随着经济发展、交通量的增长以及跨越距离的逐渐增大,越来越多的斜拉桥主梁采用了以正交异性板作为桥面板的流线型扁平钢箱梁,它具有抗扭抗弯刚度大、整体性强、材质均匀、自重轻、抗风性能优越、工期短等诸多优点,在世界范围内得到广泛应用。一般来说,斜拉桥中的扁平钢箱梁作为主要承重构件之一,同时由于正交异性桥面板自身受力特性复杂,设计者往往在钢箱梁中加入两道纵隔板,将其分隔成单箱多室的结构。纵隔板的形式可以采用实腹式,也可以采用桁架式,理论上来讲,增设内腹板能增强主梁的整体刚度,减小桥面的局部变形及应力水平,从而增加主梁结构的安全储备,但其贡献值难以量化,且在目前实际工程中发现许多纵隔板在桥梁运营一段时间后容易出现裂纹病害。因此,扁平钢箱梁中纵隔板的具体作用及局部受力性能仍旧值得研究。论文利用有限元法,以南京长江第二大桥南汊桥为工程背景,做了如下几个方面的工作:(1)回顾了扁平钢箱梁斜拉桥的发展及特点,总结探究了相关国内外研究内容并指出目前在相关领域研究的局限性。(2)介绍了广泛应用于钢箱梁计算的数值研究方法,并在前人基础上采用适用于钢箱梁斜拉桥计算的混合单元有限元法,通过实例验证了有效的板梁单元连接处理方式以及板壳单元的合理长度。当板壳单元纵桥向长度超过梁宽的两倍以上时,可保证求解精度,同时大大提高分析效率。(3)采用Midas Civil和Abaqus大型通用有限元软件分别对无纵隔板、桁架式纵隔板、实腹式纵隔板钢箱梁建立了全桥杆系单元模型、全桥混合单元模型以及精细化节段模型,研究了不同荷载工况下三个模型的整体受力性能及钢箱梁顶底板应力水平和分布的不均匀性。结果表明纵隔板对桥梁的整体性能和局部效应均有影响,设置纵隔板有利于提高桥梁整体刚度从而减小竖向位移,减小横截面上顶底板平均纵向应力及最大应力幅,且实腹式较桁架式纵隔板在上述受力性能方面有更好的优化效果,但十分有限。(4)根据桥梁实际破坏情况,对斜拉桥钢箱梁纵隔板开裂情况及规律进行了分析,并运用精细化节段模型对桁架式纵隔板钢箱梁在车辆荷载作用下的局部受力性能进行了研究。通过有限元计算,研究了纵隔板对桥梁局部性能的影响,即有利于减小车辆荷载作用下正交异性板的局部变形以及横隔板的面外鼓屈位移。探讨了纵隔板节点区域开裂的原因,发现车辆在不同车道从纵隔板两侧不断经过时引起的应力集中、交变应力以及较大的应力幅是疲劳裂纹萌生及扩展的主要原因。论文结论以期为扁平钢箱梁斜拉桥的设计及后续研究提供参考。