铁路桥梁在运营过程中,由于列车荷载作用以及自身材料老化,导致结构损伤加重,逐渐失去承载能力。对比一般的公路桥,高速铁路桥具有更加严格的构造要求,且由于铁路几乎全天候运营,工作人员的维护时间和维护流程受到严格限制。因此,本文以某高速铁路斜拉桥为监测对象,基于Java和MATLAB开发了监测数据分析的算法程序,研发了铁路桥梁结构健康监测与安全评估系统,实现了实时在线风场分析、疲劳分析、桥梁动静力响应统计分析、安全评估等功能。第一,根据风场特性参数计算和分析理论,开发了实时计算平均风和脉动风分析、湍流度、湍流积分尺度、阵风系数、脉动风功率谱等风场分析的Java算法程序,分析了监测系统某一时段内的风速风向样本数据,计算了各风场特性参数。第二,根据疲劳分析理论,开发了雨流计数法、S-N曲线分析、Goodman直线计算和Miner线性疲劳累积损伤理论等MATLAB算法程序,并对监测系统实测应变数据进行了样本疲劳分析。第三,提出了基于时间序列分析和模糊聚类的高速列车车速识别方法,提取已知车速和未知车速条件下列车过桥时桥梁响应数据的特征,建立了特征参数的模糊聚类模型,实时在线识别高速列车车速。第四,根据桥梁安全评估理论和铁路桥梁规范,建立了桥梁的安全评估模型,且在监测系统中实现了在线安全评估模块。第五,采用Spring MVC框架搭建了桥梁监测系统软件平台,实现了前述的数据分析方法及Java和MATLAB算法程序,研发了综合数据显示、数据分析、安全评估和结构预警等功能模块的在线可视化平台。