近20年来,我国高速铁路得到了飞速的发展,新建了许多条高铁线路,高铁线路基本以高架桥梁的形式建设。其中尼尔森体系钢管混凝土拱桥由于其具有很大的横向和竖向刚度,整体性能好,具有很好的动力性能,行车舒适平稳这些优点,使得尼尔森体系钢管混凝土拱桥在高铁当中应用越来越广泛。但我国对尼尔森体系钢管混凝土拱桥的健康监测研究相对还较少,为确保桥梁结构的安全运行,防止损伤坍塌等灾难事故的出现,针对尼尔森体系钢管混凝土拱桥健康监测及安全评估系统的建立进行研究便具有重要工程和学术意义。本文首先介绍了尼尔森体系钢管混凝土拱桥的概念、起源及国内外发展状况,对这种桥梁的结构特点进行了分析,然后对桥梁健康监测的基本概念、必要性、国内外的发展过程及内涵和意义进行了阐述,另外介绍了本文的工程背景,对本文研究的目的及意义进行了进一步说明。其次,利用有限元软件Midas2012对工程背景当中的某尼尔森体系钢管混凝土拱桥进行了Midas建模及模型分析。对某尼尔森体系钢管混凝土拱桥进行了应力、应变、及温度影响的分析,研究了某尼尔森体系钢管混凝土拱桥结构受力最不利的构件和位置和影响因素,以此为后续健康监测提供依据。结合模型受力分析及以往的经验,设计了桥梁健康监测方案,对桥梁健康监测系统的组成作了说明介绍。最后,本文详细介绍了层次分析法及变权的层次分析法,利用层次分析法建立了某尼尔森体系钢管混凝土拱桥的安全性评估模型。上述研究结论可为同类型尼尔森体系钢管混凝土拱桥健康监测及安全评估系统的建立提供借鉴和参考。