截至2020年末,我国已建桥梁达百万座,为世界第一桥梁大国。但随着时间的推移,桥梁将难以避免的发生不同类别的损伤,损伤程度较大时将可能引发重大交通事故,危害人民群众的生命财产安全。因此,如何掌控并保持运营桥梁性能是我国交通系统的重大需求,研究和实施桥梁结构健康监测和安全评定是保障桥梁运营安全的有效技术手段,而识别服役桥梁的损伤则是评价桥梁性能与状态的技术关键。当车桥质量比相对较大时,车桥耦合振动效应不可忽略,结构系统将体现时变振动特性,加上车辆荷载的非平稳性特征,导致较难获取到桥梁准确、稳定的应变模态,因此既有基于应变模态测试方法较难识别时变桥梁的损伤。但基于宏观应变指标的损伤识别方法在时不变桥梁损伤定位及定量中取得了较好效果,并体现了“一专多能”的优势。故本文以简支桥梁为研究对象,结合宏观应变理论,对其时变状态下的行为特征和损伤识别方法展开研究。具体工作如下:（1）对应变类指标和时变桥梁系统的损伤识别研究现状进行了总结分析,基于宏观应变基本理论,在将偏心质量作用下的简支箱型桥梁动态响应分别等效为竖向弯曲响应与扭转响应相互独立的前提下,推导了基于空间梁单元的宏观应变动力学理论,并对时变桥梁宏观应变特征进行了分析。（2）将空间梁单元的宏观应变动力学理论和互相关函数理论相结合,构建了基于宏观应变的互能量密度谱单元幅值矩阵中互相关单元能量积（MASV）的损伤定位指标;基于矩阵中的互相关单元能量积极大值,构造了基于损伤前后单元之间互能量密度谱幅值向量矩阵的互相关单元能量积和的传递率系数（FBMASV）作为损伤定量指标,并给出其明确数学表达式,阐明了该矩阵的物理意义。（3）以小波变换时频分析技术和小波降噪技术为依托,对时变桥梁非平稳信号进行了分析,并提出适用于宏观应变的小波重构分离方法,成功实现了对宏观动静态应变的重构分离研究,为损伤指标应用实桥监测奠定了数据基础。（4）基于损伤指标和小波重构分离方法,建立了适用于时变桥梁的两阶段损伤识别方法,通过ANSYS移动质量仿真和车桥耦合实验,建立了五种不同损伤工况的时变桥梁损伤模型,从不同车桥质量比、偏心荷载、宏观动应变等多方面展开对于损伤指标的影响分析,仿真与实验结果表明:该方法能实现对时变桥梁系统的精准损伤定位和不同损伤程度的定量识别,具有较强的抗噪能力。