桥梁作为一种重要的交通基础设施对工业生产和人民生活具有不可取代的重要作用。然而,由于持续承载车辆导致其受到应变,使得桥梁容易产生变形、断裂甚至坍塌,对于人民生命和财产安全造成严重威胁。因此,对其结构健康进行有效的监测具有非常重要的意义。分布式布里渊光纤传感可以实现长距离的空间连续测量,具有传统点式传感技术不可比拟的优势,可以用于对大型建筑结构进行分布式温度和应变测量。针对目前桥梁结构健康监测中测量距离和空间分辨率无法兼顾的技术瓶颈问题,本文以分布式布里渊光纤传感为核心,以铜陵长江大桥为研究对象,对其进行了分布式应变测量研究。具体研究内容如下:首先,介绍了分布式布里渊光纤传感的基础理论,说明了布里渊散射的传感机理,推导了布里渊频移与应变或温度之间的关系;论述了布里渊光时域分析(Brillouin optical time domain analysis,BOTDA)传感技术在高空间分辨率、超长距离以及超快测量等方面的研究方向。其次,对裸光纤、紧套光纤和松套铠装光纤分别进行了拉伸应变及温度特性测试,获得了其布里渊频移的应变系数与温度系数。根据实验结果分析了不同封装结构光纤的应变和温度特性,并对比其耐久性、测量量程和机械强度等特性讨论了它们的适用范围,为传感光纤选型提供了理论依据。最后,将差分脉冲对布里渊光时域分析技术应用于大跨度悬索桥的结构健康监测,并以铜陵长江大桥为研究对象,实现了5 cm高空间分辨率的1000 m量级全桥应变分布式测量。采用提出的开槽式胶粘布设法对全桥进行连续的传感光纤布设,并通过设计一系列不同的车辆荷载形式改变大桥所受的应变情况,分别测量了各种荷载情况下全桥的应变分布,并对测量结果进行了分析。此外,对系统的测量误差和温度误差补偿进行了讨论。