随着我国高速铁路的迅猛发展,高速铁路桥梁的运营安全逐渐受到国内外学者的关注。高速列车行驶速度较快,对桥梁结构的动力作用远大于普通铁路桥梁,对高速铁路桥梁的平顺性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。桥梁结构主梁竖向挠度是评价桥梁适用性和安全性的重要指标之一,是桥梁结构在不同因素影响下的综合响应,包含着结构损伤的特征信息。因此,有必要对大胜关大桥这一类特殊桥型的主梁竖向挠度开展长期监测与安全评估。本文以南京大胜关大桥主梁竖向挠度为研究对象,对不同因素影响下的挠度特性进行了研究,同时提出了一种主梁竖向刚度性能退化预警的新方法。本文主要工作和成果如下:(1)基于主梁竖向挠度长期监测数据开展了不同因素影响下的挠度特性分析。分析结果表明:主梁挠度变化主要由环境温度和列车荷载引起,主梁在长期温差和短期温差作用下的挠度与主梁温度之间都存在着较强的相关性;利用小波变换的多尺度分解方法,可以对挠度进行荷载效应分离;在长期温差作用下,日均温度挠度与主梁温度之间存在较强的线性相关性。温度升高,主梁不同测点均表现出上拱趋势,不同测点的日均温度挠度之间存在较强的空间线性相关性;对列车荷载进行工况识别后,不同工况下单次列车过桥时的挠度特性不同;(2)基于荷载效应分离后的挠度数据对影响列车挠度峰值的因素进行了分析,同时对不同工况下列车挠度峰值的概率统计特性进行了研究。分析结果表明:列车挠度峰值与主梁温度之间存在明显的相关性。主跨列车挠度峰值随温度升高而减小;边跨跨中列车挠度峰值随温度升高而增加;列车挠度峰值受列车车速影响较小;列车编组数和行驶方向对列车挠度峰值有影响,上下游对于列车挠度峰值影响较小;多车交汇工况下列车挠度峰值数据离散程度最大;不同工况下列车挠度下挠峰值和上拱峰值需要用不同的概率密度函数进行拟合。8节列车编组情况下的列车挠度峰值均可以通过t Location-Scale分布或正态分布较好地拟合;对于非对称情况的列车挠度峰值来说,需要使用极值分布或广义极值分布进行拟合;(3)基于北京侧主跨跨中的挠度监测数据进行了时间序列分析,并在此基础上结合均值控制图法建立了主梁竖向刚度性能退化预警方法。分析结果表明:大胜关大桥的挠度数据是一组时间序列,可以对其进行时间序列分析预测挠度发展规律;实测得到的挠度数据存在条件异方差现象,选择ARMA-GARCH模型建模分析可以取得较高精度;预测模型的短期预测精度和趋势的拟合程度相对较高,随着时间增加预测精度逐渐降低。利用时序模型对挠度进行预测具有可行性;均值控制图法可以较好地识别出挠度数据的异常变化,将时间序列分析预测挠度和均值控制图法结合,可以提前判断出主梁竖向刚度是否出现退化,从而建立基于挠度监测数据的竖向刚度性能退化预警系统。