模态频率、跨中竖向位移等监测指标随运营环境作用的变化规律是结构健康监测的研究热点之一。本项目从周期性的角度系统研究了斜拉桥运营环境作用对模态频率、跨中竖向位移的影响规律，提出了分离不同作用效应的周期平均法，比较了不同作用效应的相对影响程度，揭示了温度、交通荷载对桥梁模态频率变化的影响机理，建立了斜拉桥跨中竖向位移随不同构件温度变化的简化分析模型，构建了桥梁运营期性能变化监测方法。研究表明：温度和交通荷载是引起背景桥梁频率变化的主要因素，它们的相对影响程度取决于周期。在年周期上，温度的影响大于交通荷载，而在周周期和天周期上，交通荷载的影响更为显著。因材料弹性模量随温度变化，温度升高会引起桥梁各阶频率降低。交通荷载与低阶频率呈现负相关关系，但与部分高阶频率呈现正相关关系，其机理可通过附加弹簧–质量系统做定性解释。斜拉桥由温度变化引起的跨中竖向位移主要受拉索温度和主梁平均温度的影响，拉索温度升高时跨中桥面下降，主梁平均温度升高时跨中桥面上升。因为拉索温度与主梁平均温度在不同时间尺度上的比例不同，所以跨中竖向位移与温度变化之间没有单调变化关系，其在年周期上的变化幅度与天周期相当。本项目提出的平面几何分析模型可初步估计斜拉桥跨中竖向位移随温度的变化。以上研究成果有助于加深对桥梁运营期行为规律的理解，提高结构健康监测系统在桥梁管理养护中的实用价值。 2100433B