基于实测车流荷载数据进行在役桥梁结构响应分析与可靠性评估,是真实掌握桥梁运营荷载状态及结构安全性的重要手段,目前这一研究主要针对桥梁单一力学状态的可靠性分析（弯曲、剪切、轴拉等）。然而,桥梁在外部荷载作用下通常会出现复杂的力学行为,如弯剪复合、压弯复合、弯剪扭复合等,复合受力往往会成为控制结构安全的重要失效模式。目前针对结构复合受力主要关注抗力层面,通过试验手段研究给定构造设计的抗复合受力的需求;然而,随机交通荷载作用下桥梁的内力效应也呈现复合特征,这一规律未引起足够重视,在当前我国超载重载非常严重的情势下,这一问题对在役桥梁的结构安全尤为关键。为此,本文主要开展了如下研究:（1）建立了梁桥弯剪复合受力的概率可靠性评估方法,形成了基本评估框架。首先,给出了弯剪复合受力的桥梁可靠性评估主要内容及关键技术;其次,本研究针对复合受力的可靠性评估方法归纳了两种策略:一是基于失效路径推导出最不利可靠度计算平面的路径法,二是采用Lamé曲线模型建立弯-剪复合失效的功能函数方法;最后,针对构建功能函数所对应的多变量非线性极限状态方程,通过基于梯度直接微分的非线性计算方法（i-HLRF）求解桥梁的弯-剪复合的可靠度指标,并通过算例验证了这种可靠度计算方法的精确度在0.1%内并且具有良好的收敛性。（2）针对量大面广中小跨径桥梁承受超载车作用的安全性问题,研究了超重车作用下桥梁复合受力行为的可靠性评估。首先,基于AASHTO推荐的MCFT理论建立弯剪耦合抗力的概率模型;其次,结合实际地点的车辆荷载WIM数据,建立了超载车荷载模型,并分析了超载车作用下弯剪复合荷载效应的分布规律;最后,分别采用路径法和Lamé曲线功能函数法,结合某一工程案例详细说明了关键控制截面的弯剪复合受力的结构可靠性。研究结果表明:在这些弯、剪效应都较为显著的截面,弯剪复合作用的失效概率要大于纯弯或者纯剪等单一作用。（3）为准确反映桥梁实际服役中复合受力行为的时间演变特性,开展了随机车流作用下的概率可靠性评估。首先,以我国某单向两车道高速公路的WIM数据为基础,借助极值理论构建了复合荷载效应模型,并按论文建立的复合受力行为的基本评估框架对上述工程案例进行可靠度指标计算比对;然后根据现有掌握的桥梁运营荷载信息及结构性能退化情况,结合修正压力场理论建立弯剪抗力退化时变模型,分析桥梁在弯剪复合受力状态下的时变可靠性。结果表明在实际日常运营过程中,考虑弯剪复合受力的状态下比单一受力状态更不利且随运营时间增长影响更大。论文分别建立了重载车辆及随机车流作用下复合受力行为的概率可靠性评估体系,通过某一工程案例详细说明了该评估体系的实施过程与效果。虽然研究对象集中于梁桥的弯剪复合受力问题,但相关研究思路可以推广于任意复合受力失效模式的桥梁结构在随机荷载作用下的安全评估分析,这为改进现有规范的设计理论和方法,厘清桥梁结构在复合受力行为下的概率可靠性评估提供了参考。