在我们的日常生活和出行中,桥梁是公路交通不可缺少的重要组成部分,要确保桥梁在其使用寿命内的安全性,就要利用桥梁健康监测系统长期采集的数据,识别出桥梁结构的参数,并通过已识别出的结构参数对桥梁进行安全性评估,从而及时发现桥梁出现的问题,预防重大安全事故的发生。本文主要研究内容:(1)在随机子空间原理的算法上进行了改进,推导出了效率更高的优化算法,避开求解投影矩阵,利用可观测矩阵构造子块矩阵完成模态识别,随后在算例中验证了其效率和准确性,并成功识别海儿洼大桥的模态参数,为在线的模型修正和损伤识别提供基础数据。(2)根据模态参数识别结果修正原始有限元模型,使其频率矩阵在限差内,则可以使修正后的有限元模型模拟桥梁当前的真实状态,通过修正后的有限元模型就可以得到桥梁当前状态的结构参数,从而得知桥梁当前运行状态是否正常。(3)利用修正后的有限元模型,加载实测六轴车,提取关键截面的动应力数据波形,比对动态称重系统所测动应力波形并计算相关系数验证有限元模型准确性,汇总最大动应力和车辆速度、车辆荷载的变化关系,从而对桥梁健康状况进行评估。(4)建立了混凝土桥梁的长期监控评估模型,主要用于分离出监测效应量的显著影响因子,通过减少传感器的数据采集间隔时间,分离出随机性较强的车辆荷载,再根据温度和徐变各自特点选择合适的表达式建立多元回归数学模型,将温度分量和时效分量从监测效应量中分离出来,进而可以对桥梁进行定性的分析与安全性评估。(5)建立了混凝土桥梁的短期预测模型,研究了灰色GM(1,1)模型在桥梁健康监测中的应用,得出了其在预测静应变时的适用条件。