在我国,拱桥一直倍受桥梁工程师的青睐,得到了迅速发展。目前也正向更大跨径方向发展,应用区域和范围也在进一步扩大。但由于结构的自然老化、车辆荷载的增加、养护维修的欠缺,桥梁结构不可避免地会产生各种结构损伤,严重威胁着拱桥服役安全。因此,如何寻找一种有效识别拱桥损伤状态的方法显得十分必要。结构健康监测技术是保障大型桥梁服役安全的有效手段之一,而结构损伤识别则成为结构健康监测中的一项关键技术,是近年来土木工程领域研究的热点和前沿问题。本论文以钢管混凝土拱桥为主要研究对象,分别对拱结构损伤识别方法和吊杆内力识别方法进行了研究,发展了基于广义应变能密度对拱结构进行损伤识别的新方法,分析了不同损伤情况下拱的位移模态、曲率模态、应变模态以及广义应变能密度的变化规律。然后对短索的判断指标进行了探讨,为吊杆索力识别提供了一个较为简化的方法。本文的主要研究内容包括:首先,对桥梁结构的损伤识别方法进行了阐述,总结了国内外桥梁损伤识别方法发展现状与动向。其次,阐述了位移模态和应变模态识别理论,分析了位移模态与应变模态之间的关系,推导出拱中面径向位移与表面切向应变的关系。第三,基于应变模态理论,将广义应变能密度的概念首次应用于拱的损伤识别研究中,包括拱的损伤位置和拱损伤程度。以某拱桥主拱结构为模型,通过ANSYS有限元分析软件进行模态分析,获得损伤前后的频率、位移模态、曲率模态、应变模态结果,比较损伤前后广义应变能密度的变化并加以分析,可知此方法比位移模态及应变模态振型识别损伤的精度更高,验证基于广义应变能密度的损伤识别方法的可行性及准确性。最后,对吊杆索力识别技术进行研究。以振动法测试计算索力为基础,考虑吊杆的抗弯刚度,并将其边界条件考虑为简支情况,提出短索判断指标,并通过实际工程应用验证了此方法的实际操作性,简化了计算,也减小传统方法的误差。