由于桥梁在其使用过程中受到车辆等外力动荷载的影响而产生瞬间大幅度的动态变形,破坏了桥梁结构的稳定性,最后引发坍塌事故的发生,给人民群众的生命财产安全造成了巨大的损失。因此,对桥梁进行动态变形监测具有十分重要的意义。导师课题组已有的摄影测量动态变形监测系统,以时间基线视差法为解算模型进行了工程动态变形监测,取得了良好的效果。然而,在监测桥梁的动态变形时,关于桥梁平面与相机光轴不垂直时的桥梁动态变形监测缺乏系统的研究。因此,本文以摄影测量动态变形监测系统为基础,重点研究了基于光轴与控制平面协同变化的时间基线视差法解算方法,推导了变形点像素-真实位移空间转换表达式。该方法在保持光轴与控制平面垂直的情况下,可以在桥梁平面与相机光轴不垂直时,甚至在小锐角的情况下,求得变形点的变形值。为验证该方法的可行性,本文首先在校内进行了多次验证试验,然后进行了凤凰山路桥以及高架桥动态变形的监测探索实验,并对桥梁变形进行了分析与拟合预测,得到以下主要研究成果:(1)研究了非量测数码相机进行动态变形监测以及数据处理的理论基础,并通过不同摄影距离的变形实验,分析了相机的测量误差以及测量误差随摄影距离变化的演化规律。(2)建立了基于光轴与控制平面协同变化的时间基线视差法解算模型,通过实验发现,该方法解算的变形值在竖直方向上平均误差为0.79mm,相对误差为0.42%,最大误差为1.28mm,在水平方向上平均误差为1.06mm,相对误差为0.57%,最大误差为2.85mm,并且分析了倾斜角度对于竖直方向与水平方向解算值的影响。(3)进行了凤凰山路桥与R1线高架桥的动态变形监测实验,对桥梁变形进行分析及拟合预测,实验验证了利用基于光轴与控制平面协同变化的时间基线视差法在桥梁平面与相机光轴不垂直甚至小锐角情况下监测桥梁动态变形的可行性。本文研究拓展了摄影测量动态变形监测系统的应用范围,进一步丰富了时间基线视差法的解算方法,为其在摄影机光轴与桥梁非垂直状态下的变形监测应用提供了一整套可参考的实验与解算方法。