结构健康监测在重大土木工程项目中应用日趋广泛，尤其在大跨桥梁等结构中的应用取得了一些经验，但在地下结构中应用较少，对地下结构进行健康监测系统中传感器的优化布置是该系统存在的重点和难点之一，这是本文的重点研究内容。 论文研究了传感器优化布置的准则和方法，对传感器优化布置的原理进行了详细的分析，主要内容如下： （1）结合天津站交通枢纽工程建立其地下结构的空间三维有限元模型，对其进行有限元模态分析，取得传感器优化布置计算所需节点的各阶振型——位移模态数据； （2）采用有效独立法、MAC 法及改进MAC 法分别研究大型地下结构健康监测的传感器优化布置方案； （3）采用三个传感器优化布置方法评价准则对论文采用的传感器布置方案进行比较和评价。 研究结果表明，改进MAC 法不仅理论合理、方便可行，而且大大缩短了计算所需的时间。该方法可为大型地下结构振动监测中传感器的优化布置提供理论依据和方便快捷的实现工具，具有一定的实际应用意义和进一步研究的价值。