压剪试验机是由材料试验机衍生出来在垂向、水平和转角加载力的复合条件下,检测桥梁支座、板式支座、盆式支座、球型钢支座等轴向及径向抗压、抗剪、转角等力学性能的专用试验机。随着桥梁建设规模与标准的提高,大吨位和超大吨位的支座使用日益广泛,但现有试验机已经无法完全满足此类支座的力学性能检测要求。因此,针对目前国内试验机的情况以及结合中原地区设备需求,进行60 MN超大吨位静动态多向加载系统及装备研发,本文主要从以下几个部分进行研究分析:（1）对试验机的主体结构进行设计,提出了一个由上横梁、底座（下横梁）、立柱、侧向反力板组合而成的新型封闭的自反力系统结构方案,避免了传统结构中立柱既受拉力又受压力的复杂工况。对转角系统、静态双剪系统、送样小车（下压板）系统设计和动态单剪系统方案进行设计,实现了试验机的多功能性,并满足单台试验机分级动静态检测的需求。（2）应用ANSYS Workbench对主体框架性能进行有限元分析,静力分析表明主体框架静态性能相对良好,刚度、强度满足工程设计要求并存在较大盈余;模态分析表明结构振动的最小频率远大于其结构工作时最大频率,而且大于后期预留高频动态检测频率2 Hz,所以设备不会发生共振。（3）运用有限元响应面优化法对压剪试验机上横梁进行优化设计,采用拉丁超立方抽样法生成试验设计样本点,根据设计结果采用多种拟合方法拟合并对精度校验,最终选择与拉丁超立方试验设计法生成试验点最为匹配的克里金法拟合响应面,然后运用多目标遗传算法进行优化得到最优解,并通过灵敏度分析对优化后的结果进行修正,使其更具有工程应用价值,优化修正后的结构在满足刚度、强度要求的基础上,比原始结构减重11.8%,优化效果明显,实现了轻量化的目标。（4）在ANSYS中对试验机立柱螺母连接的巨型螺纹副进行有限元分析,研究了螺纹副的载荷分布以及应力情况。分析了螺纹螺距、螺母径向尺寸、啮合齿数、啮合面摩擦因子对螺纹承载分布以及等效应力峰值的影响规律。最后,对重载作用下的巨型螺母承载力进行了试验验证。