混凝土作为一种常用的建筑材料,经常会受到长期循环荷载的作用。在循环荷载的作用下,混凝土内部的微裂缝、微孔洞容易随时间不断延伸、扩展,最终导致混凝土力学性能的退化,这种破坏形式称为混凝土的疲劳破坏。由于混凝土的疲劳演化具有时间跨度长、疲劳发展机理独特等特点,因此一直是混凝土领域的研究难点。在实际工程中,往往只能通过经验公式估计混凝土构件的疲劳寿命,而无法进行精细分析。为了达到对混凝土疲劳损伤进行快速、准确分析的目的,本文在混凝土疲劳本构关系、有限元数值分析、加速算法等方面展开研究,完成了以下工作:(1)本文从混凝土疲劳破坏的微观机理出发,在混凝土双标量弹塑性损伤本构关系的基础上,开展了对混凝土疲劳本构关系的研究。通过应用双标量弹塑性损伤本构关系,结合由Marigo、梁俊松提出的疲劳损伤演化法则、疲劳塑性演化法则,利用有限元分析软件ABAQUS对混凝土受压、受拉、重复拉压、混凝土梁四点弯等算例进行计算,得到的计算结果与试验结果吻合良好,验证了疲劳损伤本构关系的准确性。(2)为了解决混凝土疲劳计算耗时过长的问题,本文基于Cognard、丁兆东等提出的跳跃式算法思想,在MATLAB平台上建立了一套跳跃加速算法。该算法将精细计算与显式外推结合,通过对ABAQUS的计算过程进行控制,有效缩短了疲劳问题的计算耗时。通过对加入算法前后的计算结果进行对比,可以发现该算法在不影响计算精度的同时,能大幅缩短计算时间。在此基础上,本文进一步提出了数种算法优化方案,适用于不同的疲劳问题,能进一步提高跳跃加速算法的计算效率。(3)利用疲劳损伤本构关系和跳跃加速算法,对钢筋混凝土无砟轨道板的高周疲劳问题进行分析。通过对比表明,计算结果与试验结果接近,预测的疲劳寿命与试验疲劳寿命近似,而计算耗时仅为数小时。同时通过计算可以得到轨道板在不同疲劳发展阶段的损伤分布云图,有利于进一步研究轨道板的疲劳演化规律。该计算表明本文提出的计算体系能够快速、准确地对实际工程问题进行分析。最后,本文研究了扣件刚度及混凝土弹性模量对轨道板疲劳寿命的影响,并根据相关结论对两者的取值提供了建议。