混凝土结构失效会造成巨大的经济损失,而钢筋锈蚀是造成混凝土结构失效的最主要的原因之一。近年来,光纤传感技术以其良好的耐久性、抗电磁干扰性、高灵敏度和耐腐蚀性等优点,光纤传感器的研发已成为国内外科研领域的热点问题。然而,传统光纤传感技术在混凝土结构监测的应用中存在温度干扰较大和服役寿命短的问题。因为裂缝产生后的后期监测至关重要,较短的服役寿命无法满足全寿命期的监测需求。因此,针对上述问题,开发出排除温度干扰、满足钢筋各阶段监测要求的传感系统,具有较高的工程价值。本文开展的主要工作如下:(1)介绍了近年来光纤传感技术的主要研究进展,总结并分析了传统钢筋锈蚀监测技术的优缺点,从而归纳了新型的光纤光栅传感器的发展方向;提出了多预警点分析流程:首先,通过有限元仿真得到变形预警点,光栅波长间距约为0.4037 nm;其次,设置加速锈蚀预警点,光栅波长间距约为0.8223 nm;最后,设置了基于结构力学理论推导的极限锈蚀预警点,波长间距约为4.3260 nm。(2)在传统FBG监测的基础上,采用特殊光栅结构——氢氟酸部分腐蚀方法,提出了一种适用于全寿命期钢筋锈蚀监测的光栅传感器,消除了温度变量对测量信号的干扰,实现了单一应变变量的测量,在监测应变量程为3600με的情况下,灵敏度可以达到0.0013 nm/με,满足钢筋锈蚀全寿命监测的需求。基于此分析方案,通过电化学加速腐蚀实验对传感器的性能进行了评估,通过实验发现腐蚀监测传感器的实际监测量程为3462με,依据法拉第电解定律与钢筋结构损失模型,分析对比得到传感器的测量准确度处于71%和95%之间。(3)基于腐蚀预测回归分析,设计监测模型建立流程,形成规范化的腐蚀趋势预测体系,制定腐蚀预测模型的评价标准,结合钢筋混凝土腐蚀数据,验证腐蚀趋势预测模型的可行性,基于本文提出的多预警点理论,标定符合实际的钢筋极限锈蚀预警点,指导实际钢筋混凝土结构的检修与维护。