我国经济快速发展带动了基础设施建设热潮。桥梁作为基础设施的重要组成部分近些年来也进入了快速建设阶段。然而,桥梁经过长期使用,由于材料老化和环境侵蚀,桥梁不可避免地会出现各种损伤情况,导致桥梁事故时有发生,因而桥梁结构的健康监测越来越被人们重视。目前,桥梁监测系统多应用于跨径较大的重要性桥梁,对于中小跨径桥梁的监测方法则相对缺乏。由于中小跨径桥梁重要性程度低,桥梁监测信息不完备,特别是缺少车辆荷载信息,桥梁的结构参数也往往是未知的,所以亟需研究一种不依赖车辆荷载和桥梁结构参数的结构健康监测方法。本文提出了一种基于桥梁响应相关性的中小跨径桥梁的监测方法。通过车荷载影响线分析,从理论上阐明了桥梁不同位置之间的响应存在不依赖车辆荷载映射关系的机理;应用LSTM神经网络建立了不同桥梁响应时域数据的相关性模型,并开展了不同桥梁损伤对相关性模型预测误差的灵敏度分析,选择出适合于中小跨径桥梁状态监测的不同位置结构响应相关性模型。本文具体内容如下:(1)研究了车辆荷载作用下中小跨径桥梁不同位置结构响应之间存在相关性的机理。利用桥梁不同位置响应的车荷载影响线,推导了桥梁在单车和多车荷载条件下,桥梁不同位置结构响应之间存在的相关映射关系,证明了特定条件下上述相关映射关系并不依赖于车辆荷载信息;(2)研究了基于LSTM神经网络的中小跨度桥梁不同位置响应相关性模型的建模方法。采用Ansys有限元分析软件,模拟简支梁桥在不同车辆工况下的桥梁动力响应,分别用1/4跨径、跨中和3/4跨径处测量的桥梁挠度和加速度响应数据作为相关性模型的输入和输出,利用LSTM网络技术建立了输入结构响应和输出结构响应之间的时域相关性预测模型;(3)研究了基于响应相关性的中小跨径桥梁损伤状态监测方法。模拟了在不同损伤条件下桥梁结构响应数据,分析了桥梁损伤后相关性模型预测误差的变化情况,通过模型预测误差的敏感性分析,给出最适宜采用的监测模型。