随着我国社会与经济的快速发展,现代桥梁工程建设进程不断加快,桥梁的工程规模也在逐渐变大,与此同时,对桥梁的施工建设与运营维护也提出了更高的要求。尤其在特大型桥梁运营期间,需定期对其进行测量系统维护与变形监测,但考虑到特大桥的桥梁结构特点和运营期桥梁变形监测时的实际测量环境,常规测量方法在外业施测和精度控制方面往往无法满足相关要求,鉴于此,本文根据运营期特大型桥梁现场实际情况和不同的桥梁结构,探讨合理可行的特大桥变形监测方案设计,并进行应用研究。因此,本文的主要研究内容包括以下几点:第一,针对运营期特大型桥梁变形监测需要联测两岸高程基准的实际要求,探讨采用引桥桥面二等水准测量与主桥索塔间全站仪同时对向间接高差测量相结合的两岸高程基准网联测新方法,并对其可行性和精度情况进行分析。第二,特大型海中桥墩变形监测部位往往远离两岸的基准控制点,为此需要在监测部位附近的桥面上布设工作基点,而桥面上的工作基点易受桥体温度影响导致其点位不稳定,为此需要研究如何实现工作基点与岸上基准点联测和利用工作基点对结构物进行变形监测这两项测量工作同时进行,并设计配套的测量装置,从而避免工作基点位移变化对海中桥墩变形监测的影响。第三,为实现海中桥墩墩顶的水平位移监测,同时顾及运营期桥墩墩顶被桥面覆盖和监测部位周边场地窄小等实际测量条件,探讨利用桥面上工作基点和全站仪自由测站边角交会测量方法进行桥墩墩顶水平位移监测的可行性及其精度情况。第四,为对海中桥墩进行倾斜监测,同时也顾及运营期海中桥墩周边场地窄小等实际测量条件,探讨利用桥面上工作基点和基于全站仪无棱镜测距模式的极坐标测量方法进行桥墩倾斜度测量的可行性及其精度情况,并重点研究测量点坐标数据的处理与分析方法。对上述各测量工作的技术方案进行设计,并应用在杭州湾某跨海大桥运营期间的相关变形监测实际工作中,通过对实际监测结果的总结分析,证明了本文研究结果的可行性和正确性。