本文首先从力学与数学的角度对多年来许多学者进行损伤检测研究的方法进行了分类与比较,在此基础上提出了本文研究工作的重点:从结构非线性动力特性的角度出发对结构的损伤检测进行试验和理论分析。本文主要的研究对象(损伤检测研究的对象)是城市钢筋混凝土桥梁及预应力混凝土桥梁结构,对于这两种工程中常用的桥梁结构采用两种途径进行了研究,数值模拟和试验:数值模拟研究针对单自由度结构和简支梁模型进行的,单自由度和简支梁的损伤主要体现在裂缝的形成与扩展方面,假定在动力荷载作用下结构的裂缝可以处于两种状态:裂缝张开状态和裂缝闭合状态。结构的开裂区域可以用非线性单元来模拟,这样的非线性单元具有这样的特点:当结构的裂缝处于张开状态下,其刚度比较小,当结构的裂缝处于闭合状态下,开裂部分结构的刚度等于结构开裂前的刚度。在此假定基础上,分别将激励频率等于结构基频的简谐形激励、激励频率等于结构基频之半的简谐形激励和锤击激励输入结构,而后比较了损伤前后结构在相同激励下的位移响应、速度响应、加速度响应、加加速度响应和位移积分响应。结果表明:结构的位移积分响应对本文假定的损伤情况最敏感。因此,就此类损伤而言,可以考虑用位移积分这一新的损伤指标对结构的损伤进行检测和分析。在数值模拟研究方面,本文就单自由度结构设计了四种恢复力与位移关系曲线,分别代表结构损伤前的状态和三种不同等级的损伤状态。将三种激励形式:激励频率等于结构基频的简谐形激励、激励频率等于结构基频之半的简谐形激励和锤击激励分别施加在这四种模型上,通过计算得到四种模型的位移响应,进而得到位移积分响应。而后,在每种激励形式下,比较了损伤前和不同损伤程度下结构的位移积分响应。结果表明:在三种激励形式下,随结构损伤程度增加,结构的位移积分响应都呈下降趋势。文中也进一步研究了位移积分与结构损伤程度之间的定量关系。在理论研究方面,主要是采用以下方法进行的:直接刚度法(DSC)和非线性动力特性法。直接刚度法是一种基于线弹性动力特性的损伤检测方法,应用这一方法对论文中的普通钢筋混凝土简支梁和无粘结预应力钢筋混凝土梁的模态试验数据进行了分析,分析结果表明,这一方法在论文中的试验条件下可以比较准确地识别出沿结构长度分布的刚度变化情况,从而可以为桥梁结构的加固提供一些有用的数据。