三维激光扫描技术目前广泛应用于逆向工程的工业检测、文物古迹保护、地形地貌测绘、数字城市可视化等,而在变形监测方面较多地应用于矿山边坡、基坑岩体等工程以及房建、工厂等构筑物。然而,该技术在桥梁变形监测的研究案例较少,且缺乏成熟的理论体系与数据处理手段。因此,针对桥梁变形监测研究该技术的应用,充分发挥出技术优势,具有较高的理论指导意义和工程应用价值。本文系统阐述了国内外三维激光扫描技术与桥梁变形监测的研究背景与研究现状,在总结该技术的工作原理与特点分类的基础上,利用高精度全站仪与TSP定位系统对Faro X330扫描系统建立校验场进行基于距离和分辨率的点位精度研究,以及对点云处理相关算法进行研究,提出基于Delaunay三角网格法的建模对比和基于改进RANSAC算法直线拟合的变形分析方法,并针对桥梁的桥塔挠度与桥面挠度设计监测方案,主要研究成果如下:西丽大桥桥塔在长期与短期内都遵循动态挠曲,在顺、横桥向既有增长又有回调的规律,塔顶位移幅度集中在5~7mm以内,而桥面下挠曲线能反映平滑线型且挠度集中在0~-4mm以内。而与传统水准测量的监测结果对比发现,三维激光扫描技术自身误差、监测点布置、监测周期选择都将影响测量结果。本文研究成果验证了三维激光扫描技术在桥梁变形监测上的可行性,可供类似工程提供参考借鉴。