断 实测计算获得"索结构稳态温度数据"的当前数据（称为"当前索结构稳态温度数据向量 T t'向量Tt的定义方式与向量T。的定义方式相同）。在实测得到T 1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"。
[0061] 在实测得到1"的同时，：1.实测得到索结构支座角坐标当前数据，所有数据组成当 前索结构实测支座角坐标向量ΙΤ;2.实测得到索结构中所有M i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；3.实 测计算得到所有1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M 1根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Itx，当前支承索两支承端点水平距离向量1\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；4.对新增加的M 2根传感索进 行无损检测，例如超声波探伤、目视检查、红外成像检查，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。
[0062] 第五步：根据当前索结构实测支座角坐标向量Ut和当前索结构稳态温度数据向量 Tt,在必要时更新当前初始力学计算基准模型Atci、当前初始索结构支座角坐标向量U:被监 测量当前初始数值向量Ctci和当前初始索结构稳态温度数据向量T 在第四步实测得到当 前索结构实测支座角坐标向量Ut和当前索结构稳态温度数据向量T 1后，分别比较U IP U TlP T V如果Ut等于U \且T 1等于T V则不需要对4\、1]\、(^。和1^。进行更新，否则需要对 Α\、匕、Ctci和T \进行更新，更新方法按技术方案和权利要求书中规定的步骤进行。
[0063] 第六步：在当前初始力学计算基准模型Atci的基础上按技术方案和权利要求书中 规定的步骤进行若干次力学计算，通过计算获得索结构单位损伤被监测量数值变化矩阵 A C和被评估对象单位变化向量Du，其中，如果该被评估对象是索系统中的一根支承索，那 么就假设该支承索在向量Cl ci表示的该支承索已有损伤的基础上再增加单位损伤（例如 取5%、10%、20%或30%等损伤为单位损伤），如果该被评估对象是一个载荷，就假设该 载荷在向量Cl ci表示的该载荷已有变化量的基础上再增加载荷单位变化（如果该载荷是分 布载荷，且该分布载荷是线分布载荷，载荷单位变化可以取lkN/m、2kN/m、3kN/m或IkNm/ m、2kNm/m、3kNm/m等为单位变化；如果该载荷是分布载荷，且该分布载荷是是面分布载荷， 载荷单位变化可以取lMPa、2MPa、3MPa或lkNm/m 2、2kNm/m2、3kNm/m2等为单位变化；如果该 载荷是集中载荷，且该集中载荷是力偶，载荷单位变化可以取lkNm、2kNm、3kNm等为单位变 化；如果该载荷是集中载荷，且该集中载荷是集中力，载荷单位变化可以取lkN、2kN、3kN等 为单位变化；如果该载荷是体积载荷，载荷单位变化可以取lkN/m 3、2kN/m3、3kN/m3等为单 位变化）。
[0064] 第七步：建立线性关系误差向量e和向量g。利用前面的数据（被监测量当前初 始数值向量C tci、单位损伤被监测量数值变化矩阵△ C)，在第六步进行每一次计算的同时， 即在每一次计算假设被评估对象中只有一个被评估对象的增加单位损伤或载荷单位变化 D uk，每一次计算中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（例如采用有限元法） 计算索结构中所有被监测量的当前数值，每一次计算组成一个被监测量计算当前向量C的 同时，每一次计算组成一个损伤向量d，本步出现的损伤向量d只在本步使用，损伤向量d的 所有元素中只有一个元素的数值取D uk，其它元素的数值取0,损伤向量d的元素的编号规则 与向量Clci的元素的编号规则相同；将GC: AC、Du、d带入式（1)，得到一个线性关系误差 向量e，每一次计算得到一个线性关系误差向量e ;有N个被评估对象就有N次计算，就有N 个线性关系误差向量e，将这N个线性关系误差向量e相加后得到一个向量，将此向量的每 一个元素除以N后得到的新向量就是最终的线性关系误差向量e。向量g等于最终的误差 向量e。
[0065]
⑴
[0066] 式（1)中abs()是取绝对值函数，对括号内求得的向量的每一个元素取绝对值。
[0067] 第八步：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）、索结构支座角坐标监测系统（含角度测量 传感器、信号调理器等）、索结构温度监测系统（含温度传感器、信号调理器等）和索结构 环境温度测量系统（含温度传感器、信号调理器等）、支承索的支承端点的空间坐标监测系 统、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 角坐标、每一个温度、每一根支承索的索力、每一根支承索的支承端点的空间坐标都必须被 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。
[0068] 第九步：将被监测量当前初始数值向量Ctci、单位损伤被监测量数值变化矩阵Δ C、 被评估对象单位变化向量Du参数以数据文件的方式保存在运行健康监测系统软件的计算 机硬盘上。
[0069] 第十步：编制并在计算机上安装运行本方法系统软件，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）
[0070] 第十一步：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:单位 损伤被监测量数值变化矩阵A C、被评估对象单位变化向量Du和被评估对象当前名义损伤 向量d (由所有索当前名义损伤量组成）间存在的近似线性关系（式（2))，按照多目标优化 算法计算被评估对象当前名义损伤向量d的非劣解，也就是带有合理误差、但可以比较准 确地从所有索中确定受损索的位置及其名义损伤程度的解。
[0071]
(2)
[0072] 可以采用多目标优化算法中的目标规划法（Goal Attainment Method)求解式（2) 得到当前损伤向量d。
[0073] 第十二步：利用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 k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。
[0074] d\表示第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时表示其对应的支承索无健康问题，d\ 数值不为〇时表示其对应的支承索是有健康问题的支承索，有健康问题的支承索可能是松 弛索、也可能是受损索，其数值反应了松弛或损伤的程度。
[0075] 第十三步：将被评估对象当前实际损伤向量da中与支承索相关的M1个元素取出， 组成支承索当前实际损伤向量cT，支承索当前实际损伤向量cT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。支承索当前实际损伤向量cT a的第h个元素表示索结 构中第h根支承索的当前实际损伤量，h = 1，2, 3,.......，M1;支承索当前实际损伤向量(Ta 中数值不为〇的元素对应于有健康问题的支承索，通过无损检测方法从这些有健康问题的 支承索中鉴别出受损索，鉴别后那些没有发现损伤的、有健康问题的支承索就是发生了松 弛的索，就是需调整索力的索，就是松弛索，这些需调整索力的索在支承索当前实际损伤向 量cT中所对应的元素数值（例如其中一个元素可用(T ah表示）表示与这些支承索的松弛 程度力学等效的损伤程度，由此就确定了松弛索，具体松弛量的计算方法在下面说明。依据 支承索当前实际损伤向量cT，从有健康问题的支承索中鉴别出松弛索后，剩下的就是受损 索，这些受损索在支承索当前实际损伤向量cT中对应的元素的数值就表示其损伤程度，对 应元素的数值为100 %时表示该支承索彻底丧失承载能力，介于O与100 %之间时表示该支 承索丧失相应比例的承载能力，至此便识别出了受损索及其损伤程度。
[0076] 第十四步：利用在当前索结构稳态温度数据向量Tt条件下的在第十三步获得的 支承索当前实际损伤向量CT得到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，利用在第四步获得的在当前索结构稳态温度数据向量T t条件下的当前索力向量F和当 前支承索两支承端点水平距离向量Itx，利用在第二步获得的在初始索结构稳态温度数据向 量T。条件下的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。，利用当前索结构稳态温度数据向量1^表示的支承索当前稳态温度数 据，利用在第二步获得的在初始索结构稳态温度数据向量T ci表示的支承索初始稳态温度数 据，利用在第二步获得的索结构所使用的各种材料的随温度变化的物理和力学性能参数， 计入温度变化对支承索物理、力学和几何参数的影响，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，具体地可以依据式（3)可 以求得这些索的松弛程度（即索长调整量）。这样就实现了支承索的松弛识别。至此便全 部识别了受损索和松弛索。
(3)
[0077]
[0078] 式⑶中Eth是在索结构的稳态温度数据用当前初始索结构稳态温度数据向量T \ 表示时，第h根支承索的弹性模量，Ath是在索结构的稳态温度数据用当前初始索结构稳态 温度数据向量T tci表示时，第h根支承索的横截面面积，F h是在索结构的稳态温度数据用当 前初始索结构稳态温度数据向量Ttci表示时，第h根支承索的当前索力，（T ah是第h根支承 索的当前实际损伤程度，是在索结构的稳态温度数据用当前初始索结构稳态温度数据 向量T tci表示时，第h根支承索的单位长度的重量，Itxh是在索结构的稳态温度数据用当前初 始索结构稳态温度数据向量T tci表示时，第h根支承索的两个支承端点的水平距离，1 \是 当前支承索两支承端点水平距离向量Γχ的一个元素，当前支承索两支承端点水平距离向 量I tx的元素的编号规则与初始自由长度向量1。的元素的编号规则相同，E \可以根据查或 实测第h根支承索的材料特性数据得到，Ath和ω \可以根据第h根支承索的热膨胀系数、 L、Fh、1；和T t。通过常规物理和力学计算得到。
[0079] 第十五步：健康监测系统中的计算机定期自动或由人员操作健康监测系统生成索 系统健康情况报表。
[0080] 第十六步：在指定条件下，健康监测系统中的计算机自动操作通信报警设备向监 控人员、业主和（或）指定的人员报警。
[0081] 第十七步：回到第四步，开始由第四步到第十七步的循环。
【主权项】
1.精简角位移索力监测问题索载荷识别方法，其特征在于所述方法包括： 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，S卩"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