桥梁数据测量系统(传感器系统、数据采集与传输系统),是科学量化桥梁状态的基础性第一步,其测量的数据是否有效、准确、及时、可靠将极大的影响监测效果。本文以石门水库大桥为依托,开展钢管混凝土拱桥数据测量系统硬件选型和软件开发与设计的研究工作。首先,根据钢管混凝土拱桥的结构特点,调研并分析对比钢管内混凝土脱空、索力、吊索(杆)损伤的检测/监测技术,得出其在桥梁健康监测中的适用性并给钢管混凝土拱桥传感器系统设计提供依据。结合上述工作,给出石门水库大桥健康监测的传感器系统方案设计,并关注在实际工程中的检测、安装与现在调试。该方案能够实现对钢管混凝土拱桥各项监测内容有效的监测。然后,为了解决桥梁健康监测数据采集与传输子系统的实时性、同步性、网络化、灵活性、可靠性和多监测内容集成问题。基于NI CompactRIO数据采集平台的中心处理器+可编程逻辑门阵列架构设计与开发了一套桥梁健康监测数据实时同步采集程序,实现了多采集模块、多通道间精确的实时同步采集。并基于面向服务的架构对程序进行模块化设计与开发,实现了桥梁健康监测数据采集与传输程序灵活的自定义设计。还从数据采集与传输系统软硬件选型和专门的程序设计两个方面保证了系统的可靠性。分析桥梁健康监测数据测量系统多监测内容的集成可行性,并给出集成技术路线。最终,完成石门水库大桥数据采集与传输系统的方案设计,该方案有效的解决了桥梁健康监测数据采集与传输子系统面临的各项问题。最后,为了验证设计与开发的数据测量系统,将设计的数据测量系统简化并应用到石门水库大桥Benchmark模型实验中并进行测试,实现对实验数据准确、可靠、实时的测量。