桥梁作为土木工程的重要基础设施之一，是交通生命线系统的重要组成部分，钢筋混凝土桥梁是桥梁结构中最常见的结构形式之一。在大气环境及车辆荷载等因素的短期及长期作用下，混凝土连续梁桥的动力特征具有时变性，往往容易掩盖其真实的损伤状况，产生损伤识别误判。在诸多环境因素中，桥梁的频率、振型等动力特性主要受到温度、湿度和阻尼等宏观环境因素影响。一般认为环境温度对桥梁结构实时动力特性的影响最为显著。如何将健康监测、耐久性分析及承载力评定密切结合，发展多环境因素下的连续梁桥时变动力特征的准确提取及性能演变的精细化模拟，是亟需解决的问题。　　通过对桥梁振动信号的处理，可以从信号中提取完备的有效的信息，用于对桥梁健康状态的判断，对桥梁振动信号的非平稳性分析是至关重要的。信号的非平稳性是表征信号随机性和变化程度的重要特性，对其进行量化评价可为信号分析和模式识别提供有效依据。本文对多种典型的信号整体和局部非平稳度计算方法及其局限进行论证和比较。在此基础上，根据滑动统计分析的思想提出滑动均值、滑动方差以及滑动变异系数的概念和计算方法，力求充分表征信号的时变细节和不同信号的差异。针对不同的机械故障信号和心电信号，对不同算法的平稳度评价能力和适用范围进行分析和比较。结果表明:相对于传统评价方法，基于滑动统计特征的信号非平稳度评价方法具有较突出的理论基础、精度和稳定性。　　本文对多种时频分析方法进行了论述，并比较其优缺点。其中HHT具有较为优越的能力，但其缺乏严格的数学机理。当信号进行时域和频域非平稳性分析的时候，大部分的判定方式并不是需要时域、频域和幅值的三维图而是要投影于时域或者频域的边际谱，以便于诊断机械故障、桥梁损伤以及心脏病状。本文推导了HHT边际谱、能量谱和功率谱与滑动算法和傅里叶变换之间的关系。以正弦白噪声信号和地震波的时域分析和频域分析为例，采用滑动统计算法和傅里叶变换分别与HHT的边际谱进行对比分析，对HHT的表现能力进行了分析和讨论。　　目前关于温度对桥梁频率影响和相关量化统计方法的研究较多，但对多环境因素综合作用下的结构动力性能和时变频率特性的系统研究相对较少。本文利用协整理论能够量化多个非平稳序列之间长期均衡关系的能力，对自然环境下三跨混凝土桥梁模型的长期监测及数据分析，建立了基于协整理论的“温度-湿度-频率”长期均衡模型，研究了温度和湿度对结构频率的综合影响。结果表明该模型具有较好的拟合精度和预测能力，能充分反应环境温度和湿度对结构频率影响的本质特征。基于该协整模型，进一步提出了考虑多环境因素影响的桥梁频率修正模型，有效剔除环境温度和湿度对频率的影响，准确展现结构内因引起的动态特性改变，为桥梁损伤诊断和安全评估提供有效信息。　　钢筋锈蚀引起钢筋的截面面积减少、力学性能的退化以及钢筋与混凝土之间粘结性能的退化，都会对钢筋混凝土构件的力学性能产生不利影响，从而降低了结构或者构件的承载能力。锈蚀钢筋混凝土梁承载力评估是根据材判力学性能、几何尺寸、钢筋腐蚀量等参数、运用承载力评估模型，获得现有结构的承载力，研究服役钢筋混凝土桥梁随着氯盐侵蚀年限的承载力动态变化特征是十分必要的，从而得到氯盐侵蚀下桥梁的性能动态演变，可以对拟建锈蚀环境下混凝土构件的侵蚀演化过程、结构性能退化过程以及基于既定耐久性极限状态的使用寿命进行定量化预计。本文通过有限元软件建立了钢筋混凝土梁的精细化模型，通过修改钢筋截面面接、钢筋力学本构、钢筋与混凝土之间的粘结本构等参数来模拟钢筋锈蚀的影响，对不同锈蚀年线下钢筋混凝土梁进行分线性分析，深入研究锈蚀对钢筋混凝土梁的极限承载能力的影响。