桥梁预警系统目的在于当桥梁结构产生损伤威胁到正常使用时及时发出预警,确保桥梁安全运营。损伤识别是桥梁预警系统中的核心部分,损伤识别效果直接决定了桥梁预警系统的效率和可靠性。近年来,基于振动的损伤识别方法为国内外学者广泛研究。它以桥梁的动力测试为基础,通过对动力测试所获得的响应数据及动力参数进行综合分析,达到对桥梁损伤进行诊断和评估和目的。本文在主要在以下几个方面重点进行了研究。首先,分析桥梁预警系统特点及其对损伤识别方法要求的基础上,确定了先预警、后定位的两步损伤识别方案。其次,结合现有损伤识别研究的成果,提出了利用小波包能量变异极值指数以及相应的预警临界值进行桥梁损伤预警的思路。通过建立有限元模型分析了小波包能量变异极值指数在理想状态下对损伤的敏感性和预警临界值确定的合理性,建议将小波包能量变异极值指数作为桥梁预警系统的预警指标。再次,系统介绍了小波包能量分量曲率法、曲率模态法和柔度矩阵法等损伤定位理论,在此基础上提出了利用小波包能量变异极值指数法进行桥梁损伤定位的方法。设计了基于动力测试的损伤定位灵敏性和准确性试验,通过试验结果对四种损伤定位效果进行比较,综合考虑各种损伤识别方法的优劣,提出了用小波包能量变异极值指数法进行初步损伤定位,然后用小波包能量分量曲率法进行复核的两步损伤定位思路。最后,为了模拟桥梁损伤预警指标和定位方法在实际工程中的应用效果,设计了斜拉桥和桁架桥模型试验。通过设定斜拉桥和桁架桥不同的损伤状况,分别进行损伤预警和定位,分析损伤识别的效果,为桥梁损伤预警指标和定位方法在具有复杂结构体系的桥梁中的实用性提供了依据。