桥梁结构是生命线系统工程中至关重要的组成部分,其正常的服役状态关系到我国的经济发展和民生问题,但混凝土和钢材的腐蚀问题是困扰公路桥梁结构的一大难题。FRP(Fiber Reinforced Plastic)因其具有轻质、高强、耐锈蚀、减振性好等特点,成为解决桥梁结构腐蚀问题的有效途径。深入系统地研究新型FRP桥梁体系及其长期服役性能具有重要学术意义和工程应用价值的。FRP桥梁结构的研究历史较短,而有关其长期服役性能是广泛应用的关键问题。本文研究FRP模型桥梁及其健康监测系统设计方法,为进一步通过长期监测揭示其长期服役性能奠定基础。本文的主要研究内容包括:首先,建立一钢独塔斜拉桥的有限元模型,分析其静动力特性;在此基础上,根据FRP桥梁与钢桥梁材料特性的不同,提出相似比的复合物理指标,即构件截面刚度。其次,提出外部轮廓严格相似、构件截面按照复合物理指标相似(即刚度等效原则)的FRP模型桥梁设计方法,并对FRP筋-混凝土塔、FRP箱形主梁和FRP索截面和配筋进行设计;建立FRP模型桥梁有限元模型,对其静动力特性进行分析。最后,根据有限元模型分析结果,设计了FRP模型桥梁结构智能健康监测系统。