^艮 支承索的索力的測量方法，在后文不再一一交代；對索結(jié)構(gòu)的支承索進行任何測量時，同時 對新增加的M2根傳感索進行同樣的測量，在后文不再--交代；新增加的M2根傳感索除了 不發(fā)生損傷和松弛外，新增加的M2根索的信息量與索結(jié)構(gòu)的支承索的信息量相同，在后文 不再一一交代；新增加的M2根傳感索的索力就是增加的心個其他被監(jiān)測量。在后文建立索 結(jié)構(gòu)的各種力學模型時，將新增加的M 2根傳感索視同索結(jié)構(gòu)的M i根支承索對待，除了提到 支承索的損傷和松弛的場合，在其他場合提到支承索時包括新增加的M2根索。
[0057] 綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M (M = M1+M2)個被監(jiān)測量，M應當不小于核心 被評估對象的數(shù)量加4, M小于被評估對象的數(shù)量。
[0058] 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 示這一編號，j = 1，2, 3,…，M。
[0059] 按照技術(shù)方案規(guī)定的步驟確定"本方法的索結(jié)構(gòu)的溫度測量計算方法"。
[0060] 第二步：建立初始力學計算基準模型A。。
[0061] 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)"（可以用常規(guī)溫度測量方法測量，例如 使用熱電阻測量），此時的"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"用向量T ci表示，稱為初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫 度數(shù)據(jù)向量T。。在實測得到T。的同時，也就是在獲得初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量的時刻 的同一時刻，使用常規(guī)方法直接測量計算得到索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量的初始數(shù)值，組成被 監(jiān)測量初始數(shù)值向量(；。
[0062] 本方法中可以具體按照下列方法在獲得某某（例如初始或當前等）索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫 度數(shù)據(jù)向量的時刻的同一時刻，使用某某方法測量計算得到某某被測量量被監(jiān)測量（例如 索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的數(shù)據(jù)：在測量記錄溫度（包括索結(jié)構(gòu)所在環(huán)境的氣溫、參考平板 的向陽面的溫度和索結(jié)構(gòu)表面溫度）的同時，例如每隔10分鐘測量記錄一次溫度，那么同 時同樣也每隔10分鐘測量記錄某某被測量量被監(jiān)測量（例如索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的 數(shù)據(jù)。一旦確定了獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻，那么與獲得索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時 刻同一時刻的某某被測量量被監(jiān)測量（例如索結(jié)構(gòu)的所有被監(jiān)測量）的數(shù)據(jù)就稱為在獲得 索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)的時刻的同一時刻，使用某某方法測量計算方法得到的某某被測量量 被監(jiān)測量的數(shù)據(jù)。
[0063] 使用常規(guī)方法（查資料或?qū)崪y）得到索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物 理參數(shù)（例如熱膨脹系數(shù)）和力學性能參數(shù)（例如彈性模量、泊松比）。
[0064] 按技術(shù)方案規(guī)定步驟，在實測計算得到初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量Tci的同時， 使用常規(guī)方法實測計算得到索結(jié)構(gòu)的實測計算數(shù)據(jù)。利用索結(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)、支承索的無損檢測數(shù)據(jù)、索結(jié)構(gòu)所使用的各種材料的隨溫度變化的物 理和力學性能參數(shù)和初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T。，利用力學方法（例如有限元法）計 入"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"建立初始力學計算基準模型A。。T。和d。是A。的參數(shù)，C。由A。的 力學計算結(jié)果組成。
[0065] 第三步：在本方法中，字母i除了明顯地表示步驟編號的地方外，字母i僅表示循 環(huán)次數(shù)，即第i次循環(huán)；第i次循環(huán)開始時需要建立的或已建立的索結(jié)構(gòu)的當前初始力學計 算基準模型記為當前初始力學計算基準模型A。A ci和A ^計入了溫度參數(shù)，可以計算溫度變 化對索結(jié)構(gòu)的力學性能影響；第i次循環(huán)開始時，對應于A1ci的"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)"用當 前初始索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T 1。表示，向量T \的定義方式與向量T。的定義方式相同， T1。的元素與T。的元素一一對應；第i次循環(huán)開始時需要的被評估對象當前初始損傷向量 記為d 1。，d1。表示該次循環(huán)開始時索結(jié)構(gòu)A \的被評估對象的健康狀態(tài)，d \的定義方式與d。 的定義方式相同，d1。的元素與d。的元素一一對應；第i次循環(huán)開始時，所有被監(jiān)測量的初 始值，用被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C 1ci表示，向量C 的定義方式與向量C ^的定義方式相 同，C1。的元素與C。的元素--對應，被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C ^表示對應于A i。的所有 被監(jiān)測量的具體數(shù)值；T1c^P d ^是A \的特性參數(shù)；C \由A ^的力學計算結(jié)果組成；第一次 循環(huán)開始時，A1。記為A 建立A1。的方法為使A \等于A。;第一次循環(huán)開始時，T \記為T I 建立T1。的方法為使T \等于T。;第一次循環(huán)開始時，d \記為d 建立d1。的方法為使d \等 于d。;第一次循環(huán)開始時，C \記為C。建立C1。的方法為使C \等于C。。
[0066] 第四步：安裝索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)的硬件部分。硬件部分至少包括：被監(jiān)測量監(jiān) 測系統(tǒng)（例如含索力測量系統(tǒng)、信號調(diào)理器等）、索結(jié)構(gòu)溫度監(jiān)測系統(tǒng)（含溫度傳感器、信 號調(diào)理器等）和索結(jié)構(gòu)環(huán)境溫度測量系統(tǒng)（含溫度傳感器、信號調(diào)理器等）、信號（數(shù)據(jù)） 采集器、計算機和通信報警設(shè)備。每一個被監(jiān)測量、每一個溫度都必須被監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測到， 監(jiān)測系統(tǒng)將監(jiān)測到的信號傳輸?shù)叫盘枺〝?shù)據(jù)）采集器；信號經(jīng)信號采集器傳遞到計算機； 計算機則負責運行索結(jié)構(gòu)的被評估對象的健康監(jiān)測軟件，包括記錄信號采集器傳遞來的信 號；當監(jiān)測到被評估對象健康狀態(tài)有變化時，計算機控制通信報警設(shè)備向監(jiān)控人員、業(yè)主和 (或）指定的人員報警。
[0067] 第五步：編制并在計算機上安裝運行本方法的系統(tǒng)軟件，該軟件將完成本方法任 務(wù)所需要的監(jiān)測、記錄、控制、存儲、計算、通知、報警等功能（即本具體實施方法中所有可 以用計算機完成的工作）。
[0068] 第六步：由此步開始循環(huán)運作，在結(jié)構(gòu)服役過程中，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)的當前數(shù)據(jù)，所有"索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度 數(shù)據(jù)"的當前數(shù)據(jù)組成當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T 1，向量T1的定義方式與向量T ^的定 義方式相同，T1的元素與T。的元素一一對應；在實測向量T1的同時，也就是在獲得當前索結(jié) 構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T 1的時刻的同一時刻，實測得到索結(jié)構(gòu)中所有被監(jiān)測量的當前值，所 有這些數(shù)值組成被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C1，向量C1的定義方式與向量C ^的定義方式相同， C1的元素與Cci的元素一一對應，表示相同被監(jiān)測量在不同時刻的數(shù)值。
[0069] 在實測得到當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1的同時，對新增加的M 2根傳感索進行 無損檢測，例如超聲波探傷、目視檢查、紅外成像檢查，從中鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感 索，依據(jù)被監(jiān)測量編號規(guī)則，從本方法之前出現(xiàn)的按照被監(jiān)測量編號規(guī)則編號的各向量中 去除與鑒別出的出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索對應的元素，在本方法之后出現(xiàn)的各向量和矩陣 中也不再出現(xiàn)與鑒別出的出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索對應的元素，在本方法之后提到傳感索 時不再包括這里被鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索，在本方法之后提到被監(jiān)測量時不再包 括這里被鑒別出出現(xiàn)損傷或松弛的傳感索的索力；從索結(jié)構(gòu)上鑒別出幾根出現(xiàn)損傷或松弛 的傳感索，就將％和M減小同樣的數(shù)量。
[0070] 第七步：在得到當前索結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1后，比較T1和T。如果T 1等于T1ci, 則不需要對A1ciX1c^P T 1Ji行更新，否則需要對當前初始力學計算基準模型A 、當前初始索 結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1c^P被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C ^進行更新，而被評估對象當前 初始損傷向量d1。保持不變，更新方法按技術(shù)方案規(guī)定步驟進行。
[0071] 第八步：按技術(shù)方案規(guī)定步驟，在當前初始力學計算基準模型基礎(chǔ)上，進行 若干次力學計算，通過計算建立單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣A C1和被評估對象單位變 化向量D1ut3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 1。表示的該支承索已有損傷的基礎(chǔ)上再有單位損傷（例如取5%、10%、20%或30% 等損傷為單位損傷），如果該被評估對象是一個支座的一個方向的廣義位移分量，就假設(shè) 該支座在該位移方向在向量d 1。表示的該支座已有廣義位移的基礎(chǔ)上再發(fā)生單位廣義位移 (例如如果該被評估對象是一個支座的X方向的線位移分量，就假設(shè)該支座在X方向有單 位線位移，例如取1mm，如果該被評估對象是一個支座的繞X軸的角位移分量，就假設(shè)該支 座繞X軸有單位角位移，例如取十萬分之一弧度），如果該被評估對象是一個載荷，就假設(shè) 該載荷在向量Cl 1ci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（如果該載荷是 分布載荷，且該分布載荷是線分布載荷，載荷單位變化可以取lkN/m、2kN/m、3kN/m或IkNm/ m、2kNm/m、3kNm/m等為單位變化；如果該載荷是分布載荷，且該分布載荷是是面分布載荷， 載荷單位變化可以取lMPa、2MPa、3MPa或lkNm/m 2、2kNm/m2、3kNm/m2等為單位變化；如果該 載荷是集中載荷，且該集中載荷是力偶，載荷單位變化可以取lkNm、2kNm、3kNm等為單位變 化；如果該載荷是集中載荷，且該集中載荷是集中力，載荷單位變化可以取lkN、2kN、3kN等 為單位變化；如果該載荷是體積載荷，載荷單位變化可以取lkN/m 3、2kN/m3、3kN/m3等為單 位變化）。
[0072] 第九步：建立線性關(guān)系誤差向量e1和向量g \利用前面的數(shù)據(jù)（"被監(jiān)測量當前 初始數(shù)值向量C1/、"單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣△ C1"），在第八步進行每一次計算的 同時，即在每一次計算假設(shè)被評估對象中只有一個被評估對象的增加單位損傷或單位廣義 位移或載荷單位變化的同時，當假設(shè)第k(k = 1，2, 3,......，N)個被評估對象增加單位損傷 或單位廣義位移或載荷單位變化時，每一次計算組成一個損傷向量，用Cl1tk表示該損傷向 量，對應的被監(jiān)測量計算當前向量為C1tk(參見第八步），損傷向量(I1tk的元素個數(shù)等于被評 估對象的數(shù)量，向量(1\的所有元素中只有一個元素的數(shù)值取每一次計算中假設(shè)增加單位 損傷或單位廣義位移或載荷單位變化的被評估對象的單位損傷或單位廣義位移或載荷單 位變化值，Cl1tk的其它元素的數(shù)值取0,那個不為O的元素的編號與假定增加單位損傷或單 位廣義位移或載荷單位變化的被評估對象的對應關(guān)系、同其他向量的同編號的元素同該被 評估對象的對應關(guān)系是相同的；Cl1tk與被評估對象初始損傷向量d。的元素編號規(guī)則相同， (1\的元素與d。的元素是一一對應關(guān)系。將C\ k、C1。、AC1、Cl1tk帶入式（1)，得到一個線性 關(guān)系誤差向量e\，每一次計算得到一個線性關(guān)系誤差向量ebe \的下標k表示第k(k = 1,2, 3,……，N)個被評估對象增加單位損傷或單位廣義位移或載荷單位變化。有N個被評 估對象就有N次計算，就有N個線性關(guān)系誤差向量，將這N個線性關(guān)系誤差向量相加 后得到一個向量，將此向量的每一個元素除以N后得到的新向量就是最終的線性關(guān)系誤差 向量e 1。向量g1等于最終的誤差向量e1。將向量g1保存在運行健康監(jiān)測系統(tǒng)軟件的計算 機硬盤上，供健康監(jiān)測系統(tǒng)軟件使用。
[0073]
⑴
[0074] 第十步：定義當前名義損傷向量d1。和當前實際損傷向量d \ d1。和d 1的元素個數(shù) 等于被評估對象的數(shù)量，d1。和d1的元素和被評估對象之間是一一對應關(guān)系，d 1。和d1的元 素數(shù)值代表對應被評估對象的損傷程度或廣義位移量或載荷變化程度，d1。和d 1與被評估 對象初始損傷向量d。的元素編號規(guī)則相同，d1。的元素、d1的元素與d。的元素是一一對應關(guān) 系。
[0075] 第十一步：依據(jù)被監(jiān)測量當前數(shù)值向量C1同"被監(jiān)測量當前初始數(shù)值向量C Y'、 "單位損傷被監(jiān)測量數(shù)值變化矩陣AC1"和"當前名義損傷向量d1。"間存在的近似線性關(guān) 系，該近似線性關(guān)系可表達為式（2)，按照多目標優(yōu)化算法計算當前名義損傷向量d 1。的非 劣解，也就是帶有合理誤差、但可以比較準確地反映被評估對象的健康狀態(tài)的變化的解?？?以采用多目標優(yōu)化算法中的目標規(guī)劃法（Goal Attainment Method)求解式（2)得到當前 名義損傷向量d1。。
[0076]
(2):
[0077] 第十二步：依據(jù)索系統(tǒng)當前實際損傷向量d1的定義和其元素的定義計算得到當前 實際損傷向量d 1的每一個元素，從而可由d1確定被評估對象的健康狀態(tài)。當前實際損傷向 量d1的第k個元素d \表示第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當前實際健康狀態(tài)。d \表示 第i次循環(huán)中第k個被評估對象的當前實際健康狀態(tài)，如果該被評估對象是索系統(tǒng)中的一 根支承索，那么(1\表示其當前實際損傷，d \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比例的承載能力；如果該被評估對 象是一個支座的一個廣義位移分量，那么Cl 1k表示其當前實際廣義位移數(shù)值。
[0078] 第十三步：健康監(jiān)測系統(tǒng)中的計算機定期自動或由人員操作健康監(jiān)測系統(tǒng)生成索 系統(tǒng)健康情況報表。
[0079] 第十四步：在指定條件下，健康監(jiān)測系統(tǒng)中的計算機自動操作通信報警設(shè)備向監(jiān) 控人員、業(yè)主和（或）指定的人員報警。
[0080] 第十五步：建立標識向量B1，如果標識向量B1的元素全為0,則回到第六步繼續(xù)進 行對索系統(tǒng)的健康監(jiān)測和計算；如果標識向量B 1的元素不全為0,則完成后續(xù)步驟后，進入 下一次循環(huán)。
[0081] 第十六步：計算得到下一次（即第i+Ι次，i = 1，2, 3, 4,…）循環(huán)所需的初始損傷 向量d1+1。的每一個元素0-+1Αα= 1，2,3,……，Ν);第二，在初始力學計算基準模型Α。的基 礎(chǔ)上，對Α。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， 再令索的健康狀況為d1'后得到的就是下一次、即第i+Ι次（i = 1，2, 3, 4，···）循環(huán)所需 的力學計算基準模型Α1+1;下一次（即第i+Ι次，i = 1，2, 3, 4,…）循環(huán)所需的當前初始索 結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)溫度數(shù)據(jù)向量T1'等于T。得到Y(jié)'d1'和T 后，通過力學計算得到A 1+1中所 有被監(jiān)測量的、當前的具體數(shù)值，這些具體數(shù)值組成下一次、即第i+Ι次循環(huán)所需的被監(jiān)測 量當前初始數(shù)值向量C 1'。
[0082] 第十七步：回到第六步，開始由第六步到第十七步的循環(huán)。
【主權(quán)項】
1.精簡索力監(jiān)測受損索載荷廣義位移遞進式識別方法，其特征在于所述方法包括： a.當索結(jié)構(gòu)承受的載荷雖有變化，但索結(jié)構(gòu)正在承受的載荷沒有超出索結(jié)構(gòu)初始許用 載荷時，本方法適用；索結(jié)構(gòu)初始許用載荷指索結(jié)構(gòu)在竣工時的許用載荷，能夠通過常規(guī)力 學計算獲得；本方法統(tǒng)一稱被評估的支座廣義位移分量、支承索和載荷為被評估對象，設(shè)被 評估的支座廣義位移分量的數(shù)量、支承索的數(shù)量和載荷的數(shù)量之和為N，即被評估對象的數(shù) 量為N;確定被評估對象的編號規(guī)則，按此規(guī)則將索結(jié)構(gòu)中所有的被評估對象編號，該編號 在后續(xù)步驟中將用于生成向量和矩陣；本方法用變量k表示這一編號，k= 1，2, 3,…，N; 本方法用名稱"核心被評估對象"專指"被評估對象"中的被評估的支承索和支座廣義位移 分量，設(shè)被評估的支承索和支座廣義位移分量的數(shù)量之和為P，即核心被評估對象的數(shù)量為 P，本方法用名稱"次要被評估對象"專指"被評估對象"中的被評估的載荷；設(shè)索系統(tǒng)中共 有吣根支承索，索結(jié)構(gòu)索力數(shù)據(jù)包括這M:根支承索的索力，本方法在監(jiān)測全部M:根支承索 索力的基礎(chǔ)上，在索結(jié)構(gòu)上人為增加M2根索，稱為傳感索，在索結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測過程中將監(jiān)測 這新增加的M2根傳感索的索力；綜合上述被監(jiān)測量，整個索結(jié)構(gòu)共有M根索的M個索力被監(jiān) 測，即有M個被監(jiān)測量，其中M為吣與M2之和；M應當大于核心被評估對象的數(shù)量，M小于被 評估對象的數(shù)量；新增加的M2根傳感索的剛度同索結(jié)構(gòu)的任意一根支承索的剛度