城市桥梁是城市交通网的咽喉，其结构可靠是保障城市交通网安全畅通的关键。随着城市化进程不断推进以及居民收入提高，强烈的交通需求导致在役桥梁面临越来越严峻的车辆通行压力，车流量激增、交通管理不善等因素导致超限超载车辆、拥堵等现象频繁出现，使得城市桥梁的承载能力持续恶化，严重影响其使用寿命。本文依托国家重点研发计划课题“超限荷载谱下桥梁结构响应及安全评定方法和技术”(2017YFC0806001)，针对桥梁承载能力评估中缺少能反应实际交通状况的车辆荷载模型的现状，以及城市桥梁的结构宽大、多车道、交通拥堵以及重载较多等特点，对城市桥梁交通车流模拟、车辆荷载模型编制以及其在承载能力评估中的应用方法进行了研究，开展的研究工作和取得的结论如下：
　　(1)总结了城市桥梁承载能力评估的技术特点，提出了基于实测车辆数据编制的车辆荷载模型思路。通过查阅文献，了解了国内外学者在桥梁承载能力评估、车辆荷载模型方向的研究成果，详细介绍了现有的桥梁承载能力评估方法，并分析每种评估方法的优缺点。针对我国现行桥梁承载能力评估方法存在的不足，提出了将基于实测车辆数据编制的车辆荷载模型用于城市桥梁承载能力评估的解决思路，并对编制出的车辆荷载模型的应用方法进行了介绍。
　　(2)考虑到重载车辆对桥梁的危害，将其参数进行研究，建立了重载车辆荷载模型。在实际通行的交通车辆中，超限超载的重载车辆对桥梁造成的损害较大。基于实测车辆荷载数据，运用影响线加载法求得每辆车的荷载效应，根据规范车辆的荷载效应阈值筛选出重载车辆。对重载车辆的主要参数进行统计，通过分布函数拟合、K-S检验、最大似然估计等手段求得重载车辆的参数估计值，进而得到重载车辆荷载模型，为下一步二维荷载谱的建立奠定基础。
　　(3)综合考虑城市桥梁结构宽大、多车道、易拥堵等特点，建立了二维随机车辆荷载谱。基于实地采集的车辆荷载数据，分别对每个车道的四种车型车流量进行统计分析，了解了该路段的交通情况。按照损伤等效原则以及规范规定，将四种车型车流量折算成大型车车流量，通过计算每个车道折算车流量的自相关、互相关函数、功率谱密度函数以及威布尔分布函数，实现对该路段随机车辆的模拟，进而得到每个车道的随机车辆荷载谱。根据城市桥梁结构宽大、多车道的特点，向随机车辆荷载谱引入二维的概念，即考虑车辆运行过程在时间和空间(行驶车道)上的随机性，从而得到二维随机车辆荷载谱。
　　(4)依托实体工程，开展了二维荷载谱工程应用的对比分析。以某连续刚构桥为工程依托，建立桥梁理论有限元模型，并根据定检结果、荷载试验数据对理论模型进行修正。将编制的二维随机荷载谱施加在修正后的桥梁有限元模型上，求得相应的车辆荷载效应值，并与该处的健康监测数据进行比对，验证了二维随机荷载谱模型编制方法的可行性，进而对依托工程开展了承载能力评估。