桥梁建成以后，由于受气候、环境因素的影响，结构材料会被腐蚀和逐渐老化，长期的静、动力荷载作用，使其强度和刚度随着时间的增加而降低。这不仅会影响行车安全，更会使桥梁的使用寿命缩短。对桥梁结构的健康状况进行检测与监测，并在此基础上对其安全性能进行评估是桥梁运营日常管理的重要内容。 到目前为止，桥梁的长期检查主要还是定期的人工检测。但定期人工检测的局限性较多：(1)不能及时发现间隔期内的损伤；(2)结构的某些部位难以到达；(3)工作量大、费用高；(4)检查结果有极大的主观性。 虽然传统的人工检测方法简单方便，并有了一套实用的检测评估标准，但其检测周期长，检测结果不直观，并且检测时要求桥梁停止运营，对社会经济效益造成影响。随着越来越多的大跨度桥梁的建成，在结构布局和规模都十分复杂的大型桥梁上仍然沿用传统的桥梁外观检查、养护、维修程序以及常规的局部检测，显然已难以全面反映桥梁的健康状况，尤其是难以对桥梁的安全储备以及退化途径作出系统直观的评估。建立和发展能够提供全面的全桥结构检测和评估信息的监测系统，随时了解大桥结构的承载能力和安全储备，对保证大桥运营的安全性和耐久性都是十分必要的。 当前各国在桥梁上已建立的健康监测系统，可以实现通过传感器采集到各种环境下的反映结构响应与行为的大量数据，但尚无真正实用意义上能够从这些海量数据中得到对桥梁实际性状评估的监测系统，即目前缺乏与之相应的专家评估系统。建立专家系统的困难在于实际结构受到各种不确定的、随机变化的环境因素影响，使实际结构性状与设计计算模态有很大的不一致。多年人工检测与桥梁管理的实践，也让我们看到这样一个事实：桥梁结构的损伤和性状的改变是运营过程中普遍存在的，关键是危险值的标定；灾难性的破坏既有整体结构的，也有局部构件产生的。因此，实用的桥梁健康监测系统应立足了损伤的发展给予监测并作出恰当准确的评定，及时给出预警报告。 本论文对桥梁健康监测中的一些关键技术进行了探讨。研究的主要内容如下： 1)对国内外桥梁健康监测研究的现状进行了全面、系统的评述； 2)光纤光栅传感技术以及无线监测系统在桥梁健康监测中的应用； 3)确立桥梁健康监测中的位移基准； 4)研究桥梁健康监测中有限元矩阵带宽优化的几种快速计算方法； 5)面向对象的快速计算方法。