运营状态下,桥梁始终受到风荷载、交通荷载、温度作用、湿度等因素的影响,长期作用下会使其产生结构性能变化,能够构成人员伤亡和财产损失。下承式拱桥结构上的复杂会导致动力特性复杂化,温度影响在运营状况下会造成监测数据的不确定性,使得健康监测系统收集的数据提取的识别指标对于结构性能变化不够敏感,无法准确识别结构的健康状态。为了去除环境温度的影响,准确识别下承式拱桥结构的动力特性,研究温度对下承式拱桥频率的影响机理有很重要的意义。通过引入等效多跨弹性支撑梁理论模型,推导得到拱肋和桥面板-主梁体系的频率公式进行理论推导研究,建立频率变化与温度变化导致的桥梁形状、弹性模量、边界条件以及桥梁内力的变化的映射关系。基于加速度、应变、位移、温度等监测数据分析了温度通过改变弹性模量、边界条件、产生桥梁内力等多方式耦合作用下北大桥模态频率与温度相关关系模式的形成机理。建立北大桥ANSYS有限元模型施加基于监测数据的日间温度和年度温度,量化分析各影响方式对于北大桥各阶模态的影响,通过与实测频率变化对比分析得出北大桥频率受温度影响机理。针对一座连续监测了5年的拱桥,利用基于遗传算法的BP神经网络方法建立温度与拱桥频率的相关模式去除温度影响,提出新奇指数作为桥梁结构性能识别指标,并与多重线性回归方法结果对比验证该方法应用于拱桥频率的温度影响分离的可行性和有效性。研究发现:温度通过改变弹性模量使下承式拱桥各阶模态与温度呈现年度负相关关系,且各阶模态对于温度改变弹性模量敏感程度不同。温度通过改变吊杆刚度、桥梁形状、桥梁内力对于下承式拱桥模态频率的影响很小,支座接触面积的改变对于桥面板-主梁-拱肋耦合振动主导模态频率影响很大。北大桥拱肋振动主导频率受弹性模量改变影响与温度呈现日间负相关;桥面板-主梁体系上拱导致主梁与支座接触面积增加,从而使桥面板-主梁-拱肋耦合振动主导模态频率增大,导致桥面板-主梁-拱肋耦合振动主导模态频率与温度呈现日间正相关的关系。利用基于遗传算法优化的BP神经网络方法分离拱桥频率的温度影响,提取桥梁性能识别指标来评价桥梁性能状况是是可行、有效的。