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对复杂结构进行优化设计和可靠性设计时，利用传统的设计方法可能会遇到计算量太大的困难，应用响应面法是有效地解决该问题的途径之一。文中将响应面法和有限元技术相结合，建立了桥梁主桁架的挠度、弯曲应力与结构尺寸的函数表达式，继而对主桁架进行了结构优化设计，最后对优化结果进行了有限元分析和验证。设计计算结果表明，对于桁架结构设计这类问题，响应面优化设计具有很好的应用价值。