由于材料性能退化与外部损伤的共同影响,在役桥梁经过一定年限的使用运营后,将面临不可忽视的运营期安全风险。对桥梁结构状态进行检测与诊断,是维持桥梁长期正常工作状态的关键。基于荷载试验的桥梁结构检测与诊断方法,因具有方便的检测灵活性与深入的结构状态揭示能力,是目前技术条件下,具有良好可行性、可推广性与投入产出比的桥梁结构检测方法。根据目前的行业规范指导方向与工程实践情况,多数桥梁荷载试验以静力试验为主动力试验为辅,动力检测试验数据未能被充分的利用。但事实上,动力检测试验结果中包含有更全面的桥梁结构信息,可更为细致的反映结构的受力与损伤状态。因此,有必要对桥梁荷载试验中的动力检测试验分支进行进一步的研究。本文以移动车辆荷载激励下的梁式桥车致振动响应数据为研究主体,对基于动力检测试验的梁式桥结构状态检测与诊断方法展开以下研究工作:针对非桥梁结构性因素对梁式桥冲击系数的影响机理与影响规律进行研究。对桥面不平整状况,从空间域因素和频域因素两方面,分别研究冲击系数随桥面不平整状况的变化规律,并分析其影响机理。对试验加载车辆参数,分别从车辆的行驶速度和装载重量两个可控参数角度进行分析,结果显示加载车辆参数对冲击系数的影响非独立,车辆参数会与桥面不平整状况二者相互耦合,共同对冲击系数产生影响。对车队荷载中车辆间距空间分布情况,采用遗传优化算法进行计算分析,结果显示车辆间距在不同区间范围内对冲击系数的具有不同的影响规律。为改善现行桥面不平整度分级法用于冲击系数分析计算的局限性,提出由桥面不平整所引起冲击系数的概率分布模型,并据此概率模型提出新指标——特征冲击系数μfe。通过特征冲击系数,可依据不同保证率表征桥面不平整度等级与其引起的桥梁动力效应增大程度之间的关系,提高现行桥面不平整功率谱密度分级法与桥梁冲击系数之间的相关性。在此基础上,进一步提出考虑桥面平整度退化的冲击系数检测评定方法。该方法以有障碍跑车试验为实施手段,以最差预设不平整度等级的特征冲击系数μfe作为检测目标值,通过在桥面不同位置设置不同尺寸的障碍物来等效模拟不同程度的桥面平整度退化,最终检验桥面不平整等级退化到预设等级后,桥梁冲击系数是否仍然满足设计要求,并针对不同测试结果给出桥梁动力状态的评定建议。提出车队荷载作用下梁式桥冲击系数的预测检验方法,以解决目前桥梁动力检测一般以单辆车跑车激励试验为主,与桥梁实际运营状态的车流荷载存在差异的问题。该方法结合单辆车的跑车试验数据与基于遗传算法设计的最不利冲击系数优化搜索算法,既考虑了现场试验的实测结果,又可避免多辆试验车现场跑车测试难以控制的缺点,而且通过优化算法能够分析预测更多种车辆组合工况,获得各种车队荷载工况下,桥梁冲击系数或结构最大振幅的最不利结果。对梁式桥动力检测结果数据的时频域信号处理方法进行分析研究。根据动力检测信号的降噪需求,编制基于小波系数模相关性的信号降噪算法程序,以提高信号降噪后的局部高频细节保留的完整性。根据实测冲击系数的计算需求,从频域幅值谱比对法低通滤波、时域最小二乘法曲线拟合、时频域经验模态分解三个角度,分别提出移动车辆荷载作用下桥梁实测动位移曲线的动、静分量分离方法,三种方法计算角度不相互关联,可独立用于实测冲击系数计算的数据前处理,也可同时使用以相互验证,降低算法误差对检测结果产生的影响。针对传统频域变换法识别密集分布模态参数分辨率不足的问题,给出基于最优复Morlet小波变换的梁式桥密集模态参数时频域识别方法,该方法通过对复Morlet小波函数依据目标分辨率约束条件和最小Shanoon信息熵约束条件进行最优化参数设计,可在不增加有效信号长度的前提下提高信号分析的频域分辨率。针对梁式桥动力检测试验框架内的实用损伤状态诊断方法进行研究。在动力检测试验中常用的跑车激振试验基础上,以梁式桥动位移检测结果作为源数据,提出基于信号奇异性小波刻画的梁式桥损伤状态诊断方法,此方法利用小波系数模极大值迹线分布情况识别损伤位置,通过损伤位置处的Lipschitz奇异性指数量化损伤程度。同时,针对桥面不平整状况、试验车辆参数、信号采集位置等梁式桥动力检测试验中主要可变因素对损伤状态诊断效果的影响进行分析讨论,并给出提高损伤诊断准确性的检测试验实施建议。