1. 引言
近年来，随着我国桥梁建设事业的发展，众多已建成桥梁的管养维护需求日益扩大，促使桥梁结构健康监测技术成为桥梁学术界与工程界关注的热点 [1] 。桥梁健康监测技术的核心问题之一是损伤识别。针对这一问题，目前得到普遍认同的就是结合系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术的试验模态分析法。该方法通过分析结构的加速度响应数据，获取出特定的损伤识别参数，进而利用损伤识别参数判断结构是否出现损伤 [2] 。
在此背景下，基于某缩尺斜拉桥模型的加速度数据，本文研究了模态频率、模态确认准则(MAC)以及模态坐标置信因子(COMAC)三种基于结构振动模态的损伤识别方法的效果。研究分为两部分，第一部分为基于有限元模型数值响应的损伤识别参数敏感性分析，第二部分为基于缩尺模型振动试验响应的损伤识别参数有效性分析。
2. 缩尺模型
本文的研究对象为某缩尺斜拉桥模型。模型采用铝合金管材制作，为双塔半漂浮体系斜拉桥，基础锚固于试验室地面。模型的桥塔高1.2 m，跨径分布为0.6 + 0.6 + 3.6 + 0.6 + 0.6 = 6 m。模型两侧边跨各设1个辅助墩和1个边墩。主梁形式为梯状双主梁，拉索形式为弹簧和钢丝。此外，缩尺模型上还配备了完备的健康监测系统，包括应变计、加速度计、位移计以及温湿度计。该缩尺模型的基本信息如图1所示。
模型在设计时便考虑了损伤识别试验的需求，进行了模拟损伤的设计。通过拆装模型构件，可以模拟质量损失、主梁刚度损伤以及拉索刚度损伤。由于实际桥梁很少在产生质量损失的同时而不产生刚度损伤，本试验主要研究主梁刚度损伤与拉索刚度损伤的识别。
3. 损伤识别参数敏感性分析
3.1. 模态分析正问题
本文主要研究基于结构模态的损伤识别参数