组合框架桥作为一种新型桥梁结构，可适应较大地表变形，在采煤沉陷区铁路、公路工程中应用较多。当采煤引起的地表剧烈变形使桥梁遭受严重损害甚至倒塌，因此应对采煤沉陷区组合框架桥安全状态进行监测与评估，以及时、准确地发现桥梁病害并做出预警，保证矿区正常生产生活需要，促进矿区可持续发展。本文以矿区桥涵工程受开采沉陷影响的安全监测与评估为背景，通过数值模拟、理论分析对组合框架桥在开采沉陷影响下的内力演化规律进行分析研究，得到了框架桥在曲率、倾斜变形作用下，桥体应力集中区域和主应力大小、方向的变化规律，提出了桥涵沉陷安全监测阈值的确定方法。即在曲率、倾斜变形作用下，应力集中区域出现在箱形框架桥顶板、底板、侧墙的1/4或1/2处以及腋角中心和边缘，且最大拉、压应力均出现在结构表面，其中主应力方向一般与框架桥纵向（X轴）或竖向（Y轴）方向夹角小于4°，其中当曲率半径大于2000m时，曲率半径圆心位置对桥体结构受力基本没有影响。基于数值模拟研究结果并结合相关工程安全评估方法，建立了采煤沉陷区组合框架桥安全状态评估模型，提出了设立特殊结构、地表变形等层次指标和模型评估标准，为矿区桥涵安全评估提供了可借鉴的模型和方法。基于安全评估模型和结构健康监测技术，提出由传感器、数据采集与传输、数据管理与评估三个子系统构成的安全监测系统，并确定了系统工作流程、内容以及适用于采煤沉陷区桥涵的安全监测项目，并采用Visual Basic6.0开发了矿区桥涵沉陷安全监测与评估系统，实现了图形显示、安全预警、安全评估等功能。最后，将采煤沉陷区安全监测与评估研究内容应用于淮南某矿区铁路桥的沉陷安全监测工程中，验证了安全监测系统及评估方法的可行性。