对在役桥梁定期进行变形检测,是桥梁检测工作的一项重要组成部分,对维护桥梁的安全性能具有十分重要的意义。目前,常规大地测量、物理传感器等常用的桥梁变形检测方法,都已经得到很大程度的发展,但其局限性也日益明显。利用三维激光扫描技术的独特优势,研究将该技术应用到桥梁变形检测领域的可靠性,并推广到整个土木工程中的结构变形监测等领域,已逐渐成为一个重要研究方向。本文从桥梁结构变形检测的实际工程应用角度出发,对三维激光扫描技术及其在桥梁结构变形检测的应用进行了如下研究工作:(1)阐述了三维激光扫描技术在国内外的发展及应用情况;对三维激光扫描系统及其技术特点进行了研究,分析了三维激光扫描技术相较于传统变形检测方法的技术优势;(2)对激光点云的误差进行了详细的研究,分析了点云精度评价的方法,提出考虑点云距离尺度参数的点云精度评价方法,并通过试验的方式对仪器进行点位精度评价,结果表明三维激光扫描仪精度满足规范要求且稳定性较好,适合长期重复测量;(3)为验证三维激光扫描技术在结构变形检测中的应用,对一拱桥模型进行静载试验并利用三维激光扫描仪扫描获取各工况模型点云。基于获取的点云数据提出从定性定量两个角度分析结构变形,实现利用三维激光扫描仪对桥梁结构进行变形检测的全过程;(4)通过MATLAB编程对获取的模型点云进行结构变形的定性分析,通过不同工况下点云色差得到结构整体的变形信息。该方法能够有效地弥补传统的变形测量方式中只能通过对单个点进行测量获取结构局部变形信息的缺点;(5)由于利用单个点云进行结构变形定量计算具有一定误差,提出了一种基于标靶圆心点云拟合计算桥梁结构变形的方法。并将通过该方法计算得到的结果与有限元软件迈达斯的模拟结果及实际测量结果进行对比分析,结果表明利用三维激光扫描技术获取的点云数据精度可靠,效率高。