大跨度桥梁的动态挠度是对其进行功能性、安全性、耐久性分析与评定的重要指标。准确获得大跨度桥梁结构的动态挠度并对其进行过滤、提取和分析涉及工程测量、信号处理和科学计算等诸多学科。数字摄像测量(Digital Photogrammetry System)是一种高精度、远距离、非接触的位移测量技术。本文采用这一技术,结合大跨度预应力混凝土连续刚构桥的挠度特点,研制了桥梁挠度摄像测量系统,能够实时测量并连续记录桥梁动态挠度数据,该测量系统应用于广东广明高速富湾大桥和福建平潭跨海大桥,对其主跨中点的位移实施监测,历时2～5年,获取了大量的挠度监测信号,实现连续刚构桥主梁挠度的动态时程描述。本文实测获得的动态挠度是多种因素共同作用的结果。引起桥梁主梁挠度变化的因素有车辆荷载、温度效应、混凝土收缩徐变、预应力损失等,它们可理解为挠度实测信号的不同组份。对于桥梁结构损伤诊断,研究思路一般是:首先识别损伤位置及损伤程度,然后找出导致损伤的根源。对此,本文利用监测数据,提出新的研究思路:将实测信号(如桥梁主梁跨中挠度信号)分离,恢复出无法直接观测的各个源信号(不同组份),得到导致损伤的根源及其权重,最后才实现损伤的定位。于是,从信号处理的角度出发,本文尝试寻找一种方法对挠度信号所隐含的各个组份实现分离。经验模态分解(Empirical Mode Decomposition)可实现对非平稳信号自适应性分解,利用它,本文将车辆荷载引起的短期挠度从实测挠度信号中分离出来。对非常复杂的长期挠度信号,本文主要分析了混凝土收缩徐变挠度、预应力损失挠度,最终选择了将预应力损失挠度信号作为分离的突破点。基于经验模态分解与独立分量分析(Independent Component Analysis),本文提出预应力损失挠度信号的分离方法,并建立了分离流程图。分离流程分为两部分:首先,分离混合信号得出预应力损失挠度信号,它可以判断梁体是否存在预应力损失;第二,精算出预应力损失下梁的瞬时频率,结合预应力—梁频率对应关系,通过搜寻预应力—梁频率数据库的方式,找出梁的预应力损失值。为验证上述流程中分离方法的有效性,本文设计了简支梁预应力损失挠度信号分离试验。试验含三大不同工况,12组梁跨中挠度信号全部由高速摄像测量系统获取。采用本文的方法能够从挠度混合信号中分离出梁预应力损失挠度信号,下一步可判断其值的大小。