桥梁是经济建设和国家发展的重要命脉,也是交通系统中不可或缺的一部分,其健康状态直接决定交通是否可以正常运转。由于桥梁结构与其他结构相比,不仅承担自重、预加应力等永久荷载,而且承担人群、车辆、风等变化较大的动态荷载和偶然荷载,所以其损伤是不可避免的。未被及时发现的损伤逐渐积累,萌生结构性能的劣化,极有可能导致桥梁结构的破坏并发生事故。因此,桥梁结构损伤诊断的研究,具有极其重要的理论研究意义和实际应用价值。悬索桥作为现代大跨桥梁的代表形式,因其优越的受力性能、较长的跨越距离、优美的结构形式被诸多大型工程所选用。但也存在结构形式复杂、构件多样、在各种因素及各类荷载的作用下容易产生损伤的缺点,所以对于悬索桥结构的损伤诊断已经成为国内外研究的热点问题。本文建立了一座1:100的悬索桥试验模型进行静动力试验,通过试验确定挠度、应变、频率等基础数据并与有限元模型对比后修正有限元模型保证其准确性,然后以等效应变法对修正后的有限元模型进行模拟损伤,采集不同损伤数据,以多种方法对其损伤类型、损伤程度进行分析,主要工作如下:(1)调研国内外大跨度悬索桥资料,参考已有桥梁试验模型设计经验,设计并建立一座可模拟各类损伤的悬索桥模型,所有构件均采用钢材制作,满足构件可拆卸、可替换、模型可模拟各种损伤工况、经济性好等条件,并以模型为载体进行损伤识别试验。(2)模型静动力试验。设计试验模型静动力荷载试验方案,安装各类传感器采集试验数据。在无损状态下完成主梁恒载试验并建立有限元模型进行加载对比分析。其次调整模型至未加载状态,并对主梁、吊杆进行不同程度的损伤,重复恒载过程,观察分析试验模型静力响应,完成静力损伤诊断。(3)提出Winger-Vill(简称WVD)交叉项在损伤识别中的应用,借助MATLAB设计时频分析程序,利用ANSYS建立悬臂梁、简支梁两种不同边界的梁式结构有限元模型进行移动质量和冲击的加载,采集各个测点的加速度数据进行分析,验证WVD交叉项可以识别结构损伤。(4)根据静力实测数据修正悬索桥有限元模型,并以有限元模型为研究对象,设计主梁、主缆、吊杆损伤工况,对模型予以一定激励,采集各测点加速度数据,通过设定阈值筛选交叉项能量分布,对比试验模型在有损和无损状态下的交叉项幅值,结果表明WVD交叉项可以较为明确的识别悬索桥结构的损伤位置和损伤程度。