随着科学技术的进步，通过合适的监测方式及时了解桥梁工程结构的健康状况，对确保桥梁工程结构的安全起到至关重要的作用，同时也为桥梁工程结构的维修加固提供必要的依据，由此可以节约维修和重建的费用，避免影响社会的正常运转。本文应用无线传感器网络来实现对桥梁的健康监测，从而克服传统桥梁健康监测中不利因素，具有一定的实际意义。本文基于无线传感器网络技术，首先研究了桥梁结构健康监测系统的组成、特点、设计准则和原则、监测内容。然后针对系统中用到的无线传感器网络的关键技术做了分析与研究，其中包括时钟同步、节点定位与数据融合，并对节点定位与数据融合技术应用的具体算法做了详细的分析并仿真，验证了该方法的可行性。在对关键技术研究的基础上，设计了基于Zigbee的无线传感器网络节点，包括硬件设计与软件设计。对硬件的设计是以节点的组成为主线，设计了传感器模块、处理器模块、通信模块与电源；而对软件的设计，主要是主程序与无线通信模块子程序。在完成节点的设计后，对其采用虚拟网络的算法进行优化布置并仿真，证实了该方法的有效性。以节点采集的数据为依据，应用损伤理论中的独立成分分析法对其进行分析，根据分析的结果结合相应的评估机制对桥梁做出评估，应用预警理论判断是否进行损伤预警。最后，根据以上系统的分析与阐述，设计了上位机系统。