光纤Bragg光栅传感器(FBG)因其高灵敏度、高精度、体小质轻、易复用、可埋入智能材料等独特的优点,被广泛应用于桥梁结构健康监测中。本文首先采用ANSYS有限元仿真软件分别搭建了FBG在均匀轴向应力和温度作用下的仿真模型,并进行传感仿真分析,仿真计算结果表明:对于中心波长为1550nm的FBG,有限元计算的应变灵敏度系数为1.201pm/,温度灵敏度系数为10.1306pm/℃,与理论计算较吻合。然后选用管式封装与聚合物封装相结合的封装方式制备了两只增敏型FBG温度传感器,并采用Bayspec公司的FBGA解调模块与C#语言搭建光纤光栅解调平台,在此基础上采用水浴法对两只封装的FBG进行升降温感知实验。实验结果表明:石墨烯水分散液封装的FBG温度灵敏度为21.5pm/℃,接近于裸光栅的2倍,多壁碳纳米管封装的FBG温度灵敏度为27.7pm/℃,接近于裸光栅的2.7倍。在对桥梁结构进行应力监测之前,简要地介绍了传感器在桥梁结构健康监测中的优化布设准则,同时探讨了基于静力传感器的应力、裂缝以及剪切力问题。并以一座简支梁桥为数学模型,推导出优化目标函数。最后将该布设理论应用于一座小跨径的实际桥梁,结合桥梁的有限元应力分析结果与桥梁实际特点进行传感器布设优化,同时采用长标距FBG传感器进行相关应力监测,最后采集应变数据分析。证实了该布设方案的可行性,且长标距FBG传感器可实现对桥梁结构的整体应力监测。