激光超声是使用脉冲激光在材料表面激发产生超声波在结构表面和内部同时传播,能够克服传统超声换能器的诸多不足,且具有非接触激发、频带宽和多模态等特点,对材料表面、内部微裂纹或缺陷具有良好的检测效果,被认为是一种方便灵活,且具有应用前景的无损检测技术。本论文将激光超声方法用于土木工程结构,特别是钢桥板结构的无损检测中,主要研究内容如下:首先,给出了激光激发超声的基本机理,分析了热弹性和融蚀性两种不同的激光超声激发机制,得到了均匀各向同性固体中激光激发超声波传播的物理模型,介绍了四种常用的激光超声检测方法的工作原理。其次,基于有限元热弹耦合分析方法对激光作用于金属板材进行数值模拟,详细分析不同网格尺寸、板厚、线源半宽及激光脉宽下节点的位移响应时程,得到了不同参数对激光超声信号的影响规律,由此可采用更合理的参数设置来获得更高效率和信噪比的超声位移信号。随后通过集成脉冲激光器、振镜、信号采集系统以及LabVIEW软件平台,搭建了具有自动扫描功能的激光超声系统,可用编程电压对振镜进行控制,使用信号发生器对激光器进行控制并进行同步信号数据采集与存储,实现了激光超声激发与接收的功能。最后,采用激光器外控的方式,进行了激光超声点射试验,并进行了时程分析、频谱分析和小波时频分析,获得了传播速度和各个时刻的频率成分等基本参数。随后,利用搭建好的激光超声扫描系统对有无损伤的铝板板面进行区域辐照扫射,根据声学的互易性,获得了整个波场的信息,通过波场成像方法,再现了波形传播的整个过程,并对圆孔缺陷和细长的裂缝缺陷进行了损伤定位成像。并进一步利用激光超声方法对焊缝开裂的T型桥面板进行了线性扫描试验,对焊缝裂缝进行了有效的识别与定位。