许多混凝土结构，如铁路桥梁、公路桥梁、高架桥梁、海洋采油平台，在使用过程中不仅承受静载，还遭受车辆、波浪等交变疲劳载荷。钢筋锈蚀造成桥梁结构疲劳性能退化，严重影响桥梁结构的使用寿命。本文以山东省优秀中青年科学家科研奖励基金“锈蚀钢筋的疲劳实验研究（编号:BS2011SF013）”和国家自然科学基金“锈蚀钢筋混凝土梁疲劳性能的基础研究（编号:51008182）”为依托，对8根自然锈蚀钢筋和5根模拟自然锈蚀钢筋混凝土梁进行疲劳试验。文章主要分为四个部分:　　第一，对自然锈蚀和加速锈蚀钢筋的锈蚀形貌及疲劳性能进行对比分析。自然锈蚀钢筋存在大量锈坑，且钢筋一侧锈蚀较为严重，而加速锈蚀钢筋锈蚀比较均匀;锈蚀后钢筋的疲劳寿命显著降低，同等锈蚀、应力条件下自然锈蚀钢筋的疲劳寿命较短。　　第二，对8根自然锈蚀钢筋进行轴向拉伸疲劳试验，探讨锈蚀钢筋的疲劳寿命，并借助扫描电镜对锈蚀钢筋的疲劳断口进行扫描分析。结果表明，自然锈蚀钢筋的疲劳寿命具有很大的离散性，应力幅值和锈蚀率对钢筋的疲劳寿命有很大影响;锈坑处的应力集中使得钢筋的疲劳寿命大大降低。　　第三，对5根锈蚀钢筋混凝土梁进行四点弯曲等幅疲劳试验，研究试验梁的破坏形态、裂缝分布、疲劳寿命、挠度、锈蚀主筋以及混凝土应变。结果表明，疲劳荷载作用下锈蚀梁存在明显的剪切裂缝;锈蚀梁以剪切疲劳破坏为主;疲劳寿命大大降低;锈蚀梁的挠度发展分上升-稳定-上升三个阶段;随循环次数的增长，钢筋的最大、最小应变略有增加，钢筋的应变幅值基本不变;随循环次数的增长，混凝土的最大、最小应变明显增大。　　第四，对比分析锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命与锈蚀钢筋的轴向拉伸疲劳寿命。结果表明，锈蚀钢筋混凝土梁的疲劳寿命较长。