規(guī)則相同，索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣 AC的行的編號(hào)規(guī)則與M個(gè)被監(jiān)測(cè)量的編號(hào)規(guī)則相同；
[0074] f.實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值，組成被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量 C;被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C和被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。的定義方式相同，兩個(gè)向量的相同 編號(hào)的元素表示同一被監(jiān)測(cè)量在不同時(shí)刻的具體數(shù)值；
[0075] g.定義被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d的元素 個(gè)數(shù)等于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d的元素和被評(píng)估對(duì)象之間是 一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)被評(píng)估對(duì)象的名義損 傷程度或名義廣義位移或名義載荷變化量；向量d的元素的編號(hào)規(guī)則與向量d。的元素的編 號(hào)規(guī)則相同；
[0076] h.依據(jù)被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C同被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。、索結(jié)構(gòu)單位損傷被 監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC和待求的被評(píng)估對(duì)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(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d;
[0077] C=C"+AC?d式 1
[0078] i.定義被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量(f，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量(f的元素 個(gè)數(shù)等于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量cf的元素和被評(píng)估對(duì)象之間是 一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量cf的元素?cái)?shù)值代表對(duì)應(yīng)被評(píng)估對(duì)象的實(shí)際損 傷程度或?qū)嶋H廣義位移或?qū)嶋H載荷變化量；向量cf的元素的編號(hào)規(guī)則與向量d。的元素的編 號(hào)規(guī)則相同；
[0079] j.利用式2表達(dá)的被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量(f的第k個(gè)元素da,同被評(píng)估對(duì) 象初始損傷向量d。的第k個(gè)元素d和被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前名義損傷向量d的第k個(gè)元素dk間 的關(guān)系，計(jì)算得到被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量cf的所有元素；
[0081] 式2中k= 1，2, 3,…….，N，（fk表示第k個(gè)被評(píng)估對(duì)象的當(dāng)前實(shí)際健康狀態(tài)，如 果該被評(píng)估對(duì)象是索系統(tǒng)中的一根支承索，那么Cfk表示其當(dāng)前實(shí)際損傷，da,為0時(shí)表示無(wú) 損傷，為100%時(shí)表示該支承索徹底喪失承載能力，介于0與100%之間時(shí)表示喪失相應(yīng)比 例的承載能力；如果該被評(píng)估對(duì)象是一個(gè)支座的一個(gè)廣義位移分量，那么cfk表示其當(dāng)前實(shí) 際廣義位移數(shù)值；如果該被評(píng)估對(duì)象是一個(gè)載荷，那么cfk表示該載荷的實(shí)際變化量；所W 根據(jù)被評(píng)估對(duì)象當(dāng)前實(shí)際損傷向量cf能夠確定有哪些支承索受損及其損傷程度，確定有哪 些支座發(fā)生了廣義位移及其數(shù)值，確定有哪些載荷發(fā)生了變化及其變化的數(shù)值；至此本方 法實(shí)現(xiàn)了剔除支座廣義位移和載荷變化的影響的、索結(jié)構(gòu)的受損索識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了剔除載荷 變化和支承索健康狀態(tài)變化影響的、支座廣義位移的識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了剔除支座廣義位移和支 承索健康狀態(tài)變化影響的、載荷變化量的識(shí)別；至此本方法w-種有效的、廉價(jià)的方法實(shí)現(xiàn) 了核屯、被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)的準(zhǔn)確識(shí)別；對(duì)次要被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)的識(shí)別結(jié)果偏離 準(zhǔn)確值較多，因此不予采信，在本方法中僅要求正確識(shí)別核屯、被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)；
[00間k.回到第d步，開(kāi)始由第d步到第k步的下一次循環(huán)。
[0083] 有益效果：結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)首先通過(guò)使用傳感器對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行長(zhǎng)期在線監(jiān) 巧。，獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后對(duì)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(cè)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(cè)，因此其造價(jià)通常 相當(dāng)高，因此造價(jià)問(wèn)題是制約結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)主要問(wèn)題。另一方面，核屯、被評(píng) 估對(duì)象（例如斜拉索）的健康狀態(tài)的正確識(shí)別是結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的正確識(shí)別的不可或缺的組 成部分，甚至是其全部，而次要被評(píng)估對(duì)象（例如結(jié)構(gòu)承受的載荷）的變化（例如通過(guò)斜拉 橋的汽車的數(shù)量和質(zhì)量的變化）的正確識(shí)別對(duì)索結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)的正確識(shí)別的影響是微 乎其微的，甚至是不需要的。但是次要被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量與核屯、被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量通常是 相當(dāng)?shù)?，次要被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量還常常大于核屯、被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量，運(yùn)樣被評(píng)估對(duì)象的數(shù) 量常常是核屯、被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量的多倍。在次要被評(píng)估對(duì)象（載荷）發(fā)生變化時(shí)，為了準(zhǔn)確 識(shí)別核屯、被評(píng)估對(duì)象，常規(guī)方法要求被監(jiān)測(cè)量（使用傳感器等設(shè)備測(cè)量獲得）的數(shù)量必須 大于等于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量，當(dāng)發(fā)生變化的次要被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量比較大時(shí)（實(shí)際上經(jīng)常 如此），結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)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(cè) 系統(tǒng)的造價(jià)就會(huì)變得非常高，甚至高得不可接受。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，在次要被評(píng)估對(duì)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(guò)按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)（對(duì)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(guò)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(shuō)明書稱其為"次要響應(yīng)"）遠(yuǎn)小于核屯、被評(píng)估對(duì)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(shuō)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(shuō)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(cè)量數(shù)量時(shí)即使選取 稍大于核屯、被評(píng)估對(duì)象數(shù)量、但遠(yuǎn)小于被評(píng)估對(duì)象數(shù)量的數(shù)值（本方法就是運(yùn)樣做的），也 就是說(shuō)即使采用數(shù)量相對(duì)少很多的傳感器等設(shè)備，仍然可W準(zhǔn)確獲得核屯、被評(píng)估對(duì)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(cè)的核屯、需求，因此本方法所建議的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的造價(jià)顯而易見(jiàn)地比常規(guī)方法所要求的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的造價(jià)低很多，也就是說(shuō)本方法 能夠W造價(jià)低得多的條件實(shí)現(xiàn)對(duì)索結(jié)構(gòu)的核屯、被評(píng)估對(duì)象的健康狀態(tài)的評(píng)估，運(yùn)種益處是 對(duì)結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)能否被采用是舉足輕重的。
【具體實(shí)施方式】
[0084] 本方法的實(shí)施例的下面說(shuō)明實(shí)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。
[0085] 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(gè)可能發(fā)生變化的載荷，即共有JZW個(gè)次要被評(píng)估對(duì)象。
[0086] 設(shè)索結(jié)構(gòu)的支座廣義位移分量的數(shù)量、索結(jié)構(gòu)的支承索的數(shù)量和JZW個(gè)"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(gè)被評(píng)估對(duì)象。給被評(píng)估對(duì)象連續(xù)編號(hào)，該 編號(hào)在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣。
[0087] 設(shè)被評(píng)估的支承索和支座廣義位移分量的數(shù)量之和為P，即核屯、被評(píng)估對(duì)象的數(shù) 量為P，設(shè)被評(píng)估的支座廣義位移分量的數(shù)量為Z，設(shè)被評(píng)估的支承索的數(shù)量為Ml。
[008引"結(jié)構(gòu)的全部被監(jiān)測(cè)的角度數(shù)據(jù)"由結(jié)構(gòu)上K個(gè)指定點(diǎn)的、過(guò)每個(gè)指定點(diǎn)的L個(gè)指 定直線的、每個(gè)指定直線的H個(gè)角度坐標(biāo)分量來(lái)描述，結(jié)構(gòu)角度的變化就是所有指定點(diǎn)的、 所有指定直線的所有指定的角度坐標(biāo)分量的變化。每次共有M(M=KXLXH)個(gè)角度坐標(biāo) 分量測(cè)量值或計(jì)算值來(lái)表征結(jié)構(gòu)的角度信息。
[0089] 綜合上述被監(jiān)測(cè)量，整個(gè)索結(jié)構(gòu)共有M個(gè)被監(jiān)測(cè)量，M不得小于核屯、被評(píng)估對(duì)象的 數(shù)量加4,M小于被評(píng)估對(duì)象的數(shù)量N。
[0090] 為方便起見(jiàn)，在本方法中將"索結(jié)構(gòu)的被監(jiān)測(cè)的所有參量"簡(jiǎn)稱為"被監(jiān)測(cè)量"。給 M個(gè)被監(jiān)測(cè)量連續(xù)編號(hào)，該編號(hào)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(hào)，j= 1，2, 3,…，M。
[0091] 第二步：建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。
[0092] 在索結(jié)構(gòu)竣工之時(shí)，或者在建立健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前，使用常規(guī)方法直接測(cè)量計(jì)算得 到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值，組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。。
[0093] 在得到被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。的同時(shí)，使用常規(guī)方法（查資料或?qū)崪y(cè)）得到索 結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的物理參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)（例如彈性模量、泊松比）。
[0094] 在得到被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。的同時(shí)，使用常規(guī)方法實(shí)測(cè)計(jì)算得到索結(jié)構(gòu)的實(shí) 測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)。索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)計(jì)算數(shù)據(jù)包括支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)索的健康狀態(tài) 的數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)初始幾何數(shù)據(jù)、索力數(shù)據(jù)、拉桿拉力數(shù)據(jù)、初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)、初 始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)集中載荷測(cè)量數(shù) 據(jù)、索結(jié)構(gòu)分布載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)體積載荷測(cè)量數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)模態(tài)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)應(yīng)變數(shù)據(jù)、 結(jié)構(gòu)角度測(cè)量數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。初始索結(jié)構(gòu)支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)指 索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座廣義坐標(biāo)數(shù)據(jù)，索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)指在建立初始 力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。時(shí)，索結(jié)構(gòu)支座相對(duì)于索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀態(tài)下的支座所發(fā)生的廣義位移。 索結(jié)構(gòu)的初始幾何數(shù)據(jù)可W是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上結(jié)構(gòu)上一系列的點(diǎn)的空 間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，目的在于根據(jù)運(yùn)些坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定索結(jié)構(gòu)的幾何特征。對(duì)斜拉橋而言，初始幾 何數(shù)據(jù)可W是所有索的端點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)加上橋梁兩端上若干點(diǎn)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)就 是所謂的橋型數(shù)據(jù)。利用支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)等能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù)據(jù)、索 結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)W及索結(jié)構(gòu)載荷測(cè)量數(shù)據(jù)建立被評(píng)估對(duì)象初始損傷向量 d。（如式（1)所示），用d。表示索結(jié)構(gòu)（用初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。表示）的被評(píng)估對(duì)象 的初始健康狀態(tài)。如果沒(méi)有支承索的無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)及其他能夠表達(dá)支承索的健康狀態(tài)的數(shù) 據(jù)時(shí)，或者可W認(rèn)為結(jié)構(gòu)初始狀態(tài)為無(wú)損傷無(wú)松弛狀態(tài)時(shí)，向量d。的中與支承索相關(guān)的各 元素?cái)?shù)值取0 ;如果沒(méi)有索結(jié)構(gòu)支座初始廣義位移測(cè)量數(shù)據(jù)或者可W認(rèn)為索結(jié)構(gòu)支座初始 廣義位移為0時(shí)，向量d。的中與索結(jié)構(gòu)支座廣義位移相關(guān)的各元素?cái)?shù)值取0 ;如果d。的某 一個(gè)元素對(duì)應(yīng)的被評(píng)估對(duì)象是某一個(gè)載荷，本方法中取d。的該元素?cái)?shù)值為0，代表運(yùn)個(gè)載荷 的變化的初始數(shù)值為0。利用索結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖、竣工圖和初始索結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、支承索的 無(wú)損檢測(cè)數(shù)據(jù)和索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的物理和力學(xué)性能參數(shù)，利用力學(xué)方法（例如有 限元法）建立初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。。
[0095] 不論用何種方法獲得初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。，基于A。計(jì)算得到的索結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù) 據(jù)必須非常接近其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，誤差一般不得大于5%。運(yùn)樣可保證利用A。計(jì)算所得的模擬 情況下的索力計(jì)算數(shù)據(jù)、應(yīng)變計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)形狀計(jì)算數(shù)據(jù)和位移計(jì)算數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)角度 數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)等，可靠地接近所模擬情況真實(shí)發(fā)生時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。模型A。中 支承索的健康狀態(tài)用被評(píng)估對(duì)象初始損傷向量d。表示。由于基于A。計(jì)算得到所有被監(jiān)測(cè) 量的計(jì)算數(shù)值非常接近所有被監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值（實(shí)測(cè)得到），所W也可W用在A。的基礎(chǔ) 上、進(jìn)行力學(xué)計(jì)算得到的、A。的每一個(gè)被監(jiān)測(cè)量的計(jì)算數(shù)值組成被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。。 對(duì)應(yīng)于A。的被評(píng)估對(duì)象健康狀態(tài)用被評(píng)估對(duì)象初始損傷向量d。表示；對(duì)應(yīng)于A。的所有被 監(jiān)測(cè)量的初始數(shù)值用被監(jiān)測(cè)量初始數(shù)值向量C。表示。d。是A。的參數(shù)，C。由A。的力學(xué)計(jì)算 結(jié)果組成。
[0096] 第=步：在索結(jié)構(gòu)服役過(guò)程中，實(shí)測(cè)得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測(cè)量的當(dāng)前實(shí)測(cè)數(shù)值， 組成"被監(jiān)測(cè)量當(dāng)前數(shù)值向量C"。
[0097] 第四步：在初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，通過(guò)計(jì)算獲 得索結(jié)構(gòu)單位損傷被監(jiān)測(cè)量數(shù)值變化矩陣AC和被評(píng)估對(duì)象單位變化向量D。。具體方法為： 在索結(jié)構(gòu)的初始力學(xué)計(jì)算基準(zhǔn)模型A。的基礎(chǔ)上進(jìn)行若干次力學(xué)計(jì)算，計(jì)算