结构健康监测(SHM)是对工程结构进行损伤识别以及损伤标定的过程,关于桥梁结构的结构健康监测问题一直都是国内外学者亟需解决的热门课题。国内外学者通过监测结构模态参数的变化,可以及时定位结构的损伤位置。本文主要基于视觉测量、工程振动理论和试验模态分析技术,通过数值模拟和实验验证相结合的方式,对桥梁结构的结构健康监测进行研究。其主要工作和成果如下:1.采用视觉振动测量方法,测量简支梁的全场位移,实现了非接触式全场振动测量,降低了成本,拓宽了实验范围,减小了环境的影响。2.介绍了当前的一些信号处理的方法,并对其做了计算机仿真,分析了每一种方法的优劣。在变分模态分解的基础上,引入了排列熵算法,实现了一种自适应降噪算法,通过实验验证了该算法的科学性;最后,针对目前尚未出现一种评价桥梁振动信号降噪的指标,提出了一种相似平滑的新指标,通过实验验证了该指标的准确性。3.结合振动理论,推导出模态节点效应产生的理论原因,并提出了一种模态振型叠加能量算法,消除了模态节点效应,克服了定位多处损伤时出现的幅值“漂移”现象,通过实验验证了该算法的科学性。4.通过实验发现,结构损伤程度与模态振型叠加平均能量差之间存在正相关关系。在开展实际桥梁工程结构健康监测时,可根据平均能量差的大小,计算不同位置损伤程度的大小。本文研究成果不仅可以进行多处损伤定位,同时能够消除模态节点效应,对实际桥梁的结构健康监测起到一定的指导作用。