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正交异性钢桥面板因其自重轻,极限承载力大,运输与架设方便以及施工周期短等优点,逐渐成为世界各国大跨径钢桥的首选桥面板形式。但是在超重车反复虐行下引起的钢桥面板开裂和铺装层损害的问题一直困扰着工程和学术界,为了解决这两类病害问题,探讨了一种新型双维波形钢正交异性钢桥面板。论文以杭瑞高速洞庭湖大桥为工程背景,利用有限元软件Midas Civil和ABAQUS建立了分析模型,研究了新型钢桥面板结构的整体和局部受力性能,对其主要参数进行了优化设计。论文的主要研究内容和结论包括:1)利用Midas Civil建立了杭瑞高速洞庭湖大桥整体有限元模型,分析比较了传统和新型正交异性钢桥面板的整体力学性能,探讨了新型正交异性钢桥面板的适用性。2)利用ABAQUS建立了传统和新型正交异性钢桥面板局部线弹性有限元模型。分析结果表明,新型钢桥面板的挠度和应力均小于传统钢桥面板的挠度和应力,且分布更加均匀。特别是在新型钢桥面板上铺设RPC结构层后,沥青铺装层挠度降幅幅度27.17%,使得挠度横向分布更加均匀;应力降幅幅度高达69.78%,沥青铺装层的应力减少量转移到了 RPC层,从而减少了应力集中程度。3)为进一步研究铺设RPC结构层后的新型钢桥面板的局部力学性能,利用ABAQUS建立了铺设RPC结构层后的新型钢桥面板局部非线性有限元模型。研究结果表明,计入RPC结构层、双维波形钢桥面板及剪力栓钉的材料非线性,并考虑RPC结构层与双维波形钢桥面板界面之间的接触非线性后,在弹性阶段,考虑界面滑移效应对结构承载力影响不明显,在塑性阶段,考虑界面滑移效应对结构承载力影响显著;双维波形钢桥面板与RPC结构层两者协同受力较好。4)对新型正交异性钢桥面板的钢顶板和加劲肋主要设计参数进行了优化设计。在保证结构受力性能良好且材料用量较省的情况下,得出新型钢桥面板的钢顶板最佳厚度为16mm,钢顶板最佳高度为120mm,钢顶板波峰最佳间距为800mm;其加劲肋最佳厚度为14mm,加劲肋最佳高度为220mm,为今后进一步研究设计这类新型钢桥面板提供参考。