自20世纪80年代第一次提出结构健康监测概念,标志着交通基础设施的运营安全性开始进入人们的视线。随后,健康监测系统逐渐被应用到路桥隧等交通基础设施上,对施工质量的评价、提高和监管都有着重要作用。本文开展了“大跨度砼梁桥全寿命性能演变监测及评估系统”的研究工作,以晋蒙黄河大桥为研究对象,结合桥梁健康监测系统研制、桥梁多参数仿真计算分析、传感器最佳布设方案制定及现场调试与安装在内的一系列研究内容,获得了具有重要应用价值的研究成果。首先,本文基于有限元分析的方法,通过MIDAS2017仿真软件的分析,计算了晋蒙黄河大桥的应力、温度梯度作用、支座沉降作用和动力特性,论证了最大影响参数对桥梁的影响,最终确定了大桥的监测阈值。其次,根据仿真的参数,选择并确定了五类用于大桥的传感器,基于晋蒙黄河大桥的自身特性,设计了每种传感器的布设方案,包括应变的截面六分点布设、温湿度的箱梁下缘内外布设、静力水准仪的上下游布设及加速度计的双轴监测布设。最后,以STM32单片机为主控芯片,FPGA为采集芯片,设计了桥梁健康监测系统,系统以“主机汇总,从机采集”的方式,固定时间点对各桥跨健康数据采集;将从机系统分为三部分,分别是电源板、采集板与中央处理板,主机系统为单电路板运行。研制的桥梁健康监测系统在实桥安装与测试时取得了较好的效果,完成了预设数据的采集。