桥梁作为公路或城市道路的重要组成部分，是保障交通干线畅通的咽喉。随着服役年限的增长，桥梁结构总是不可避免地出现各种损伤，因此，对桥梁进行周期性损伤诊断，是保证桥梁承载安全和正常服役的必要手段。目前，有限元数值模拟方法在结构损伤分析中得到广泛应用，而建立精确的有限元模型是保证分析结果正确的前提。工程实践表明，基于在役结构的真实损伤状态来修正其理论有限元模型具有良好的适用性与有效性。其中，基于环境激励下的桥梁结构模态参数识别与传统方法相比具有更多的优点，如无需中断交通、节省费用、数据采集方便、安全性好等。因此，开展基于环境激励的桥梁结构有限元模型修正研究，具有重要的理论意义和工程应用价值。
　　本文依托国家自然科学基金，以武汉南湖大桥为工程背景，开展了南湖大桥静动载试验，对南湖大桥的现役状况进行了初步判断，在此基础上，利用该桥梁在环境激励作用下的实测数据，采用随机子空间算法对桥梁结构进行前六阶模态参数识别，根据识别结果，再分别采用一阶优化算法和响应面法对该桥的理论有限元模型进行修正，通过对比两种修正方法的效果提出了建议，为该类桥梁的有限元模型修正提供有益的参考。本文的主要工作及结论如下：
　　(1)开展桥梁现场动静载试验，利用车辆现场加载，获得静力加载工况下主要测点的挠度、应变以及动载试验工况下的自振频率、阻尼比和冲击系数，据此了解结构的损伤情况、实际受力状况及服役状况等，初步判断桥梁结构的整体受力情况及承载力是否满足要求。静动载试验结果表明，经多年服役后主桥刚度偏低。
　　(2)选取关键测点布设传感器，开展南湖大桥现场环境振动测试，连续采集了桥梁结构在环境激励下的加速度时程数据，基于协方差驱动的随机子空间算法和稳定图法识别了南湖大桥的前6阶自振频率，作为有限元模型修正基准值。
　　(3)根据设计文件建立了南湖大桥理论有限元模型，将初始有限元模型计算值与实测值进行了对比。通过参数敏感性分析选择关键修正参数，分别采用一阶优化算法和响应面法对南湖大桥初始有限元模型进行修正，进一步对比分析了两种方法的修正效果，认为以本文依托工程为代表的预应力混凝土连续箱梁桥，选择一阶优化算法更加合适。本文的修正过程可为其他的实际工程提供参考，且修正后的有限元模型能反映桥梁实际服役状态，可作为桥梁后续维护管养及重载交通预警的基础。