桥梁检测是桥梁安全的重要保障。现行的桥梁检测主要采用直接量测法,这种方法需要大量的传感器和工作人员,这极大地增加桥梁检测的费用以及检测过程中的安全问题,同时限制桥梁检测的范围,阻碍桥梁检测的发展。为此,一种新型的间接的量测方法应运而生,该方法只需要在检测车上安装传感器,再使检测车一次性通过桥梁即可以提取桥梁的响应信号,进一步获取桥梁的各项模态参数,简便了桥梁检测的工作流程,并为桥梁检测的智能化提供思路。本文采用稀疏分量分析对检测车获取的信号进行处理。将待测桥梁分为若干个单元后,两辆检测车依次运行在每一单元的两个节点上获取桥梁响应信号,利用稀疏分量分析构建桥梁一阶模态振型进而获取桥梁各个单元的刚度。针对两辆检测车识别桥梁单元刚度的方式,从理论推导、数值模拟以及实桥试验进行研究。本文研究内容和成果如下:（1）结合车桥耦合理论提出一种基于稀疏分量分析的桥梁损伤诊断方式。从理论上推导在有外荷载的情况下,停靠在桥梁上的两辆检测车的动力响应以及桥梁接触点的动力响应,表明检测车响应信号与桥梁接触点响应信号之间的关系。在此基础上论证稀疏分量分析方法提取桥梁模态振型的可行性。同时为减少人为因素的干扰,在无监督情况下确定模态阶数,获取一阶模态振型后采用一种改进的直接刚度法得到桥梁单元刚度,能够同时识别桥梁损伤位置和损伤程度,最终以得到的单元刚度建立桥梁有限单元模型,采用桥梁静载试验中施加的工况来获取桥梁各单元截面的挠度,极大地简化了桥梁检测方式。（2）在稀疏分量分析的基础上,提出一种仅利用少量传感器识别桥梁完备模态振型的方法。稀疏分量分析具有位置顺序不确定性,使用少量的检测设备一次性通行测试来构建完备的桥梁模态振型要求正确识别出桥梁各节点的同一阶模态。为避免在构建桥梁模态振型时将两个不同阶数的模态振型组合,在原有稀疏分量分析识别模态振型的流程中增加对单源点进行分组的步骤;进一步根据单源点与频率一一对应的特性,利用带通滤波技术对识别流程进行简化。（3）考虑噪声在散点图原点附近具有很大随机性,提出一种基于最小二乘的聚类方式。一般的聚类方式都是利用样本和样本之间的位置关系进行聚类,这种方式会增加原点附近混乱样本的可信度。基于最小二乘的聚类利用样本与聚类中心和原点所在的直线上的距离平方和作为目标函数,能够减少在散点图原点附近噪声信号的干扰,同时优化单源点的判断标准。（4）利用数值模拟和实桥试验对上述方法进行验证。数值模拟考虑检测车频率和阻尼、桥梁阻尼比和跨度、桥梁单元划分个数、环境噪声和随机车流等因素对新方法识别桥梁单元刚度的影响。实桥试验识别桥梁单元刚度进而计算出施加荷载后的桥梁挠度,并将得到的桥梁挠度结果与静载试验结果进行比较。