近年来，大跨径预应力混凝土梁桥以其独特的优点在桥梁建设中得到快速发展，但是其服役期间的下挠问题，已经严重影响桥梁结构的安全性和适用性。挠度反映了桥梁结构的整体特性，是桥梁健康状况评定中至关重要的参数之一。然而，健康监测系统所获得的总挠度是由车辆荷载、温度作用、预应力损失和混凝土收缩徐变等因素引起的挠度总和。准确得到桥梁在各单项因素作用下的挠度特性，可以促进桥梁安全性能和工作性能的评估，为梁桥设计理论改进、总挠度信号分离技术研究、健康监测系统开发以及传感器设置研究创造条件。目前，在各个单项因素作用下的桥梁挠度通常是采用数值模拟，实测数据欠缺，对挠度特性及挠度成因分析研究等造成一定的困难。在实际工程应用中，运营车辆荷载存在时变性和随机性，箱梁竖向温度梯度模式的复杂性和地方差异性，使具体桥梁的实际情况及环境因素无法精确模拟，难以准确计算桥梁挠度值中单项因素的量值贡献。基于不同挠度成分频率特性的差异性，本文采用振动信号分析方法对实测或模拟计算的挠度信号进行特性研究。本文主要完成以下研究工作：结合现场实测和有限元数值计算，分别获取背景桥梁在车辆荷载、温度荷载作用下的挠度数据，其中车辆荷载挠度有限元计算时，通过Matlab程序随机模拟车流量，生成随机车辆荷载谱，对背景桥梁进行挠度时程分析，而温度挠度通过桥梁温度现场实测研究箱梁竖向温度梯度模式，计算对比桥梁在不同温度梯度作用下的挠度效应；通过桥梁现场实测和有限元计算对比，采用时域、频域和小波分析方法对获取的桥梁挠度数据进行信号特性研究；利用车辆荷载挠度频域特性，基于可靠度理论，进行桥梁挠度采样频率估计以及分析信号采集的可靠度。本文主要研究结果如下：（1）模拟车辆荷载挠度计算值与实测挠度的均值、方差等统计值的误差在2%以内，计算挠度各阶频率与实测挠度频率误差在3%内，故采用模拟大跨PC梁桥车辆荷载分析结构挠度是可行的；（2）采用时域、频域和小波分析方法可以实现背景桥梁挠度信号特性分析，结构振动能量的频率集中范围明显，功率谱密度曲线呈多峰分布，幅值谱属双峰分布，幅值谱主要频率集中在结构振动一阶频率及三阶频率附近；（3）采用本文拟合的温差分布模式计算的挠度温差值与实测温差值吻合较好；桥梁温度挠度数据是一种以一天为周期的稳态信号，大跨PC梁桥实测温度挠度信号的振动能力主要集中在0~1Hz的低频范围内，且第一阶频率在0Hz附近。（4）根据运营车辆荷载动挠度最大频率，本文采用基于可靠度理论的概率积分方法可以较好地估计桥梁挠度信号的采样频率，背景桥梁的挠度采样频率取两倍桥梁结构自振三阶频率时即可满足实际工程要求。