桥梁作为连通各个交通要道的重要枢纽,在社会经济的发展和人民的生活中起着非常重要的作用。一座桥梁的建成,往往要服役上百年时间,随着时间的推移,不可避免的会受到各种各样的条件影响,如环境腐蚀、交通荷载、地震台风等自然灾害等。在服役期间,桥梁在这些条件的影响下容易出现各种损伤。对简支梁桥而言,在荷载作用下,简支梁桥下底面会受到较大的拉应力,裂缝是简支梁桥最常见的损伤形式之一,尽早发现裂缝的存在并作出对应的处理策略是避免发生桥梁安全事故的有效手段。中小跨径桥梁在我国桥梁工程中应用非常广泛。简支梁桥是梁式桥中应用最早也最广泛的一种桥型。相比于等截面梁桥,变截面简支梁桥在实际运用中有着良好的受力性能,适用的范围更加广泛,但建模计算也更加复杂。基于结构动力特性变化建立起来的结构损伤识别方法,能通过桥梁损伤前后动力特性参数的变化情况对损伤桥梁进行无损识别,尤其在对桥梁早期损伤的发现有着非常好的效果。但是基于动力特性对桥梁进行损伤识别有三点问题是值得被考虑的:一是需要建立较为精确的计算模型对桥梁进行结构计算;二是在获取了实测桥梁的模态参数后,需要考虑环境中的各种因素对监测结果的影响,将这些影响反映到计算模型中或者进行相关效应的剔除,才能将这些监测数据应用于相关研究中。温度作为环境中对桥梁动力特性的主要影响因素之一,对监测结果有着非常大的影响,温度对有关动力参数的影响有时甚至会掩盖损伤对结构带来的变化。因此需要考虑实测过程中的温度对桥梁结构动力特性的影响非常重要,三是基于实测得到的相关动力特性的参数,如何对这些参数进行处理,实现对结构损伤位置和损伤程度的识别。为解决上述问题,本文依托国家自然科学基金项目“考虑车辆和温度耦合作用下的中小跨径梁式桥固有频率分析方法”和“考虑温度效应的桥梁结构模态参数识别技术及损伤识别方法研究”,开展了考虑温度效应的变截面简支梁桥的动力特性及损伤识别分析,具体的研究内容如下:(1)研究了变截面简支梁在裂缝和温度作用下的动力特性,基于理论推导,提出了在任意温度分布模式下,带裂缝的变截面简支梁的动力特性分析方法,通过试验数据验证了该方法的正确性,并设计了数值算例,讨论了不同温度分布模式和裂缝参数对梁模态特性的影响,研究分析的结果对该类结构的设计和损伤诊断具有一定的参考价值。(2)研究了变截面简支梁的自振频率与温度分布模式之间的关系,并提出了对变截面简支梁的自振频率进行温度效应剔除的方法。利用数值算例,介绍了对变截面简支梁的自振频率进行温度效应剔除的方法流程,即先采用滚雪球抽样算法对大量的温度分布模式样本进行随机抽样,抽取了一定代表性样本后进行动力特性计算,利用粒子群优化算法对温度均匀分布及温度非均匀分布作用下的变截面简支梁桥自振频率构建预测回归模型,建立了简支梁桥前五阶自振频率之间的预测关系式,并且通过新的温度分布模式验证了所得到的预测公式的准确性和有效性,能将温度影响从自振频率中有效的剔除。(3)研究了对变截面简支梁中的裂缝损伤进行识别的方法。首先基于灵敏度分析,构造了基于频率变化的多位置损伤识别指标(MDLAC),提出了基于曲率模态理论和多位置损伤识别指标进行裂缝梁损伤识别的两步法:第一步先识别出裂缝存在的区间,第二步基于多位置损伤识别指标,利用人工蜂群优化算法识别出裂缝的具体位置和相对裂缝深度,通过两个数值算例,验证了本文提出的两步法的准确性和有效性。