结构健康监测(Structural health monitoring，SHM)主要是通过布置在结构上的传感器，对结构工作状况进行长期的在线监测，评估桥梁结构的基本状态和结构行为，制定合理的维修养护计划，避免灾难性事故的发生。健康监测的关键所在，技术上而言，主要是先进传感器的优化布设和信息的高效传输及处理；理论上而言，主要是结构损伤识别理论和状态评估理论的发展。如何在系统设计阶段就很好的解决这两个问题，并将健康监测系统与结构安全评估很好的结合起来，是桥梁结构健康监测系统能否在运营管理中发挥作用的决定因素。 本文以江阴大桥结构健康监测系统升级改造工程为研究背景，从系统设计、监测技术的应用等方面对江阴大桥原安全监测系统进行了分析，在此基础上，对系统的升级改造工程的主要关键问题进行了设计分析研究。 首先，在对江阴大桥结构受力特点进行简要分析的基础上，从大跨桥梁结构健康监测的监测思想、测点布置、测试技术的应用等方面，对江阴大桥原安全监测系统及存在的主要问题进行了分析研究。并从项目选择、传感器的布设、网络结构、数据采集、监测运行模式、数据存储、应用软件设计等方面对江阴大桥原结构安全监测系统的进行了比较详细的设计分析。 其次，在对原系统分析研究的基础上，结合江阴大桥升级改造工程实际，对升级改造的系统构成、测点布置、监测技术的应用、子系统的设计等方面进行了研究。根据大跨桥梁结构健康监测系统的一般构成，结合江阴大桥的结构特点，提出了江阴大桥结构健康监测系统的升级改造的总体要求与思路，明确了升级改造的主要内容。并根据系统的构成，从传感器的布置、数据采集的要求、传感器的技术参数等方面对各个子系统进行了工程设计。 然后，针对江阴大桥结构安全监测系统升级改造的总体目标与要求，传感器、数据采集的实际，对江阴大桥结构健康监测系统的系统软件和数据处理进行设计研究。首对整个系统软件进行了模块的划分和功能设计，提出了基于LabVIEW的软件界面设计建议和操作方式要求。结合评估系统的要求，提出了大桥结构健康监测系统升级改造的信号分析和数据处理方法。并结合结构安全评估、运营养护管理的特点进行了数据库结构设计，给出数据库的软件需求。