随着“物联网”、“智慧城市”、“人工智能”等概念的提出与发展,土木工程领域的结构健康监测得到越来越多的关注与应用。拉索的索力实时监测是索结构工程健康监测的重要组成部分,索力值是衡量索结构工程安全状态的关键参数。光纤光栅以其抗电磁干扰、体积小、耐腐蚀等优点受到了国内外索结构领域学者的广泛关注。针对目前光纤光栅传感技术在索力测试中存在适用条件、灵敏度不足等问题,例如智能拉索、光纤光栅测力环等需要在拉索制造过程或张拉前完成安装,常规光纤光栅应变传感器由于解调精度受噪声影响,对既有拉索在荷载作用较小情况下,应变灵敏度不足以识别当下变形。本文开发了一款超高灵敏度工程化光纤光栅索力传感器。通过理论分析、有限元模拟以及标定试验证明该索力传感器的良好性能;建立由于锚具、卡箍产生的应变传递系数为工程测量结果进行修正;最后对该索力该传感器的工程适用性进行验证。主要研究内容如下:(1)超高灵敏度工程化光纤光栅索力传感器的开发:介绍传感器增敏原理,通过改变传感器结构分布实现灵敏度可调,针对具体工程对象设计适用灵敏度,且通过调节达到超高灵敏度。采用夹片式锚具对GFRP材料端部进行夹持,解决其抗剪性能差的问题,并对锚具的锚固机理及参数选取进行分析。(2)超高灵敏度工程化光纤光栅索力传感器的制作与受力分析:采用GFRP材料直接对光纤光栅进行封装,提高光纤光栅传感器的耐久性、工程适用性及可操作性;采用GFRP筋制备工艺——拉挤成型工艺对传感器进行制作。通过数值模拟分析制作完成后的索力传感器整体增敏效果、锚固过程中夹片式锚具的内部受力状态以及由于锚具及卡箍存在产生的应变传递损失。(3)超高灵敏度工程化光纤光栅索力传感器的工程适应性验证:在对索力传感器的基本感知特性进行标定测试,得到灵敏度等相关参数的前提下,采用钢绞线拉伸试验模拟拉索变形,验证该索力传感器的工程适用性。结果表明该传感器能够实现超高灵敏度且传感性能良好,具备工程适应性,可实现索结构工程索力动态实时监测。