钢筋混凝土结构是目前土木工程领域主要结构形式,现已广泛应用于房建、道路、桥梁等基础设施中。处于恶劣的环境中的钢筋混凝土结构容易受腐蚀介质侵蚀,由于钢筋锈蚀而导致钢筋混凝土建筑物耐久性不足、过早破坏甚至倒塌的现象屡见不鲜。因此开发出能够反映钢筋混凝土结构内部钢筋锈蚀状况的监测系统显得尤为重要。目前,钢筋锈蚀监测系统种类繁多,常见的有基于半电池电位法的阳极梯系统、测量应变片波长的布拉格光栅传感器等。近些年来,光纤光栅应变片、压电陶瓷、混凝土机敏材料等新型材料以其特有的传感和驱动功能越来越受到土木工程界的青睐。本文对国内外几种常见的筋锈蚀监测系统的监测原理、设计与制备以及优缺点进行了分析,在广大学者的研究基础之上,提出四种钢筋锈蚀监测传感器,并对传感器的制备和原理进行了介绍。通过特殊的制作、组装工艺制作出电阻式钢筋锈蚀监测传感器,针对并联电阻式钢筋锈蚀监测传感器制定试验方案进行论证。提出一种嵌入式钢筋锈蚀超声监测传感器并运用ANSYS软件进行超声导波数值模拟。具体研究工作如下:(1)在大、小空心钢管外表面粘贴分别光纤光栅应变片,消除温度对监测结果的影响。结合钢筋混凝土结构钢筋锈蚀模型,理论推导出钢筋布拉格光栅的波长与钢筋体积锈蚀率和质量锈蚀率、钢筋质量锈蚀率和锈胀力之间的关系,光纤光栅应变片的波长的变化可以间接反应钢筋的锈蚀状况。(2)电容式钢筋均匀锈蚀监测传感器电容腔内部的四个电极板组成上、下两个电容器,钢筋均匀锈蚀对塑料板产生向下的挤压力,电极板组成电容器可以很好的区分均匀锈蚀和非均匀锈蚀,均匀锈蚀程度可以通过电容器电容的变化来体现。(3)从理论分析了等截面和变截面电阻式钢筋锈蚀监测传感器随着锈蚀过程中钢丝电阻的变化。在工厂定制两个钢丝截面积均相等和三个钢丝截面不相等的并联式电阻钢筋锈蚀监测传感器,两个等截面传感器分别置于自来水和浓度为2%的NaCl溶液进行单面浸泡,三个钢丝截面不相等传感器用2%、4%、6%的NaCl溶液单面浸泡,电阻式钢筋锈蚀监测传感器变化较为敏感,钢丝锈断后电阻发生突变,试验结果和理论分析基本一致。(4)嵌入式钢筋锈蚀超声监测传感器的钢筋段两端设有压电陶瓷片,压电陶瓷片分别与信号发射器和信号接收器相连。利用ANSYS软件创建不同长度的的锈蚀钢筋、不同锈蚀深度的钢筋锈蚀模型,然后对钢筋及压电陶瓷片进行划分网格,将所调制的汉宁窗调电压信号加载到钢筋段发射用压电陶瓷片,分析接收端的信号幅值的变化规律。运用控制变量法进行分析,通过模拟发现随着钢筋长度的增加,接收端信号的幅值出现较晚且信号的强度得到一定的衰减;随着局部锈蚀深度增加,接收端信号的幅值衰减较快,接收端信号的幅值随着体积锈蚀率的增大而减小。此外锈蚀长度和位置都对接收端的信号有影响,通过对接收端信号的分析可以大致了解内部钢筋锈蚀信息。