近几年钢桥的修建数量呈爆发性增长,钢桥因疲劳破坏造成的人员伤亡和经济损失引起了桥梁界的广泛重视。我国相关的桥梁规范中对疲劳细节的分类仍不够精确,很多新型的构造形式仍没有具体的疲劳验算模型,缺少实验数据支撑,所以对钢桥中各个疲劳细节的研究具有很重大的意义。钢桥发生疲劳破坏主要由承受的荷载和面外变形造成,荷载疲劳领域现在国内外研究数据较丰富,具有成熟的疲劳设计体系;而面外变形造成的疲劳破坏则因为与不同构造的疲劳细节受力形式相关,需要对钢桥中各个部位进行精确的疲劳应力研究才能对其进行分类,所以需要大量研究数据作为依据。因为考虑到翼缘板受较大拉力易产生横向裂纹,故在横向连接板与翼缘处留有一小间隙区域,而本文研究的腹板出平面疲劳细节正是位于钢桥主梁腹板与横向连接板端部的小间隙区域位置,在该区域产生的面外变形在实际的钢桥设计中,不能做到完全避免,且产生的疲劳裂纹部分位于主梁腹板上,直接影响钢桥整体的疲劳强度。本文首先对钢桥腹板出平面疲劳细节进行描述,分析了小间隙区域在实际中承受随机车辆荷载作用时,其应力变化的形式以及疲劳裂纹的延伸走向,然后介绍了本文研究涉及的荷载谱与应力谱、雨流计数法、疲劳强度曲线和疲劳损伤累积准则等理论知识。在总结国内外相关的疲劳荷载车模型后,针对西南地区的车辆荷载特点,利用疲劳损伤累积准则推出一个等效损伤后的简化标准疲劳车模型。通过有限元计算结果发现越靠近高应力点区域,应力变化梯度越大,沿主梁纵向分析各点有限元应力数据,发现纵向应力变化范围大于竖向应力变化范围,表明高应力点附近U型裂缝延伸范围大于水平裂缝。在对钢桥的腹板出平面疲劳细节进行优化分析中,采用大型有限元软件ANSYS模拟某小型钢桥进行计算,讨论了横梁的设置、腹板与加劲肋连接处不设置倒角、主梁下翼缘与加劲肋焊接、腹板高度、腹板厚度、小间隙高度、加劲肋厚度、加劲肋宽度等细部构造对腹板间隙处面外变形疲劳性能的影响效果。最后将前面分析的优化措施进行统筹管理,并通过实例计算优化前与优化后的小型钢桥模型,结果显示其整体优化效应可达到68.04%,且均满足抗疲劳检算要求。