桥梁在现代交通中发挥着重要作用，随着桥龄的增长，由于环境、气候等自然因素的作用，日益增加的交通量和人为事故等因素的影响，桥梁存在的安全隐患日益严重。然而，目前对于桥梁构件疲劳程度、桥梁所处环境以及交通状况对桥梁健康的影响等信息了解不够，对于改善桥梁健康状况缺乏重要的依据。为了保障人民的生命和财产安全，减少重大的经济损失，避免发生灾难性的悲剧，同时也为了能够在损伤积累尚未达到威胁桥梁结构安全的程度之前，对桥梁结构进行合理维修、减少维护费用。因此对采取有效的技术手段和方法对现役的桥梁进行健康监测，获得第一手数据，并通过对数据的研究进而对桥梁的健康状况进行评估就显得尤为必要和迫切。　　 传统的结构检测方法只是定期在工程结构上安装测试仪器，获取数据并进行可靠性评估，但是要把握工程结构实时准确的健康状态信息，依靠传统的检测方法是不能满足要求的。近年来在国内外出现了针对大型工程结构的健康监测系统，结构健康监测系统以环境、车辆荷载、振动等作为监测项目，在工程结构的关键部位上安装与监测项目所对应的传感器，以获取结构在现场环境的第一手监测数据，然后由计算机损伤识别程序对结构的健康状态作出评估，为工程结构的加固和维修提供决策依据。相比传统的结构检测方法，结构健康监测系统具有很多显著优点：能够实时在线地获取结构的监测数据，通过计算机程序辅助分析结构的各种动力参数，对结构的健康状态作出科学及时的评估。结构健康监测系统是一个复杂庞大的智能系统，对硬件和软件都提出了很高的要求，也极大推动了结构损伤识别技术的发展。　　 本论文以桥梁监测系统设计及损伤识别方法为研究重点，以连霍高速公路许沟特大桥为工程背景。介绍了傅立叶变换和小波分析的基本原理和方法，包括傅立叶变换和小波变换的定义及其性质、小波包分解；依据系统设计原则和目标，确定系统设计的总体方案；介绍了桥梁监测系统中包括温度、风速、视频、车辆荷载、振动、挠曲变形、关键断面应力(变)等监测项目的传感器设计，以及对数据采集与传输子系统的设计；应系统的用户需求，实现桥梁监测系统的软件设计，包括数据库、数据采集控制子系统、数据处理与分析子系统、安全评估子系统；阐述结构损伤及损伤识别方法，基于傅立叶变换和小波变换原理，应用频域峰值法和小波分析提取响应信号的模态频率，对结构进行模态参数识别和损伤检测。