结构健康监测系统是确保预应力大跨度空间结构安全建造和健康营运的一个重要保障手段,也可以对极端条件下结构可能出现的失效进行预警从而最大程度地减少人员和财产损失。预应力大跨度空间结构在建造和运营期间的外部荷载作用(风、地震、温度等)以及结构外部荷载作用效应(位移、加速度、应力、裂缝等)是判断结构是否健康的重要指标,也是结构健康监测的重要内容。预应力大跨度空间结构形式主要有预应力网格结构、斜柱网格结构、索穹顶结构、张弦梁结构等,预应力拉索在这些结构中,施工张拉完成后初始状态索力是否达到设计目标、使用阶段索力是否符合设计要求、灾害发生后结构的索力和内力水平等直接关系到结构的安全性。预应力拉索的施工过程中,索的张拉(特别是分批张拉)会使拉索之间相互影响：每一次张拉几乎都会使先前张拉的索力发生变化,使结构索力偏离设计值,造成索力的失控。拉索在使用过程中,即在役预应力拉索会发生松弛和损伤从而导致应力损失,造成索力的失控。索力失控带来不可知的结构内力重分布,甚至造成整个结构的失效,预应力拉索结构索力的精确测量是保障工程安全的关键性技术。当前,预应力拉索施工过程中采用的有压力表测试法和压力传感器法测索力,基本上能够保证测试精度要求。在役拉索索力测量方法有压力传感器法、力平衡法、频率法(振动法)、磁通量法、光纤光栅等。压力传感器法须在每根拉索的锚固端安装一个压力传感器,花费很大；力平衡法只对截面较小的柔性索有较高的测量精度；磁通量法需预先将传感器穿在拉索上,对于没有预埋传感器的拉索不能应用该法；光纤光栅法由于成本太高不适用在役拉索的检测。因此,从经济和技术等方面考虑,频率法具有测试仪器日趋小型化,携带方便,容易安装,可以重复使用的优点,并且其测试精度高,因此频率法师目前索力测试的最佳选择。针对预应力拉索结构工程中短粗索和多跨索索力测试困难的问题,本文对基于频率法原理的索力测试理论进行了深入研究,提出了基于正弦激振的多频率拟合法。首先对不同的边界条件和索刚度条件的索振动动力模型进行求解,并推导出索力计算公式；然后通过对张弦梁结构拉索进行计算,并分析结果,验证了多频率拟合法的适用性；最后基于理论成果研制了拉索安全监测系统。