本发明公开了一种基于区间时变可靠性的在役结构最优维护设计方法。该方法综合考虑了时变不确定性对在役结构力学行为的影响。首先，通过定义非概率区间模型量化基本变量的不确定性特征，并通过不确定性传播分析推导结构在考虑静动态混合不确定性条件下的极限状态函数；基于首次穿越理论建立在役结构基于非概率区间模型的可靠性指标；以Frangopol提出的维护花费公式为基础，尝试建立非概率框架下的维护花费模型，构建在役结构的最优维护设计方法；以结构维护总费用作为优化目标，以维护次数，类型和相应的时间点作为设计变量，以结构可靠度作为优化约束，通过粒子群算法反复迭代，最终确定在役结构服役周期内维护的最佳方案。