桥梁结构在服役期间由于载荷、环境以及人为等因素的影响,其动力响应信号随时间在不断变化。而动力特性的精确识别对桥梁的有限元建模及受力状态精细分析、结构模型修正及健康监测、抗风抗震设计等有着至关重要的作用。瞬态频率可较好地反映信号瞬态成分的特征,本文针对桥梁结构中的时变响应,在现有信号处理方法基础上采用改进的S变换及时频谱重排技术识别时变结构的瞬时频率。本文的主要工作如下:首先对现有的时频分析方法进行介绍,通过对比说明S变换的优势,S变换更适合分析非平稳信号。S变换的窗宽与频率成反比,窗口的变化趋势是不能改变的。高斯函数表达式不能直接在计算机中使用,因为高斯核有无限的支持,必须被截断为有限的窗口在其边界处引入一个不连续性,这可能会导致后续分析出现误差,从而影响信号参数识别的精确性。文中采用弹性窗口紧支撑核函数代替S变换的固定窗口函数,通过时频集中准则对窗口函数的参数进行优化,目的是提高S变换的时频分辨率和适用性,使得计算更加简单,同时优化核函数中的参数,从而使得时频谱能量聚集性更好。由于时间分辨率和频率分辨率不能同时达到最大,时频的聚集性受到限制。时频图中时频曲线一般较宽,得到的是一个模糊化的时频图。为了更好地得到时间和频率的关系,在时频分析中引入了时频谱重排的方法,用于提高时频的聚集性,并且能有效抵抗噪声的干扰,本文采用动态规划法提取信号脊线,从而识别瞬时频率,在动态规划法中通过增加罚函数在平滑约束下最大限度地利用能量,显著地提高了瞬时频率识别的精度。最后通过数值模拟及索力随时间变化的拉索结构试验,采用文中提出的方法进行结构瞬时频率识别,并与现有的时频分析方法识别的结果进行对比,从而验证其更加精确、有效。