千厮门大桥是重庆两江桥中连接重庆江北区到渝中区的主要交通线路，为跨江公路和轨道交通两用桥，设计为单塔单索面部分斜拉桥。地理位置重要、交通车流量大、承受交通负载重，在建成以后长期的交通负载下易产生疲劳损伤，将危害桥梁的安全运行，必须对其结构状况进行健康状况监测。本文结合千厮门大桥的结构特点和监测要求，研究设计了千厮门大桥健康监测系统，系统包括环境监测模块、桥塔桥墩沉降监测模块、斜拉索索力监测模块、应力应变监测模块、动态特性监测模块和车辆载荷监测模块。并对千厮门大桥的管理运营系统进行了架构，主要包括传感器子系统架构、数据采集与预处理子系统架构、数据管理子系统架构、预警子系统架构、健康信息显示子系统架构和通信子系统架构。考虑到现场环境及双层桥梁的复杂性，系统中环境监测模块、应力应变监测模块、动态特性监测模块和车辆载荷监测模块中采用性能优越的光纤光栅传感器作为感应元件，并通过LABVIEW软件进行系统的合理设计，各个模块数据传输采用有线和无线通信相结合的通信设计，此系统能满足千厮门大桥健康状况实时监测的要求。千厮门大桥健康监测系统的设计具有一定的理论意义和工程实用价值，为公路和轨道双层桥梁的结构健康监测提供了很好的范例，对相同类型桥梁的监测提供了参考。