正交异性钢桥面板因具有自重轻、施工便捷等优点,被广泛应用于各种类型的桥梁中。然而正交异性钢桥面板受力复杂,加之通行桥梁的车辆超载严重,各种焊接细节易出现疲劳开裂。研究车辆活载作用下的正交异性钢桥面板受力行为,分析构造细节的疲劳开裂机理,提出更为合理的正交异性钢桥面板构造设计,对桥梁的运营安全和耐久性显得尤为重要。论文从评价方法和实例分析两方面着手,讨论了正交异性钢桥面U肋-横隔板构造细节处的疲劳应力。主要研究内容和取得的成果如下:(1)介绍了正交异性钢桥面板的工程应用和疲劳开裂问题,回溯了疲劳的相关研究和实际钢桥的健康检测,并提出了本文的研究内容。(2)分别概述了名义应力法、热点应力法、零点结构应力法、缺口应变法及基于线弹性断裂力学的原理、使用条件、计算方法以及相对应的规范标准。另外,着重指出了上述方法存在的优缺点。(3)采用有效缺口应力法并以十字角焊缝为参考,分别计算单元类型、网格大小、焊根区域的网格划分方式对有效缺口应力的影响。结果表明:为避免解锁现象,有效缺口应力法计算时尽量使用高阶单元;网格大小必须满足IIW规定的最小要求,且无需过细划分导致工作量增加;当荷载平行于缺口时,可采用钥匙孔或U型孔建模;当荷载垂直于缺口时,应采用钥匙孔建模。(4)以某工程试验为例,分别采用热点应力法和有效缺口应力法计算关键点处的疲劳应力。结果表明有效缺口应力法可以适用于正交异性桥面板的疲劳评价,且比热点应力法具有一定的优越性。文章比较两种不同的横隔板过渡形式的有效缺口应力,得到了更加合理的方案;U肋-横隔板弧形切口焊趾处的有效缺口应力显著大于焊根处,证明焊趾处更易萌生裂纹;比较不同的U肋厚度,发现U肋厚度的增加会导致U肋-横隔板弧形切口焊缝处疲劳强度的降低。(5)现场实测某桥的应力时程曲线,采用雨流计数法、Miner准则并结合AASHTO规范条文计算正交异性钢桥面板典型易开裂处焊缝的等效应力幅,给出了疲劳寿命的估算值。结果表明:U肋-横隔板弧形切口焊缝处,靠近U肋侧和靠近横隔板侧疲劳寿命均不满足规范要求。该处疲劳开裂的原因是焊缝未打磨处理,导致焊缝质量降低。