高速铁路列车作用下的桥梁与现有桥梁的受力状态相比,具有列车速度高、运营次数多等特点,这些将会给桥梁疲劳带来一系列问题。其中,运营列车速度高,导致桥梁所受冲击状态复杂化,将会增大整体构件或局部细节的高频应力幅值；列车运营次数增多,导致构件反复应力的循环次数增多；这些都对桥梁结构的疲劳不利。某高速铁路空间刚架结构剪力销部位构造复杂,应力分布复杂。在恒载和活载的作用下,剪力销以及其周边焊缝将承受幅值较高的应力循环,其强度和疲劳问题应引起高度重视。为保证大桥运营阶段的质量和行车安全,对其剪力销及其周边焊缝进行疲劳性能研究与评价有着非常重要的意义。首先,本文系统的阐述了疲劳研究的来龙去脉,介绍了疲劳相关理论,并简要说明了针对某高速铁路空间刚架结构剪力销的研究内容与研究方法。其次,本文对剪力销建立细部模型,为了精确地模拟销轴连接的力学特性,本文对销轴和耳板之间采用了接触非线性分析,准确地反应结构的实际情况。用有限元软件ansys对剪力销的传力机理、应力分布、应力集中现象进行分析,得出一些有用的规律与结论,同时验证结构的合理性与安全性。再次,本文针对实桥剪力销,采用雨流法建立了疲劳试验荷载谱,进行疲劳试验方案的设计和测试方案的选择,同时对模型疲劳加载一定次数后进行静载试验,检验各次的应力差别、应力重分布情况、模型位移情况以及有无残余变形,另外在疲劳加载结束后,还对模型进行探伤检测,从而检验结构的疲劳试验后的受损情况,同时,与有限元计算结果进行对比分析、互相校核,验证试验结果。然后,在有限元分析和疲劳试验结果的基础上,借鉴国内外的相关规范,用各国相关规范验证来评价剪力销的疲劳性能。最后,采用可靠性理论,建立极限状态方程,引入一阶二次矩法及其数值迭代方法。参考国内外大量文献,确定了各随机变量的统计参数。从基于S-N曲线的疲劳寿命可靠性理论和基于线弹性断裂力学的疲劳寿命可靠性理论两方面来评价剪力销的疲劳性能。