对大型复杂工程结构进行实时健康监测,及时识别结构的累积损伤并评估其使用性能和寿命,建立相应的安全预警机制对可能出现的灾害提前预警,不仅对提高结构的安全性和可靠性具有重大的科学意义,并且可以降低结构的运行和维护费用,具有可观的经济价值。实时监测结构的健康状况并评估其安全性已经成为未来工程建设的必然要求,也是21世纪人类亟待解决的重要课题。本文针对土木工程中一些结构在实际工作状态下应力应变比较大,现阶段光纤光栅传感器还不能满足这类工程监测需求的现象,开发出能够满足这类工程监测需求的大量程光纤光栅应变传感器。同时对这种新型传感器进行了试验标定和应用,得到了传感器相关的测量精度和误差范围。本文在已有光纤光栅应变传感器的原理基础上进行技术创新,建立了大量程光纤光栅应变传感器的基本理论。在这种基本理论的指导下设计出了一种新型的传感器封装形式。与以往的光纤光栅应变传感器相比,这种新型传感器能够将待测构件传来的应变通过传感器成倍数的削弱后再传递给光纤光栅,保证了光纤光栅承受的应变不超过其极限抗拉应变,增加了传感器的应变测试范围。结合传感器的应变传递过程,分析出了导致实际封装的传感器参数与设计值之间存在偏差的原因,并标定出传感器的实际测试量程和精度。这种新型光纤光栅传感器体积小、结构简单、稳定性和可靠性良好、便于安装,具有光纤光栅传感器所有的优点。针刘不同形状的待测构件,可利用不同形式的传感器支座,使传感器能够有效监测到构件的受力状态。本文成功的将大量程光纤光栅传感器安装到预应力钢绞线表面,有效地监测到了钢绞线张拉过程中的受力状态。由于钢绞线不同于普通钢筋,不能将传感器焊接到钢绞线上,本文还设计了一种弧形支座,便于大量程光纤光栅应变传感器安装到钢绞线上。结合钢绞线的受力形式,分析了传感器测量的应变值与实际值之间的关系,提出修正偏差的方法。本文课题组成员利用光纤光栅混凝土应变传感器和光纤光栅温度传感器,对沈阳市文化艺术中心主体混凝上结构进行了施工阶段的监测,并在监测过程中解决了光纤光栅传感器工程应用存在的一些难题,取得了良好的监测结果。为施工质量的控制和安全施工提供了宝贵的依据。