近几十年来，由于桥梁的性能退化问题越来越频繁地发生，使得桥梁全寿命周期设计理论的研究受到了广泛关注。本文以一在役混凝土简支梁桥为工程背景，从全寿命周期出发，对影响混凝土简支桥退化的各种随机因素进行了分析，基于ANSYS软件的“概率设计方法”模块和灰色度理论，对混凝土简支梁桥全寿命周期内的可靠度问题进行了初步的探讨。本文的主要研究工作和结论如下：1)基于前人的研究成果，综合考虑各随机因素，建立了混凝土简支梁桥结构抗力的复合衰减模型和荷载模型，并由此进一步建立了混凝土简支梁桥寿命期内的功能函数。2)基于ANSYS软件的“概率设计方法”模块，采用蒙特卡罗随机抽样法，分析了影响混凝土简支梁桥结构失效概率的主要随机因素；结果表明，预应力钢筋强度、钢筋截面面积以及混凝土强度是影响混凝土简支梁桥结构失效概率的主要随机因素。3)对LHS法、CCD法和BOX法进行了评价，推荐了不同失效概率情况下适用的概率设计计算方法。4)针对蒙特卡罗法计算量大、计算时间长的缺点，采用灰色度理论建立了混凝土简支梁桥全寿命周期内的结构可靠度灰预测模型和分析流程，并得到了混凝土简支梁桥结构全寿命周期内的可靠度预测曲线及其拟合公式。5)依据本文所设定的气候条件，以规范规定的构件目标可靠度指标作为最低可靠度指标，得到了不同结构安全等级下、不同预期寿命期的混凝土简支梁桥结构的初始目标可靠度指标及其拟合的时变公式。6)对影响混凝土简支梁桥结构可靠度的主要材料参数进行了分析，得到了各主要材料参数对结构全寿命期内的可靠度的影响规律。