桥梁建设飞速发展的同时大量在役桥梁出现的耐久性低、使用寿命短、维护成本过高的问题已经越来越引起桥梁工程界的关注,改变传统设计观念、加强桥梁运营期养护管理已成为桥梁发展亟待解决的问题,桥梁全寿命周期理念就是针对目前桥梁工程发展中出现的问题而提出的。本文在国内外已有成果的基础上,对钢桥常见病害及其成因进行了系统分析,建立了钢桥使用寿命期间性能的劣化模型与全寿命周期内各项成本的计算模型,对公路钢桥运营期间的维护策略优化问题进行了研究。主要工作如下:1、对梁拱体系钢桥、钢斜拉桥和钢悬索桥的主要病害进行了总结并分析其病害产生的原因,研究发现,施工和设计缺陷是病害产生的潜在因素,环境和荷载因素是病害产生的最直接因素,而后期管养不善则是病害发展的“加速器”。2、对钢桥全寿命设计内容进行了初步分析,建立了全寿命设计各阶段的设计流程。3、建立桥梁运营期各项费用的计算模型,对已有车辆营运成本和时间延迟成本计算模型进行了改进,建立了新的安全事故成本计算模型,提出利用舒适度指标来计算由维护活动造成的舒适便利损失,建立了全新的人员伤亡损失和相关产业损失的计算模型。4、分别采用可靠度指标和状态指标表征桥梁性能,考虑环境、荷载和材料特性的因素建立了基于损伤累积的可靠度指标和状态指标劣化模型,在此基础上分别建立维修和加固策略的多目标优化模型,用改进的Logistic动态粒子群优化算法进行模型优化求解,最后通过工程实例验证了本文算法的有效性和适用性。