桥梁结构在运营期间受到多种外界荷载及作用的影响,对于大跨径钢结构斜拉桥,由于其属于多次超静定的结构体系且钢材具有良好导热性,在温度作用下其结构的变形和内力等响应均不可忽视,有时甚至能超过车辆荷载引起的结构响应。在对大跨径钢结构斜拉桥进行技术状态评估与预警时,为了避免结构在车辆荷载下的真实响应被温度响应“淹没”,应将各种结构响应中的温度效应进行合理剔除。由温度作用引起的结构响应使得总响应的变化变得复杂,因此掌握结构响应随温度作用的变化规律具有重要意义。本文以南京长江第三大桥为工程背景桥,基于其结构长期监测系统中的实测数据,以主梁挠度的温度效应为主要研究对象,对主梁挠度和温度作用进行统计,分析其变化规律,考察温度作用对主梁挠度的影响。其次,基于ABAQUS软件建立了钢箱梁节段的有限元模型,对钢箱梁在日照温度作用下的温度效应进行模拟分析;基于MIDAS/Civil软件建立了背景桥全桥模型,对主梁挠度在各类温度作用下的温度敏感性进行分析。然后,基于多尺度分析方法,结合主梁挠度的时间多尺度特性,在年、季节和日周期上对主梁挠度的温度效应进行了有效分离,并利用多折线模型实现了对晴朗天气下考虑太阳辐射作用的主梁挠度日温度效应与大气温度的定量拟合。最后,结合温度作用对主梁挠度敏感性的有限元分析结果,以时刻、大气温度和钢箱梁竖向温差为输入,主梁挠度日温度效应为输出,构建了人工神经网络实现对主梁挠度日温度效应的拟合与预测。