随着我国交通网络的飞速发展,桥梁已成为公路与铁路建设中不可或缺的一环。但由于桥梁结构长期暴露于复杂的自然环境中,使得传感器采集数据受到各类环境因素影响,其中温度因素对桥梁结构振动特性的影响最为显著。同时对结构状态改变更加敏感的应变模态参数的识别也逐渐被重视,可现有关于温度影响和应变模态参数识别的研究仍存在一定局限性,因此开展考虑温度效应的应变模态参数识别研究,论文主要工作内容包括:1)总结了模态参数识别、应变模态分析方法以及温度效应对结构动力特性影响的相关研究和现有研究局限之处,并以此确定研究目标及主要研究内容;2)简要介绍了某大跨度悬索桥应变和温度监测系统的组成,对比分析了较长时间段内的环境温度、结构温度和应变数据间的变化规律。发现桥梁实测应变数据极易受到温度因素变化的影响,且与温度数据呈显著的相关线性关系,其中拟合线性方程的斜率同季节温度的变化而改变;3)分别采用Hilbert边际谱与Fre?chet距离的频域分离方法和基于线性回归方程的时域分离方法对仿真数据和实测应变数据进行温度效应分离,并对处理后的数据采用探索性数据分析方法进行有效数据的判断及筛选。结果表明频域内的分离方法能更为彻底的分离应变数据中的温度效应成分;4)推导了应变模态响应模型、桁架结构的应变模态、应变模态的随机子空间等应变模态相关理论依据。证明了由节点位移表示的单元轴向应变可正交分解为任意两个垂直方向上的应变分量,通过简支桁架梁有限元模型验证了应变模态的协方差随机子空间模态识别方法的有效性,并归纳总结了桁架杆件轴向应变数据的模态识别方法;5)通过协方差随机子空间方法,对某大跨度悬索桥分离温度效应的应变数据进行应变模态参数识别,得到频率和对应振型,结果表明频域内分离温度效应方法所得有效动应变数据模态参数识别结果更好。对不同时间尺度下未分离温度效应数据所得频率和温度关系研究可知,大桥主梁频率变化与温度波动在统计意义上无显著相关性,但温度波动对主梁各阶频率变化幅度有较大影响,且低阶频率变化幅度较高阶频率对温度更加敏感,因此对原始应变数据进行温度效应分离是十分必要的。