钢绞线是各类型大跨径桥梁的关键受力构件,其性能直接决定了结构的承载能力和耐久性,然而,在桥梁长期服役期内受环境侵蚀、材料徐变、荷载超限等多因素影响不可避免的出现性能退化,降低结构的长期性能和安全性。开展在役桥梁钢绞线应力监测/检测技术研究,提出准确有效的实桥应力监测/检测技术方法有利于建立更加完善的桥梁状态评估体系,对保障我国日益庞大的“老龄化”桥梁的安全运营和科学管养有重要意义。本文开展钢绞线应力水平检测方法研究,以钢绞线超声导波传播特性受应力状态影响为契入点,采用有限元仿真模拟及实验方法分析不同张力条件下钢绞线导波传播过程,提出以小波包变换和奇异值分解相结合的导波信号应力特征提取算法对导波信号中的应力特征参量-导波奇异值向量进行提取,引入回归分析和支持向量回归方法,建立导波奇异值向量与钢绞线应力水平间的关系模型,实现钢绞线应力水平的量化识别,主要研究成果如下:(1)提出了基于小波包变换和奇异值分解的导波应力特征提取算法。采用有限元数据和实验数据,验证了该算法的有效性。提取的导波奇异值向量能够反映应力变化,且奇异值向量特征维数较低,方便用于进一步的钢绞线应力水平量化识别。(2)建立了不同张力条件下钢绞线中的导波传播有限元模型。讨论了张拉荷载施加方式、幅值曲线、施加时长对钢绞线张拉后的应力分布的影响以及摩擦系数、激励信号对导波模态和波形的影响,确定了光滑幅值曲线的压强加载方式、大于3倍纵向模态自然周期的荷载施加时长、摩擦系数取0.6以及激励信号采用汉宁窗调制的多周期正弦信号的最优有限元模型,实现了不同应力水平钢绞线中的导波传播过程模拟以及导波信号采集。(3)提出了基于奇异值向量距的钢绞线应力水平识别方法。采用有限元模拟以及实验研究对该方法的可行性进行了验证。除从无应力状态到0.1Rm应力状态奇异值向量距变化较大外,导波奇异值向量距均与应力水平呈良好的线性关系,且有限元结果与实验结果规律一致。(4)提出了基于支持向量回归的钢绞线应力水平识别优化方法。以奇异值向量为输入,钢绞线应力水平为输出,采用训练样本对支持向量回归模型进行训练,得到适用于应力识别的支持向量回归模型,能够实现钢绞线应力水平识别。提出以粒子群算法对模型参数进行优化,并对比神经网络模型应力识别结果,确定了该方法的适用性。