实际桥梁结构由于其裸露的工作环境、复杂的荷载作用和跨越式的结构形式,使得其结构的安全冗余度和可靠性较其它结构形式低。改革开放四十周年来,我国桥梁工程的建设无论在总体规模还是在科技水平上,都已经迈入世界前列。然而据统计分析约有四分之一以上的桥梁都存在结构性缺陷、不同程度结构损伤和功能性失效的隐患。其中的重要桥梁更是急需安全监测、评定和维修加固。为保障结构的安全性、完整性、适用性与耐久性,对服役桥梁结构采用有效的手段进行损伤识别和安全评估显得尤为必要和迫切。基于此,本次研究紧密结合桥梁结构和所服役环境的特点,以时变和非线性结构的工作振动响应处理为出发点,在准确识别时变结构瞬时特征参数的基础上,提出新的损伤指标,并通过数值算例及试验手段验证所提指标的正确性及有效性。本论文旨在桥梁时变结构损伤识别方法上取得一定进展,为更好地研究重大桥梁灾变机理、健康监测和安全评估提供基础和依据,具有较大的理论意义和工程实用价值。本论文的主要研究内容如下:(1)在采用解析模态分解定理将结构的位移响应信号解析地分解为一系列本征函数(intrinsic mode function,IMF)的基础上,通过连续小波变换建立一阶本征函数能量比、一阶本征函数的自功率谱最大值变化比和一阶本征函数多尺度位移曲率能量算子三个新的位置损伤指标来识别结构的损伤位置;(2)在准确识别结构损伤位置的基础上,定义一阶本征函数小波能量变化率、改进的一阶本征函数小波能量变化率和一阶本征函数归一化位移曲率三个时变指标来识别结构的时变损伤并预测结构的损伤演化过程;(3)通过三层剪切型框架结构、简支梁桥和三跨连续梁桥模型的数值算例验证上述损伤指标的有效性和准确性;(4)设计一个时变钢桥试验,用行驶的小车模拟实际情况中的汽车激励。在行驶过程中,通过桥梁模型桥面板上不同位置的质量块掉落来模拟钢梁桥的时变损伤,然后采用动态信号测试分析系统采集响应数据并对其进行分析,从而验证了所提指标的有效性。