本发明属于桥梁结构健康监测领域，提出了一种用于剔除时变环境因素影响的桥梁模态异常预警方法。首先，利用慢特征分析技术提取实测桥梁模态频率的慢特征，降低数据维度并消除冗余信息影响；其次，以相似环境荷载激励产生相似桥梁响应输出为原则，采用距离法从训练数据库中自动搜索与当前样本具有高相似度的k近邻样本集，计算其均值向量并估计模态频率的慢特征；接着，通过计算实测与估计模态频率慢特征的差分矩阵，消除时变环境因素影响；最后，针对差分矩阵构造桥梁模态异常预警指标并确定基准预警控制限。本发明无需环境监测数据，同时考虑了时变环境荷载作用下模态数据的非线性和非高斯分布特性，有利于桥梁性能异常的可靠预警。