本文以沪蓉西高速桥梁健康监测系统工程为基础,利用基于PXI总线的虚拟仪器搭建了桥梁健康监测系统,主要完成了数据采集平台设计和数据处理系统的设计工作,实现了桥梁结构性能和工作环境的实时在线监测,采集的数据和处理结果为桥梁状态评估提供了依据。根据桥梁监测项目的需要,为铁罗坪桥梁选择了传感器并进行了布置。设计了基于PXI总线虚拟仪器的采集站,分别设置在两个桥塔附近,构成分布式数据采集系统,可以实时采集与传输129个不同传感器信号。监测桥梁振动信号反映桥梁固有频率等重要参数的变化情况,采集时要求各采集通道时间严格同步,本文深入比较了各种时间同步方式,设计了基于GPS时间信号的同步采集模块,实现了振动信号的同步采集。本文的软件设计分为采集站程序和监控中心程序两部分。采集站程序设计完成了数据采集模块和数据传输通信模块的设计,重点讨论了数据采集和数据传输的方法,采用DAQmx实现了同步数据采集和采用DataSocket实现了数据传输。监控中心软件程序主要完成了数据的实时显示模块、数据处理模块和数据存储模块的设计。采用LabVIEW语言编写了实时监测前界面,实现对采集数据和采集站状态的实时监测及预警；数据处理模块重点阐述了数字滤波和小波滤波的实现方法,通过对数据进行时频域分析,观察桥梁结构特征的发展趋势；数据存储模块主要利用Oracle数据库实现实时数据和处理结果分类存储和查询等功能。该文研究了自互功率谱法识别桥梁振动模态的理论方法,并设计了桥梁振动数据处理系统,初步识别桥梁模态参数。通过对简支梁实验平台振动数据的分析以及实桥振动数据的分析,验证了该系统分析结果正确、可靠。