随着我国经济与技术的高速发展,在交通基础设施不断完善过程中,越来越多的工程将面对大江、海湾、沟壑等复杂地形地貌条件,一般的中小桥梁不能满足建设需要,而长大跨桥梁的兴建则成为必要,并且长大跨桥梁往往结构复杂、造价昂贵、施工难度大及维护管理困难等特点,使得长大跨桥梁的建设与维护技术同时成为一个国家科学技术的代表。目前,国内诸多长大跨桥梁跨径位列世界前列,如润扬大桥、江阴大桥、青马大桥、苏通大桥等。长大跨桥梁位于重要的交通地段、联系区域经济发展,属于具有重大意义工程。长大跨桥梁遭受的车辆荷载、风荷载、太阳辐射、侵蚀腐蚀等复杂环境作用将导致长大跨桥梁在长期服役后性能劣化和结构损伤等,影响着长大跨桥梁的安全运营与使用寿命。因此,结构健康监测技术已引入到许多长大跨桥梁结构日常运营的监测中,目的是保障桥梁结构在运营期间的安全,及时发现桥梁结构的损伤以及评估桥梁当前的性能状态。长大跨桥梁结构健康监测系统中具有众多传感器与海量的日常监测数据,现有基于振动的损伤识别方法以及各种响应的阈值预警方法等,而许多学者发现温度对长大跨桥梁影响十分显著,而基于监测数据的长大跨桥梁的温度作用分析还十分有限,常常忽略纵向温度梯度的影响,环境温度特别是日照温度引起长大跨桥梁结构中产生各向不均匀的梯度温度,并产生较大的位移变形与结构内的温度应力,其影响甚至超过日常运营车辆荷载的作用,对结构的安全至关重要。因此,本文基于长大跨桥梁结构长期的监测数据对其受到的温度作用及结构安全性能进行分析与评估具有重要的意义。本文的研究内容主要分为以下几部分:首先,分别研究温度对悬索桥箱梁竖向位移、梁端纵向位移、桥塔塔顶位移、吊索索力以及箱梁应变的影响程度。分析桥梁竖向、横向以及沿桥纵向的温度梯度。采用EMD方法对温度应变与车载应变数据分解,探究温度与温度应变短期的线性关系分析,揭示温度、约束应变以及温度引起的位移空间平面关系。并推导结构在线形梯度温度及非线性梯度温度作用下结构中温度应力的计算公式,并定义温度相关总应力概念,并对实桥温度应力及温度相关总应力进行计算与统计分析。然后,依据实际监测数据评估太阳辐射强度,提出太阳辐射影响系数,并改进太阳辐射模型计算公式。考虑沿桥纵向的温度梯度,提出沿桥梁纵向温度分布的模式。对梁端的纵向刚度与粘滞阻尼器减振效果进行分析。通过结合有限元ANSYS对长大跨桥梁的三维温度场与应力进行模拟与分析。最后,通过分析桥梁长期服役过程中频率变化、线形改变评估桥梁性能的劣化程度,采用梁端累积位移评估梁端伸缩缝的性能状态与预计寿命,提出运营过程中承载能力利用率以及温度应力承载能力利用率的计算方法,以评估长大跨桥梁长期服役过程中的安全状态。