本发明公开了一种大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测系统，包括：可视化管理模块、档案资料模块、在线监测模块、人工巡检模块、诊断预测模块、养护维修模块、数据交互模块、PHM数据库，本发明还提供了一种大跨度铁路桥梁的基于PHM的故障诊断预测方法。本发明的有益效果为：采用3S网络架构、BIM与GIS技术关联和存档设计、施工、运营及维护信息，通过对列车、轨道、桥梁、及桥梁环境的综合监测及人工巡检信息的大数据处理来实现对桥梁病害的诊断与预测，及对桥梁健康状况的评估，为桥梁的维护提供决策依据。