随着桥梁结构跨度的日益增大，对于大型桥梁结构的安全性和耐久性的要求也越来越高，大跨桥梁结构的健康监测与安全评估也逐渐成为目前国内外学术界与工程界的热点研究领域，但由于大跨桥梁结构的健康监测是一个多学科交叉的课题，目前还有很多问题需要解决，桥梁结构健康监测系统的核心模块——安全评估系统就是一个急需深入的研究方向。 本文在总结和归纳了国内外大跨桥梁结构健康监测、损伤评估和状态评估领域研究成果的基础上，结合润扬长江公路大桥斜拉桥展开了结构损伤评估和状态评估方法的研究工作，讨论了面向大跨斜拉桥结构健康监测与安全评估的有限元模拟策略和方案，研究了多元统计的相关理论在桥梁结构损伤评估的应用，建立起大跨斜拉桥结构构件可靠度分析方法，对大跨桥梁结构体系可靠度评估的简化分析方法进行了研究，并将研究成果应用于润扬长江大桥斜拉桥的安全评估系统。本文的主要工作和成果如下： (1)讨论了面向大跨斜拉桥结构健康监测与安全评估的有限元模拟策略，提出了多层次、多尺度的建模与修正方案，将结构的整体简化模型、整体精细模型和局部精细模型融合为大跨桥梁结构安全性评估中各具特点，而又相互统一的多尺度模型。以润扬大桥斜拉桥为例，对其多尺度有限元模型进行了建立和修正，并利用成桥静动载试验结果，对所建立的有限元模型进了试验验证。 (2)提出了基于方差分析的大跨桥梁结构的损伤评估方法，给出了该方法的算法流程。利用该方法通过分析监测系统采集到的当前数据和原始指纹数据在给定概率水平下的差异，来评估出当前结构在给定的概率水平下是否处于健康状态。讨论了该方法应用于大跨桥梁结构中所面临的主要问题和解决方法，并将该方法应用于润扬大桥结构健康监测系统中。 (3)提出了基于距离判别分析和Bayes判别分析的结构损伤评估方法，通过原理性试验研究，验证了该方法在结构损伤评估中的适用性和可靠性。利用该方法可以根据响应数据将不同的结构状态进行判别区分，从而实现结构损伤状态的评估。讨论了基于判别分析的结构损伤评估方法应用于大跨桥梁结构损伤评估中的若干关键技术要点，给出了判别分析应用于大跨桥梁结构中的算法流程，利用润扬大桥健康监测系统的实测数据，用距离判别分析给出的样本距离值和Bayes判别分析计算出的W-K值对润扬斜拉桥进行了损伤状态评估。 (4)对响应面法和二次可靠指标法的联合算法进行了研究，并建立起润扬大桥斜拉桥构件可靠度分析的框架。将大跨斜拉桥结构这样一个具有复杂物理意义的非线性功能函数的可靠指标求解问题，转换为两阶段可靠指标计算方法，采用响应面法和二次可靠指标法的联合算法实现了斜拉桥构件的可靠度分析。 (5)对大跨斜拉桥体系可靠度的简化计算方法进行了研究，针对搜索复杂结构体系失效模式方法所存在的失效路径复杂、失效模式数量庞大等问题，提出了结构子系统的概念，将结构体系的系统分析模式由构件的串并联形式改进为由子系统的串并联形式，这样使得复杂结构的体系可靠度的计算得以实现。通过对一简单斜拉桥体系可靠度的计算分析，验证了该简化方法的准确性和实用性。最后计算出了润扬斜拉桥在给定工况下的体系失效概率和可靠度。