桥梁结构健康监测在土木工程中一直是一个备受关注的热点问题。桥梁结构的健康监测通常是基于桥梁结构的动力特性,通过模态参数识别获取结构的模态参数,如固有频率、振型以及阻尼比,然后根据这些模态参数的变化进行损伤识别。然而基于振动的结构健康监测方法所测量的模态参数不仅对损伤敏感,同时也对环境因素敏感,包括温度条件、湿度条件、光照以及风速等环境因素,其中温度是影响结构损伤监测的最主要因素。环境温度影响可能大到足以掩盖由损坏引起的变化,特别是在总是暴露于环境因素的桥梁结构中,这就可能导致结构监测损伤误报和错报的可能性,使得这种方法在实际工程中的应用受到一定的限制,所以在桥梁结构健康监测中,将响应中的温度因素分离出来就变得尤为重要。本文旨在通过有限元模拟和环境模拟实验探究了温度对模态频率的影响,基于协整算法找到多个频率序列之间的协整向量,通过多个序列之间的线性组合过程去除序列之间的共同趋势,从而将温度因素成功的分离出来。本文主要的研究内容如下:1.首先阐述了结构健康监测在桥梁领域的重要地位以及国内外学者研究温度对实际工程中结构模态频率的影响的现状,最后分析分离温度因素在结构健康监测的研究进展。2.为了探究温度变化对桥梁结构模态频率变化的影响关系以及运用协整算法将温度因素分离出来,首先通过有限元模拟对一个钢筋混凝土固结梁在多种不同的温度工况下下进行模态分析,并提取其前四阶模态频率来分析温度对桥梁结构模态频率的影响规律,对这前四阶模态进行协整分析并建立协整方程。通过产生的残差成功的将温度因素对结构频率的改变这个因素剔除,进而可以大大的提高了桥梁结构的损伤识别的准确性,减少误报和错报的可能性。3.为了进一步验证协整理论考虑温度效应的有效性和正确性,通过环境箱实验来验证这一理论。实验以一个两端固结的钢梁为研究对象,在梁上布置多个加速度传感器和温度传感器,并将其置于环境模拟箱中以模拟自然条件下温度的变化,通过对梁在不同温度下的动态测试实验,由模态参数识别方法识别出结构的模态频率,得到频率和温度的变化规律,并验证协整理论的有效性和正确性。