本文以峪道河矮塔斜拉桥健康监测系统为研究背景,系统分析了斜拉桥非线性特点,静动力分析方法。基于ANSYS有限元模型,建立该桥成桥阶段基准有限元模型,分析该桥的静动力特性。特别是对斜拉桥的动力特性,进行了详细分析。论文主要内容有:(1)利用ANSYS程序建立该桥成桥阶段的有限元分析模型,首先进行了静力分析和模态分析;(2)基于matlab平台,编写了由路面功率谱密度函数生成路面平整度曲线的程序。考虑斜拉桥非线性特点,编制了车桥耦合分析程序,该程序可以考虑车辆动力特性、桥梁成桥预拱度、路面随机平整度、斜拉桥非线性等因素的影响。并利用该程序分析了峪道河矮塔斜拉桥车-桥耦合振动响应特性;(3)分别采用反应谱法和时程分析方法对峪道河大桥进行了地震响应分析,两者计算结果基本一致,得到墩塔梁固结矮塔斜拉桥地震响应一般特点;(4)传感器布置是峪道河大桥健康监测系统的重要组成部分之一,本文提出改进有效独立算法用于优化布置峪道河大桥加速度传感器,该方法弥补了传统有效独立法得到振动能量较低测点的缺点。通过计算,得到该桥经济,精确的三项加速度传感器优化布置方案;(5)拉索是斜拉桥重要的受力构件,振动法测索力是一种较常用的方法。利用电磁感应原理,设计了一种基于电磁感应效应的非接触式索力测量传感器,通过室内试验,表明该传感器能精确测量拉索的前几阶固有频率;(6)以拉索的索力值、抗弯刚度和计算长度作为未知参数,分析拉索频率对各参数的敏感程度,基于参数灵敏度的迭代算法可同时计算出拉索索力值,抗弯刚度和计算长度。该方法适用于拉索计算长度不能确定,频率值受抗弯刚度影响较大的短拉索;(7)基于峪道河大桥的动态车辆称重系统(WIM),并参考相关文献,建立了该桥疲劳分析的车辆荷载谱。采用已有的钢绞线斜拉索疲劳-寿命曲线,根据车辆荷载应力谱,分析了斜拉索在设计基准期内车辆荷载疲劳可靠度。结果表明,仅在车辆活载作用下,不考虑斜拉索锈蚀等因素的影响,各斜拉索满足疲劳可靠度指标的要求。