由于外部载荷、环境作用、灾害以及人为作用等因素的影响,实际桥梁结构在服役期间将会出现损伤现象,从而导致结构性能下降。因此,为保障桥梁结构的安全性、完整性、适用性和耐久性,减少人员伤亡和财产损失,对在役桥梁结构采取有效的手段进行结构健康监测和安全评估显得十分必要和迫切,同时也具有较大的社会价值和经济效益。基于此,本次研究紧密结合桥梁结构和所服役环境的特点,运用小波能量相关理论,首先探测出结构损伤过程中动力特征参数的变化,其次根据这些变化的特征参数构造出可靠的损伤指标,最后通过数值模拟算例及动力试验来验证所提指标的可行性与准确性。本论文旨在桥梁结构时变损伤识别及损伤演化趋势追踪方法上取得一定进展,为更好地研究重大桥梁灾变机理、健康监测和安全评估提供基础和依据,具有较大的理论意义和工程实用价值。本论文的主要研究内容如下:(1)首先采用解析模态分解定理提取结构加速度响应信号中的各阶本征分量,然后通过小波变换和小波包变换计算小波系数从而构建小波总能量变化、改进的小波包能量曲率差和小波功率谱熵指标,最终达到定位结构损伤和识别损伤程度的目的。(2)在成功判断损伤位置的基础上,从损伤位置附近处的加速度响应信号出发,结合快速独立成分分析(Fast Independent Component Analysis,FastICA),构造小波能量变化率指标;另外,基于结构的位移响应并利用主成分分析方法计算模态振型,从而构造出瞬时模态曲率指标,最终达到识别时变损伤以及追踪结构损伤演化趋势的目的。(3)通过一个简支梁桥模型的数值算例验证上述指标的可行性与准确性。除此以外,本文设计了一个时变简支钢梁和一个时变简支铝梁实验并分别模拟结构的突变损伤和线性损伤,最终验证了上述时变指标的可行性。