损伤通常会导致桥梁模态参数的变化,通过监测桥梁的动力响应获取相应的动力特性变化,可用来识别结构损伤。其中最常使用的模态参数是频率和振型。一般而言,桥梁频率相对于桥梁振型具有测量方法简单、测量精度高和抗噪性能好的优点,因此利用桥梁频率的改变来识别损伤的方法具有较大的吸引力。然而实际测试中可用的频率阶数非常有限,仅利用频率信息求解损伤识别这一典型反问题一般难以得到唯一解。此外,对称结构的对称位置处发生相同的损伤会引起相同的频率改变,导致单独利用频率信息难以实现对称结构的损伤定位。这些缺点极大的限制了基于频率信息的损伤识别方法的适应性。鉴于此,本文提出一种基于静置车辆-桥梁系统频率变化的两阶段(定位-定量)梁式桥损伤识别方法。本文主要工作如下:(1)建立了静置车辆-桥梁系统振动的有限元模型,通过求解特征值方程确定系统自振频率,采用数值算例揭示了静置车辆-桥梁系统的频率随车辆位置改变的内在规律。(2)基于车辆静置在桥梁不同位置处时车辆-桥梁系统的频率变化率定义损伤指标,并应用于确定梁式桥的损伤位置。数值算例表明,该指标在单损伤和多损伤工况下定位效果良好。研究了噪声、刚度分布不均匀和静置区间数目对定位效果的影响。损伤定位过程充分利用了频率便于测试和精度高的优点,且仅需测试系统损伤前后的频率信息。(3)基于静置车辆-桥梁系统振动的有限元模型,通过理论推导构建联系系统频率参数变化与损伤程度关系的损伤方程,进一步结合实测系统频率参数变化率估计损伤程度。数值算例表明利用该损伤方程能够有效估计单损伤和多损伤的程度。研究了噪声和刚度分布不均匀对损伤程度估计效果的影响。(4)通过模型试验验证本文提出的损伤识别方法的有效性。制作静置车辆和简支梁桥的试验模型,测试损伤前后一系列静置车辆-桥梁系统在环境激励下动力响应,进而求得系统自振频率,利用所提出的两阶段方法确定损伤位置和估计损伤程度。