钢箱梁具有良好的结构受力性能和抗风能力,且重量轻、用钢量小、造价低,在大跨径索承桥梁中得到了广泛的应用。但其本身结构复杂,且焊缝连接多,在车辆荷载等外部因素的循环作用下,导致其疲劳问题突出。近年来,国内外学者们对桥梁正交异性板疲劳状态问题进行研究时主要采用了两种方法,包括了有限元模拟方法和根据实际结构采用足尺模型或缩尺模型进行实验测试分析的方法。随着技术的发展,大跨桥梁多数安装了桥梁健康检测系统,通过监测数据对其服役状态进行评估。本文以西堠门大桥为研究对象,对正交异性板的静动力响应以及疲劳状态进行分析,主要研究内容包括:(1)建立了大跨悬索桥分离箱梁的多尺度有限元模型,对缆索系统进行了找形分析得到了主缆线形及内力,并与实际的缆索测量结果进行对比。之后应用多尺度有限元模型理论,将首先建立的简单双主梁模型进行更精细化的模拟,并在所建立的有限元模型上施加不同工况的外界荷载,将计算的结果与在实桥上进行动静荷载实验的结果进行对比,确保有限模型能够拟合实际桥梁的情况。(2)在对大跨悬索桥健康监测数据进行分析时,由于应变数据的结果是在复杂环境的多源荷载作用下产生的,为了能够对正交异性板的疲劳状态进行分析,首先基于小波分析理论,将得到的原始应力时程曲线,根据各个荷载所影响的频率不同对其进行分层处理,并在各个分解层次对其进行阈值去噪处理,得到其在车荷载、温度等因素影响下的应力时程曲线。(3)在实际情况中,正交异性板U肋裂纹扩展过程的后一时刻状态只与前一刻的状态有关,而与之前的状态并无关系,符合马尔可夫链模型。在分析疲劳问题时,通过设定疲劳状态指标,推导了裂纹扩展过程当中的状态转移矩阵计算公式。(4)根据断裂力学原理,讨论了三种形式裂纹的应力强度因子计算,并结合实际问题,得到了正交异性板关键位置的应力强度因子。结合之前得到的实桥应力时程数据以及马尔可夫模型,对西堠门大桥钢箱梁关键位置的疲劳状态进行分析,对其裂纹扩展进行预测,可为桥梁管理和维护提供参考。(5)根据数据融合的方法,提出对多测点数据进行疲劳分析的计算框架,考虑了不同测点数据对疲劳分析的权值影响,根据层次化分析,得到了正交异性板测点区域的疲劳状态。