钢-混组合桥面系具有自重轻、易于运输、便于安装、受力状况好等优点,在我国大跨桥梁建设工程中应用广泛。随着整体交通车流量的日益增长及车流量地域分布的差异性,在进行桥梁结构设计时,单一的按照规范并不能很好的进行车辆活载效应计算。另外,随着大跨桥梁跨径的逐步增大,桥梁结构型式及构造尺寸对跨径的影响越来越大,选取合适的桥梁结构型式及构造尺寸对提高桥梁跨径至关重要。本文以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为例,利用动态称重(WIM)系统采集实际车辆荷载信息,等效为车辆荷载后进行了活载效应分析,并与按规范选取计算的车辆活载效应进行对比;考虑到组合桥面系构造参数对自身受力的影响及如何选取构造参数的最优取值,以Workbench为计算平台,结合正交试验设计与响应面法理论,完成了针对钢-混组合桥面系构造参数的敏感性分析及优化设计,为今后同类型桥梁设计提供借鉴参考,具体工作内容如下:(1)基于该桥16年6月到16年8月这3个月的WIM数据,参照规范的概率设计方法得到实测的轴重标准值。对比实测车辆荷载标准值作用和规范车辆荷载标准值作用下钢混组合桥面系截段有限元模型的静力荷载效应,结果发现实测车辆存在超载,如按现行规范设计,在实测车辆荷载的循环作用下主控车道的使用寿命将远低于设计值;(2)以该桥钢-混组合桥面系为研究对象,采用正交试验设计法,主要计算混凝土桥面板厚度、混凝土弹性模量、钢纵梁高度及钢桁架高度对钢-混组合截面受力状态的影响,确定了组合桥梁结构对上述参数的敏感性顺序;(3)以参数敏感性分析结论为基础,结合响应面优化理论,采用大型通用有限元软件Workbench对钢-混组合桥面系截面进行优化,优化后钢-混组合桥面系质量M较优化前减小了约8.86%,仿真计算结果与基于响应面法计算得到的预测值一致。在保证桥梁结构服役期的安全使用性能前提下,减小了组合截面构造参数尺寸、节约了工程造价,为高层次的设计者提供桥梁结构的概念设计模型。