桥梁在荷载作用下的变形是结构刚度的直接反映,荷载与环境的作用、结构材料的变异均可以通过挠度表现出来。挠度是桥梁设计、检测以及监测中重要的控制性指标,所以桥梁挠度监测具有重要意义。对于现有桥梁挠度长期监测技术的局限性以及长期在线实时监测的巨大挑战,打破现有技术瓶颈,研发新型挠度监测技术为桥梁长期监测服务,具有一定的学术意义与工程实用价值。本文首先分析了桥梁长期挠度监测的研究背景及意义,介绍已有桥梁挠度监测技术理论及优缺点,总结了目前挠度长期监测中存在的问题及面临的挑战。在系统介绍光纤传感器及塑料光纤的基础上,尝试采用韧性、耐久性以及稳定性都很优异的塑料光纤作为传感元件,研发基于塑料光纤光通量变化的连通管式挠度长期监测系统。该系统通过塑料光纤中光通量的变化来感知液位的高低变化,利用光电转换装置将其转化为电信号,通过对电信号的测量实现连通管挠度的自动监测。该系统不仅为桥梁挠度的长期监测提供新的解决方案,同时也是基于全桥光纤传感的结构健康监测系统的重要组成部分。论文的主要研究工作和结论包括:1.分析了塑料光纤产生损耗的原因,并介绍了光纤损耗理论及其在传感方面的应用,推导了基于纵向光纤间距与光强损耗之间的关系式,并在此基础上设计了基于光通量变化的塑料光纤液位传感元件;2.设计并制作了塑料光纤液位传感元件,制作过程采用热切法切割光纤,以保证光纤切割端面的平整度;采用U型玻璃管对塑料光纤定型,并可将光纤与待测液体隔离,提高了传感器的稳定性和适应性;将传感区域置于内壁光滑的塑料管内,确保了U型光纤的上下移动能准确反映液面的升降;3.对设计的塑料光纤传感元件进行了液位测量实验,结果表明传感元件在20mm液位测量范围内具有较好的线性度,其相关系数在0.98以上,灵敏度为0.44d B/mm。对传感元件结构参数进行分析,可知塑料光纤的芯径D越小,光纤之间间隔个数n越多,传感元件的灵敏度越高。通过不同温度条件下的液位测量实验,验证了该传感元件具有较好的温度适应性和稳定性;4.将塑料光纤液位传感元件嵌入连通管装置中,搭建了用于简支梁的塑料光纤挠度监测系统,并与现有的LVDT传感器进行挠度测量对比实验。结果表明,二者测量结果基本一致,相对误差在3%以内,可以满足工程测量要求。