三维激光扫描技术能以散乱的密集点云形式收集高分辨率地表信息,提供高精度、高密度的目标地物表面描述,可以清晰表达地面点及地表建（构）筑物的三维空间信息。多期扫描数据经过坐标转换后进行对比分析,获取地表沉陷数据的同时,也可以得到地表建（构）筑物的整体姿态变化及局部变形。同时,对桥梁在矿区地表下沉过程中的受力情况进行模拟分析可以对桥梁整体及局部形变的结果进行验证,并对可能产生的桥梁、地表变形不同步的情况进行解释。然而,由于三维激光扫描所获得的点云数据中会包含扫描区域所有地物,在进行地表建（构）筑物局部形变分析时,需要进行有效的点云分割工作。本次研究获取峰峰矿区羊东矿08202工作面与08201工作面之间的铁路桥两期点云数据,通过两期数据对铁路桥进行局部形变分析,之后建立桥梁有限元模型,通过模型分析结果对桥梁局部形变进行验证。主要研究成果如下:（1）在工作面开采过程中,采集位于沉陷影响区内两期桥梁点云数据,并以首期为基准,使用ICP迭代算法对两期桥梁点云进行配准,并展示桥梁整体位移与桥梁结构微变形。（2）标记桥梁点云中结构点云数据,利用神经网络中多层感知器方法对标记桥梁点云数据进行训练,提取两期数据中的钢结构点云。计算桥拱钢结构特征点位移,并对钢结构底边线进行特征线拟合、长度提取工作,分析钢结构的位移、旋转移及拉伸情况,得到桥梁局部形变。（3）使用ANSYS软件对桥梁进行数值模拟工作。根据桥梁实际情况建立几何模型,根据桥梁结构和用料选择三维实体单元,相关参数结合实测现场的实际情况。将实测获得地表沉陷等值线作为边界条件施加到桥梁模型底部进行数值模拟计算。模拟出桥梁变形时应力分布情况,同时对应实测数据提取结果,提取桥梁桥墩、钢结构、桥拱以及桥面应变。对比桥梁结构变形在实测数据以及数值模拟中的提取结果,通过证明数值模拟分析下,桥梁位移趋势与实测数据分析结果相同,证明模拟结果与实测数据吻合。（4）跟据桥梁局部变形和地表变形提取结果,同时结合模拟分析获得桥梁应力分布情况,分析地表与桥梁协同变形,可知地表变形对桥梁产生如下影响:在采动区地表下沉期间,桥梁受地表移动影响产生不均匀下沉,自北向南桥梁局部下沉量逐渐减小;同时产生顺桥向水平向北的位移,在此过程中,桥梁北侧桥面受到挤压产生隆起,两侧立面产生裂缝,同时,桥面发生横向偏转。本论文共有图50幅,表24个,参考文献93篇