依托某悬索桥长期的健康监测数据,归纳总结监测时间内桥梁的位移、应力、索力和振动频率的变化规律,利用优化后的灰色预测模型对各监测内容的最大值进行预测;结合有限元计算结果,建立预警体系,确定预警指标及其对应的阈值;根据桥梁安全状态的划分等级和各指标的权重,使用灰色理论的白化权函数求得各监测项目的聚类系数,并根据灰色聚类评估方法逐步完成桥梁安全状态的评估,为桥梁的日常养护维修和安全运营提供参考依据。主要研究过程及结论如下:首先,通过查阅资料了解健康监测与安全状态评估的发展状况,掌握现有评估体系中的优缺点。根据桥梁的受力特点确定健康监测的项目,利用有限元模型,计算主梁位移、内力影响线和各构件的内力影响线,根据影响线确定各构件的最不利荷载位置和合理的测点位置。通过数据处理系统对监测信息进行统计分析,完成健康监测系统的建立,实现监测系统高效的运行,该系统长期的监测数据为后续建立预警体系和桥梁安全状态评估提供了重要依据。其次,研究灰色预测模型的原理方法,分析归纳灰色预测模型的长处与不足;根据马尔科夫理论的具体计算过程,归纳总结了该模型特有的性质以及具有标志性的转移概率矩阵。为了使得预测的结果更加准确,使用马尔科夫模型对灰色预测模型的结果进行优化,得到优化后的灰色预测模型,并且在预警体系中使用该预测模型进行结果预测。结果表明,相比于传统的灰色预测模型,优化模型具有更好地预测精度,优化模型的预测结果能够更好地吻合实际监测数据的变化规律。使用历史数据进行统计分析,确定两级安全预警指标,计算统计参数,确定合理的黄色阈值范围;通过对桥梁的结构分析,根据影响线确定的最不利位置与相关规范荷载的组合进行加载,将最不利荷载作用下的有限元计算值作为安全预警的红色阈值,逐步创建完整的预警体系。结果显示,存在极其少数的监测值超出黄色阈值的范围,但是能够快速地恢复到黄色阈值的范围内,超出黄色阈值的监测值远离红色阈值的安全范围,无数据超出红色阈值,说明安全预警指标合理。最后,基于健康监测数据对桥梁安全状态进行分析研究,利用层次分析的方法确定整体的评估结构,根据判断矩阵确定最中间层次的权重,下层权重根据有限元计算的理论值确定。依据实时监测数据确定监测指标的分值,使用灰色聚类评估方法进行逐层评估,最终完成了桥梁安全状态的评估。评估结果表明,该桥的整体状况良好,各结构的工作状态稳定,评估结果符合桥梁的基本状态,该评估方法在实际工程中具有一定的实用价值。