管道作为一种高效的输送装置,广泛存在于市政工程和工业运输场合。在地下盐穴储气库中,造腔管柱所处的环境中外界载荷复杂多变,非常容易导致管柱发生弯曲变形,从而对盐穴储气库的安全运行造成隐患。对造腔管柱进行实时的变形监测,对降低生产成本,预防安全事故等具有重大的意义。传统的管道弯曲监测技术由于适用条件严格,监测范围小,且多为离线监测等缺点,难以实现对造腔管柱这种大直径管道的高精度、实时性弯曲变形监测要求。光纤布喇格光栅（Fiber Bragg Grating,FBG）由于其精度高、组网方便、传输距离远、实时性强的优点,在弯曲变形监测领域备受青睐。本文旨在研究一种基于FBG的管道弯曲监测系统,能够实时对不同参数的管道实现高精度的弯曲变形监测,主要的研究工作如下:（1）从FBG的应变测量原理和形状传感关键技术出发,研究了基于FBG的管道弯曲监测系统的传感器布置方法,提出将FBG传感器在管道表面进行特定排布来进行空间曲率测量的思路。（2）研究了依据管道截面离散曲率信息的曲率连续化方法和管道弯曲重建算法。针对管道的弯曲重建方法进行了仿真试验与分析,从算法的精度、实时性的角度进行定量分析,对比了不同插值方法的优劣,发现三次样条插值的精度最高,线性插值速度最快,同时也验证了利用三维重建算法对管道弯曲重建的可行性。（3）针对管道弯曲重建的精度,利用有限元软件对管道进行模拟弯曲试验。从重建误差和解调仪可用波长的角度,确定了传感器的最佳布置点数为9个;从管道参数的角度,结合管道弯曲截面椭圆化理论,探究了不同管道参数对弯曲重建算法精度的影响,发现薄壁（d/t＞50）管道会显著影响重建算法的精度;针对薄壁管道的弯曲感知提出了一种改进型算法,仿真结果表明,改进型算法能够有效提高薄壁管道的重建精度,误差的均方根值最大降低了56%。（4）设计了一套管道弯曲重建系统,对不同参数的管道模型进行了弯曲重建实验,通过测量仪器获得管道的真实弯曲挠度和角度,将重建结果与真实结果进行对比。在挠度实验中,4种管道的均方根误差均低于0.15 mm,方向实验中,最大的绝对误差为1.84°,证实了本文管道弯曲重建算法的有效性以及管道参数对弯曲重建精度的影响规律。（5）设计了一种适用于管道弯曲监测的FBG应变传感器,对传感器封装结构进行了设计,并且对设计完成的传感器进行了实际封装制作与性能测试。测试结果表明,FBG应变传感器可以在-2000με-+2000με的范围实现应变测量,其平均灵敏度为1.77 pm/με。