对于桥梁健康监测,结构分析是基础,模态识别是关键,损伤识别是核心;针对桥梁健康监测的这三个关键问题,本文主要研究内容如下:本文简单介绍结构分析的基本理论,深度剖析桥梁健康监测系统中噪声的来源、产生机理;将噪声进行分类,并探讨不同产生机理噪声的数值仿真方法;编制结构分析程序;为后续的模态识别、损伤识别、以及探究健康监测噪声在模态识别和损伤识别中的误差传播定律打下基础。以现代时频分析技术为切入点,简单介绍两种时频分析技术(WT、HHT)的基本原理,在此基础上对两种时频域的模态识别算法(基于WT模态识别算法、基于HHT模态识别算法)进行了深入的探讨,详细介绍两种算法的识别过程和其中关键问题的处理方法,编制了模态识别程序,并通过两个弹簧质量系统(Kabes’6自由度和Kabes’8自由度)数值仿真算例验证算法的适用性和程序的正确性,并与传统时域算法随机子空间法(SSI)进行对比。在上述基础上,本文简单介绍传统基于模态参数的损伤识别算法,对基于模态参数算法进行了简单评述;详细介绍小波变换和曲率模态结合损伤识别方法的基本理论和识别步骤,并编制损伤识别程序。以MATLAB和SQL server数据库为平台,汇总前述结构分析、模态识别、损伤识别程序,集成开发能够嵌入桥梁健康系统实时运行的监测数据分析集成软件,涵盖了健康监测数据分析整条生态链上的结构分析、传感器优化、模态识别和损伤识别功能;与常规的商业软件对比,有可以实时在线运行,参数调试等特色功能。本文最后利用集成开发的软件平台对一座斜拉桥进行了数值仿真,并利用本文的时频域的两种算法进行模态识别,对比不同噪声水平下模态识别的精度,将识别得到的结果应用于损伤识别,对比三种损伤指标的抗噪性能,验证本文开发的集成软件可靠性和适用性,有望在桥梁结构健康监测系统中发挥重要作用。