本文从结构参数识别和经济性等方面探讨了面向健康监测的复杂土木结构加速度传感器和应变传感器的优化布置原则、研究方法和实现步骤，并针对具有代表性的复杂土木工程结构-润扬大桥北汊斜拉桥深入分析了以上需要重点关注的问题。主要研究内容及其相关成果： 首先，对复杂土木工程结构加速度传感器优化布置的方法进行了探讨。针对复杂土木工程结构的特点提出了满足加速度传感器优化布置原则的方法，在此基础上研究了基于遗传算法的传感器优化布置原理和实现方法，发现遗传算法在处理复杂土木工程结构传感器优化布置问题上具有较好的通用性和优越性：利用整数编码操作可以将复杂土木结构的传感器优化布置问题转化成遗传算法的优化问题，并采用强制变异方法处理了优化过程中的约束条件，避免了使用罚函数法，从而有利于解决将遗传算法运用到复杂土木工程结构传感器优化布置的若干关键问题。 其次，以润扬大桥斜拉桥为研究对象，详细分析了基于遗传算法的加速度传感器优化布置的实施过程，研究解决其中的若干关键问题。主要从加速度传感器布设原则和现场测试条件的角度考虑，详细探讨了遗传算法目标函数类型，需要监控的振型数量等因素对优化布置方案的影响，提出了几种可行的优化布置方案评价指标，探讨了多目标函数优化布置方法的优越性和可行性。研究结果表明，Gramian矩阵行列式是较优越的目标函数，并建议采用 Gramian矩阵行列式值、MAC矩阵非对角元均方根和MAC矩阵非对角元最大值作为布点方案的评价指标。利用基于环境激励的斜拉桥现场测试数据对以上计算得到的优化布置方案和结论进行了验证。这些的研究成果对于大跨斜拉桥等复杂土木工程结构的加速度传感器优化布置具有一定的指导意义和参考价值。 最后，从数据采集技术、应变传感器构造特点和经济的角度，较详细地探讨了应变传感器的优化布置原则、分析方法及其实现策略。研究结果表明：必须建立兼顾计算效率同时能准确反映多层次分析目标中的结构应力响应的有限元模型，在此基础上进行应变传感器优化布置，以满足应变传感器布置的三个原则：(1)尽可能将应变传感器布置在危险区域和关键区域，获取全面精确的数据；(2)在测试位置尽可能减少应变计的采集方向以减少数据采集系统和处理设备的代价；(3)测试得到的结构参数信息与有限元模型分析的结果必须建立对应关系。然后，以润扬大桥斜拉桥为研究对象，根据其构造特点和不同层次应力分析的目标，从低层结构层次到高层构件细节层次分别建立整体结构尺度模型和局部构件尺度模型并采用子模型法进行跨尺度信息传递和衔接，通过对有限元模型进行试验验证使其能够全面、正确地反映桥梁结构性态，在结构应力分析的基础上考察结构的关键截面和危险部位，分别得到了润扬大桥斜拉桥塔梁结合段和跨中梁段的应变传感器优化布置方案。这些研究成果对于研究确定同时具有多种不同的结构体系和材料特性并且规模巨大的复杂土木结构的应变传感器优化布置方案具有一定的指导意义。