索承网格结构日趋新颖和复杂的结构形式在给建筑理念和结构设计不断带来创新的同时,也使得索承网格结构在施工过程中面对着前所未有的风险和挑战。因此,针对索承网格结构在施工阶段和运营阶段实行有效、实时和长期的跟踪监测将会带来巨大的工程效益,并同时具有十分重要的社会意义。为将事故风险降至最低,预防和杜绝工程安全事故的发生,结构健康监测被应用于索承网格结构的安全状态评估中。而结构健康监测系统最前端也是最基础的一个重要组成部分便是传感器系统,本文以光纤传感器作为研究对象,根据测量范围的不同将其分为准分布式光纤传感器与分布式光纤传感器,结合实际工程需求,展开了一系列的相关研究并应用于实际工程中,主要内容及结论如下:(1)准分布式光纤传感器中最具有代表性的便是光纤布拉格光栅传感器,其发展最为成熟、商业化程度也最高。但是受到光纤自身特性的限制,光纤光栅传感器对应变与温度同时敏感。而索承网格结构施工期十分漫长,温度对于结构的影响不可忽视。因此本文从光纤光栅的基本传感原理出发,利用负热膨胀材料的热缩冷胀效应抵消温度对光纤造成的影响,设计出一种新式的封装结构,使得光纤光栅应变传感器具有低温敏的特性。实验室性能测试结果和工程实例数据均表明该传感器能够更可靠有效地满足温度变化较为明显环境下的应变监测需求。(2)分布式光纤传感器最突出的特点和优势在于较长的传感距离,可以对结构进行覆盖式测量,本文利用基于光频域反射技术(OFDR)的分布式光纤传感器对索承网格结构中两种基本形式的结构:杆和板,展开了位移重构的相关研究。在杆结构位移重构研究中,从二维平面理论出发,推导得出杆结构在三维空间内的位移重构算法,通过模型计算和试验验证了该算法的有效性和精度;在板结构位移重构研究中,基于应变花思想提出一种新的分布式光纤传感器布设方案,利用逆有限元算法实现了板结构的位移重构。(3)针对索承网格结构施工过程进行有效、实时的全结构跟踪监测是一个迫切需要解决的重大工程问题并将产生巨大的社会经济效益。索承网格结构自身的结构特点导致了需要数目繁多、多种类型的传感器实时同步监测才能较为全面地反映结构安全信息,本文为解决不同工作类型的传感器之间信号同步解调和采集的问题,引入多类型同步数据采集设备,真正意义上实现了一台设备实时同步采集所有传感器的信号。并以郑州奥体中心体育场作为工程背景,对其关键施工阶段的结构力学行为进行了跟踪监测,分析了结构在不同施工阶段的表现并给出了相应的结论。