桥梁作为重要的交通基础设施,其服役期间结构的安全性、耐久性、适用性直接关系到国家经济发展和人民生命财产安全。二十世纪九十年代,我国修建了较多钢筋混凝土中承式吊杆拱桥,这种拱桥具有建筑高度较小、引道较短、立柱少、自重轻、施工简单、造型优美等优点。但是由于受到交通量快速增长、材料老化等因素影响,这些在役钢筋混凝土中承式吊杆拱桥出现了系列损伤病害。且这些损伤病害降低了桥梁的承载力,影响了其使用期间的工作性能,加剧了桥梁的老化,严重时将引起桥梁垮塌。因此,本文针对一座在役钢-混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥,对其健康监测中的关键技术问题进行了研究。主要研究内容和结论如下：(1)根据钢-混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥的构造和受力特点,基于桥梁结构有限元分析理论,建立了考虑和不考虑吊杆体系几何刚度时钢-混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥的有限元静动力方程,给出了吊杆体系的几何刚度矩阵及其张力的通用计算公式,并根据桥梁施工过程基于位移控制推出了施工各阶段吊杆体系张力的计算公式,然后将考虑吊杆体系几何刚度时的中承式吊杆拱桥有限元分析理论用于后续加固改造后的在役拱桥静动力性能分析,取得了接近于工程实际的分析结果。(2)以在役钢-混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥为研究背景,通过定期检测评定了该桥的初步技术状况,为其后续静动载试验、有限元模拟、模型修正及基准有限元模型的建立提供了基础数据。(3)针对该在役中承式吊杆拱桥,结合其定期检测结果,采用上述考虑吊杆体系几何刚度时的中承式吊杆拱桥有限元分析理论,建立了初始空间有限元模型,计算了该桥施工各阶段吊杆体系的张力,分析了其施工阶段的静力性能及成桥后的动力特性,结果表明：整个施工过程中组合桥面系的纵、横钢梁截面应力均满足设计要求；钢-混凝土组合桥面系结构的竖向刚度相对较小,箱型拱肋的竖向刚度相对较大,全桥的整体抗扭刚度较大；对比考虑吊杆体系几何刚度影响时与不考虑时的动力特性分析结果,该在役中承式吊杆拱桥的前五阶频率,前者较后者增大了4.11%-5.14%,说明设计分析中承式吊杆拱桥时需考虑吊杆体系几何刚度的影响。(4)针对输入未知的桥梁结构振动,根据随机振动理论,提出采用基于环境振动的功率谱峰值法识别模态参数,并在该中承式吊杆拱桥的动载试验研究中采用此法识别了频率等模态参数。这种模态参数识别法仅用较少的数据即可识别出桥梁结构的模态参数,且简单、快速、可靠、成本较低,可用于大型复杂桥梁结构的模态参数识别。(5)对比该在役中承式吊杆拱桥基于动载试验的模态参数识别结果与初始有限元模型分析结果可知该桥需要进行有限元模型修正,并提出通过ANSYS的优化功能,结合灵敏度分析,采用基于优化分析的设计参数型修正法实现了该桥的有限元模型修正。这种模型修正法实用性强,能够广泛应用于大型桥梁结构的模型修正、健康监测。(6)针对该在役钢-混凝土组合桥面系中承式吊杆拱桥进行了静载试验研究与理论模拟分析。静载试验时共设置了八种荷载工况以获取拱肋、纵横钢梁各控制截面的应变和挠度,同时采用有限元修正模型对该桥进行了静力分析,然后以此为基础对该桥的工作性能进行了分析评定,结果表明：该桥桥跨结构的整体刚度较大,各构件强度均满足设计要求,有一定的承载力安全储备,结构整体工作状态良好；同时也验证了基于ANSYS优化分析的设计参数型模型修正法的可靠性,说明该桥的有限元修正模型可作为基准有限元模型。(7)通过动、静载试验研究及有限元模拟,建立了该桥的技术档案,为其今后服役期间健康状况监测与评定提供了基准数据。