大跨径钢桥的桥面铺装常常出现纵向裂缝、横向裂缝、粘结层失效或脱层等病害，针对这些问题，国内外科研人员从铺装层受力的角度，进行了大量的研究工作。本文以福州市鼓山大桥与螺洲大桥为背景，采用有限元分析软件ANSYS10.0建立有限元力学模型，对其桥面铺装进行力学分析。首先进行钢桥面铺装层病害分析与材料分析，阐述铺装结构采用双层铺装体系的优越性，介绍鼓山大桥与螺洲大桥所采用的两种不同类型的铺装结构设计方案，并说明进行有限元分析时所选取的程序、模型以及单元类型。其次建立正交异性钢桥面板铺装层这一简化模型，分析铺装层破坏的控制指标及其对应的最不利荷位，再进一步缩小简化模型尺寸范围，然后分析钢加劲梁应力与变形以及重车荷载和车辆荷载的水平力对铺装层受力的影响。分析结果表明钢加劲梁初始应力对铺装层表面最大竖向位移、铺装层表面最大拉应力与粘结层最大剪应力均有显著影响；钢加劲梁变形对粘结层剪应力影响显著；重车荷载将使各控制指标均急剧增加；车辆荷载的水平力则对铺装层表面纵向拉应力与粘结层纵向剪应力影响显著。再次探讨采用钢纤维混凝土下面层的铺装结构形式时，栓钉剪力连接件的布置方式、高度、直径和铺装层下面层厚度对铺装层受力的影响，并给出相应的合理取值。分析结果表明，螺洲大桥铺装层下面层厚度取50mm，栓钉剪力连接件间距300mm×300mm，且横桥向布置于U型加劲肋中部，直径10mm，高度45mm时对铺装层受力较为有利。最后，根据浇注式沥青混凝土、改性沥青SMA、环氧沥青混凝土以及钢纤维混凝土的特性进行铺装结构形式组合，分析不同铺装结构形式的受力性能，得到下层浇注式沥青混凝土上层环氧沥青混凝土的铺装结构形式是一种良好的铺装方案，同时着重分析其上下层厚度的合理取值，并将其与钢纤维混凝土下面层的铺装结构形式进行比较。