香港昂船州大桥是全球第三的双塔斜拉桥。大桥主跨长1018米，主塔高298米。昂船州大桥在香港路政署主持下安装了世界先进的风与结构健康监测系统，包括加速度传感器、静应变传感器、温度传感器、腐蚀监测仪器、位移和数码监控等15类1500余套传感器。为将结构健康监测系统有效应用于市政桥梁维护管理系统，先进的结构健康状态评级体系被提出，并合理的整合在大跨桥梁健康诊断与评估系统中。有限元模拟作为桥梁健康诊断与评估系统的重要组成部分为桥梁结构安全评测提供了多种荷载工况下结构静动力学响应结果。以鱼骨梁有限元模型为基础建立和发展起来的桥梁多尺度有限元模型为大跨桥梁关键构件的评级分析提供了详细的位移和应力结果。首先选择特定工况下斜拉桥索力最大的拉索，将与之相连的桥梁主梁和主塔段为关键截面;其次保证多尺度有限元模型间的合理边界条件;然后通过主梁线型和索力校对、参与质量系数和桥梁频率对比验证多尺度有限元模型的精确性;最后基于本文建立的多尺度有限元模型进行了均匀温度作用、等效风荷载和等效地震荷载作用下的有限元分析。本文提出的多尺度有限元分析方法将为大型桥梁健康诊断与评估系统提供一种精确高效的仿真模拟技术。