移；
[0019]d.根據(jù)索結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實測數(shù)據(jù)、支承索初始健康狀態(tài) 數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始線位移測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測量數(shù) 據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物理和力學(xué)性能 參數(shù)、初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。和前面步驟得到的所有的索結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，建立計入"索 結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"的索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A。，基于A。計算得到的索結(jié)構(gòu)計算 數(shù)據(jù)必須非常接近其實測數(shù)據(jù)，其間的差異不得大于5% ;對應(yīng)于A。的"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù) 據(jù)"就是"初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。";對應(yīng)于A。的被評估對象健康狀態(tài)用被評估對 象初始損傷向量d。表示；對應(yīng)于A。的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值用被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。 表示；第一次建立計入"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"的索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。、 被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。和"當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt。";第一次建立索 結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。時，索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前 初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。就等于索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A。，被監(jiān)測量當(dāng)前初始 數(shù)值向量Ct。就等于被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C";At。對應(yīng)的"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"稱為"當(dāng) 前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"，記為"當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量TV'，第一次建立索 結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。時，Tt。就等于T";At。的被評估對象的初始健康狀態(tài) 與A。的被評估對象的健康狀態(tài)相同，也用被評估對象初始損傷向量d。表示，在后面的循環(huán) 過程中At。的被評估對象的初始健康狀態(tài)始終用被評估對象初始損傷向量d。表示；T。和d。 是A。的參數(shù)，由A。的力學(xué)計算結(jié)果得到的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值與C。表示的所有被監(jiān) 測量的初始數(shù)值相同，因此也可W說C。由A。的力學(xué)計算結(jié)果組成；Tt。和d。是At。的參數(shù)， Ct。由At。的力學(xué)計算結(jié)果組成；
[0020] e.從運(yùn)里進(jìn)入由第e步到第m步的循環(huán)；在結(jié)構(gòu)服役過程中，不斷按照"本方法的 索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法"不斷實測計算獲得"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"的當(dāng)前數(shù)據(jù)，"索結(jié) 構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"的當(dāng)前數(shù)據(jù)稱為"當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"，記為"當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度 數(shù)據(jù)向量r"，向量r的定義方式與向量T。的定義方式相同；
[0021] f.根據(jù)當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r，按照步驟n至巧更新當(dāng)前初始力學(xué)計 算基準(zhǔn)模型At。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tt。； 陽0巧f1.比較r與Tt。，如果r等于Tt。，則At。、Ct。和Tt。保持不變；否則需要按下列步 驟對At"、Ct。和Tt。進(jìn)行更新；
[0023] f2.計算r與T。的差，Tt與T。的差就是當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)關(guān)于初始索結(jié) 構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化，Tt與T。的差用穩(wěn)態(tài)溫度變化向量S表示，S等于Tt減去T。，S表示 索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的變化；
[0024] f3.對A。中的索結(jié)構(gòu)施加溫度變化，施加的溫度變化的數(shù)值就取自穩(wěn)態(tài)溫度變化 向量S，對A。中的索結(jié)構(gòu)施加的溫度變化后得到更新的當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。，更 新At。的同時，Tt。所有元素數(shù)值也用Tt的所有元素數(shù)值對應(yīng)代替，即更新了Tt。，運(yùn)樣就得到 了正確地對應(yīng)于At。的Tt。;更新Ct。的方法是：當(dāng)更新At。后，通過力學(xué)計算得到At。中所有 被監(jiān)測量的、當(dāng)前的具體數(shù)值，運(yùn)些具體數(shù)值組成Ct";At。的支承索的初始健康狀態(tài)始終用 被評估對象初始損傷向量d。表示；
[00巧]g.在當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。的基礎(chǔ)上按照步驟gl至g4進(jìn)行若干次力學(xué) 計算，通過計算獲得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC和被評估對象單位變化向 量D。；
[00%]gl.索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC是不斷更新的，即在更新當(dāng)前初 始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。、被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。和當(dāng)前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù) 向量Tt。之后，必須接著更新索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC和被評估對象單位 變化向量D。；
[0027] g2.在索結(jié)構(gòu)的當(dāng)前初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型At。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計算，計 算次數(shù)數(shù)值上等于所有被評估對象的數(shù)量N，有N個評估對象就有N次計算；依據(jù)被評估對 象的編號規(guī)則，依次進(jìn)行計算；每一次計算假設(shè)只有一個被評估對象在原有損傷或線位移 或載荷的基礎(chǔ)上再增加單位損傷或單位線位移或載荷單位變化，具體的，如果該被評估對 象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么就假設(shè)該支承索在向量d。表示的該支承索已有損傷的基 礎(chǔ)上再增加單位損傷，如果該被評估對象是一個支座的一個方向的線位移分量，就假設(shè)該 支座在該位移方向再增加單位線位移，如果該被評估對象是一個載荷，就假設(shè)該載荷在向 量d。表示的該載荷已有變化量的基礎(chǔ)上再增加載荷單位變化，用Duk記錄運(yùn)一增加的單位 損傷或單位線位移或載荷單位變化，其中k表示增加單位損傷或單位線位移或載荷單位變 化的被評估對象的編號，Duk是被評估對象單位變化向量D。的一個元素，被評估對象單位變 化向量D。的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同；每一次計算中增加單位損傷 或單位線位移或載荷單位變化的被評估對象不同于其它次計算中增加單位損傷或單位線 位移或載荷單位變化的被評估對象，每一次計算都利用力學(xué)方法計算索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測 量的當(dāng)前計算值，每一次計算得到的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前計算值組成一個被監(jiān)測量計算當(dāng) 前向量，被監(jiān)測量計算當(dāng)前向量的元素編號規(guī)則與被監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的元素編號規(guī) 則相同；
[0028] 的.每一次計算得到的被監(jiān)測量計算當(dāng)前向量減去被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量 ct。得到一個向量，再將該向量的每一個元素都除W該次計算所假設(shè)的單位損傷或單位線位 移或載荷單位變化數(shù)值，得到一個被監(jiān)測量單位變化向量，有N個被評估對象就有N個被監(jiān) 測量單位變化向量；
[0029] g4.由運(yùn)N個被監(jiān)測量單位變化向量按照N個被評估對象的編號規(guī)則，依次組成有 N列的索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC;索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩 陣AC的每一列對應(yīng)于一個被監(jiān)測量單位變化向量；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩 陣AC的每一行對應(yīng)于同一個被監(jiān)測量在不同被評估對象增加單位損傷或單位線位移或 載荷單位變化時的不同的單位變化幅度；索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC的列 的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號規(guī)則相同，索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC 的行的編號規(guī)則與M個被監(jiān)測量的編號規(guī)則相同；
[0030] h.在實測得到當(dāng)前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r的同時，實測得到在獲得當(dāng)前索結(jié) 構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量r的時刻的同一時刻的索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的當(dāng)前實測數(shù)值，組成 被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C;被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C和被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量ct。與被 監(jiān)測量初始數(shù)值向量C。的定義方式相同，=個向量的相同編號的元素表示同一被監(jiān)測量在 不同時刻的具體數(shù)值；
[0031] i.定義被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素 個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素和被評估對象之間是 一一對應(yīng)關(guān)系，被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的元素數(shù)值代表對應(yīng)被評估對象的名義損 傷程度或名義線位移或名義載荷變化量；向量d的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號 規(guī)則相同；
[0032] j.依據(jù)被監(jiān)測量當(dāng)前數(shù)值向量C同被監(jiān)測量當(dāng)前初始數(shù)值向量Ct。、索結(jié)構(gòu)單位損 傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC和待求的被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d間存在的近似線性 關(guān)系，該近似線性關(guān)系可表達(dá)為式1，式1中除d外的其它量均為已知，求解式1就可W算出 被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d;
[0034] k.定義被評估對象當(dāng)前實際損傷向量(f，被評估對象當(dāng)前實際損傷向量(f的元素 個數(shù)等于被評估對象的數(shù)量，被評估對象當(dāng)前實際損傷向量cf的元素和被評估對象之間是 一一對應(yīng)關(guān)系，被評估對象當(dāng)前實際損傷向量cf的元素數(shù)值代表對應(yīng)被評估對象的實際損 傷程度或?qū)嶋H線位移或?qū)嶋H載荷變化量；向量cf的元素的編號規(guī)則與向量d。的元素的編號 規(guī)則相同；
[0035] 1.利用式2表達(dá)的被評估對象當(dāng)前實際損傷向量(f的第k個元素da,同被評估對 象初始損傷向量d。的第k個元素d和被評估對象當(dāng)前名義損傷向量d的第k個元素dk間 的關(guān)系，計算得到被評估對象當(dāng)前實際損傷向量cf的所有元素；
[0037]式2中k= 1，2, 3,…….，N，（fk表示第k個被評估對象的當(dāng)前實際健康狀態(tài)，如 果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么Cfk表示其當(dāng)前實際損傷，da,為0時表示無 損傷，為100%時表示該支承索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時表示喪失相應(yīng)比 例的承載能力；如果該被評估對象是一個支座的一個線位移分量，那么cfk表示其當(dāng)前實際 線位移數(shù)值； 陽03引m.回到第e步，開始由第e步到第m步的下一次循環(huán)。
[0039]有益效果：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)首先通過使用傳感器對結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行長期在線監(jiān) 巧。，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)后對其進(jìn)行在線（或離線）分析得到結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，由于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜 性，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)需要使用大量的傳感器等設(shè)備進(jìn)行結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，因此其造價通常 相當(dāng)?shù)母?，可W說造價問題也是制約結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的一個主要問題。另一方面，核 屯、被評估對象（例如斜拉索）的健康狀態(tài)的正確識別是結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的正確識別的不可或 缺的組成部分，甚至是其全部，而次要被評估對象（例如結(jié)構(gòu)承受的載荷）的變化（例如通 過斜拉橋的汽車的數(shù)量和質(zhì)量的變化）的正確識別對索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的正確識別的影 響是微乎其微的，甚至是不需要的。但是次要被評估對象的數(shù)量與核屯、被評估對象的數(shù)量 通常是相當(dāng)?shù)?，次要被評估對象的數(shù)量還常常大于核屯、被評估對象的數(shù)量，運(yùn)樣被評估對 象的數(shù)量常常是核屯、被評估對象的數(shù)量的多倍。在次要被評估對象（載荷）發(fā)生變化時， 為了準(zhǔn)確識別核屯、被評估對象，常規(guī)方法要求被監(jiān)測量（使用傳感器等設(shè)備測量獲得）的 數(shù)量必須大于等于被評估對象的數(shù)量，當(dāng)發(fā)生變化的次要被評估對象的數(shù)量比較大時（實 際上經(jīng)常如此），結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)所需要的傳感器等設(shè)備的數(shù)量是非常龐大的，因此結(jié)構(gòu) 健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價就會變得非常高，甚至高得不可接受。幸好發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在次要被 評估對象（例如結(jié)構(gòu)承受的正常載荷，結(jié)構(gòu)的正常載荷是指結(jié)構(gòu)正在承受的載荷不超過按 照結(jié)構(gòu)設(shè)計書或結(jié)構(gòu)竣工書所限定的結(jié)構(gòu)許用載荷）變化較小時（對于載荷而言就是結(jié)構(gòu) 僅僅承受正常載荷，結(jié)構(gòu)承受的載荷是否是正常載荷，能夠通過肉眼等方法觀察確定，如果 發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)承受的載荷不是正常載荷，那么人為去除、移除非正常載荷后，結(jié)構(gòu)就只承受正常 載荷了），它們所引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的變化幅度（本說明書稱其為"次要響應(yīng)"）遠(yuǎn)小于核屯、被 評估對象的變化（例如支承索受損）所引起的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的變化幅度（本說明書稱其為"核 屯、響應(yīng)"），次要響應(yīng)與核屯、響應(yīng)之和是結(jié)構(gòu)響應(yīng)的總變化（本說明書稱其為"總體響應(yīng)"）， 顯然核屯、響應(yīng)在總體響應(yīng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，基于此發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)在確定被監(jiān)測量數(shù)量時 即使選取稍大于核屯、被評估對象數(shù)量、但遠(yuǎn)小于被評估對象數(shù)量的數(shù)值（本方法就是運(yùn)樣 做的），也就是說即使采用數(shù)量相對少很多的傳感器等設(shè)備，仍然可W準(zhǔn)確獲得核屯、被評估 對象的健康狀態(tài)數(shù)據(jù)，滿足結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測的核屯、需求，因此本方法所建議的結(jié)構(gòu)健康 監(jiān)測系統(tǒng)的造價顯而易見地比常規(guī)方法所要求的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的造價低很多，也就是 說本方法能夠W造價低得多的條件實現(xiàn)對索結(jié)構(gòu)的核屯、被評估對象的健康狀態(tài)的評估，運(yùn) 種益處是對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測技術(shù)能否被采用是舉足輕重的。
【具體實施方式】
[0040] 本方法的實施例的下面說明實質(zhì)上僅僅是示例性的，并且目的絕不在于限制本方 法的應(yīng)用或使用。具體實施時，下列步驟是可采取的各種步驟中的一種。
[0041] 第一步：首先確認(rèn)索結(jié)構(gòu)承受的可能發(fā)生變化的載荷的數(shù)量。根據(jù)索結(jié)構(gòu)所承受 的載荷的特點(diǎn)，確認(rèn)其中"所有可能發(fā)生變化的載荷"，或者將所有的載荷視為"所有可能發(fā) 生變化的載荷"，設(shè)共有JZW個可能發(fā)生變化的載荷，即共有JZW個次要被評估對象。
[0042]設(shè)被評估的支承索和支座線位移分量的數(shù)量之和為P，即核屯、被評估對象的數(shù)量 為P。
[0043]設(shè)索結(jié)構(gòu)的支座線位移分量的數(shù)量、索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量和JZW個"所有可能 發(fā)生變化的載荷"的數(shù)量之和為N，即共有N個被評估對象。給被評估對象連續(xù)編號，該編 號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。 W44]"結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測的應(yīng)變數(shù)據(jù)"可由結(jié)構(gòu)上K個指定點(diǎn)的、及每個指定點(diǎn)的L個 指定方向的應(yīng)變來描述，結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)的變化就是K個指定點(diǎn)的所有應(yīng)變的變化。每次共 有M(M=KXL)個應(yīng)變測量值或計算值來表征結(jié)構(gòu)應(yīng)變信息。
[0045]綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M個被監(jiān)測量，M不小于P加4。
[0046] 為方便起見，在本方法中將"索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測的所有參量"簡稱為"被監(jiān)測量"。給M個被監(jiān)測量連續(xù)編號，該編號在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。本方法用用變量j表 示運(yùn)一編號，j= 1，2, 3,…，M。
[0047]按照技術(shù)方案和權(quán)利要求書中給出的方法，采用包括常規(guī)溫度測量計算方法在內(nèi) 的常規(guī)方法，確定"本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法"。
[0048] 第二步：建立初始力學(xué)計算基準(zhǔn)模型A。。
[0049] 在索結(jié)構(gòu)竣工之時，或者在建立健康監(jiān)測系統(tǒng)前，按照"本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測 量計算方法"測量計算得到"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"（可W用常規(guī)溫度測量方法測量，例如 使用熱電阻測量），此時的"索結(jié)