铁路正交异性钢桥面板因列车荷载的特殊性,疲劳失效问题突出,但铁路正交异性钢桥面板的疲劳相关研究仍然较少。有砟轨道的钢轨、扣件系统、轨枕、道砟层等部件增加了分析的复杂度,目前缺乏统一的、快速的疲劳应力计算方法。本文的研究重点是建立新型的精细三维有限元模型;研究钢轨-轨枕-道砟结构中的荷载分布规律及其简化形式;开发并验证疲劳应力计算的简化加载程序。本文通过对相关文献的广泛研究达到第一个研究目标,第二个是通过解析法和有限元模型对比验证的方式得到荷载分布的简化形式,第三个是在第二个目标的基础上编程实现,并采用子模型技术结合结构应力法验证简化加载程序的安全性。这项研究得出了一些重要发现:钢轨-轨枕-道砟结构中轨座力分布及轨道刚度的分析表明,弹性地基梁理论得到的轨座力分布函数与有限元模型得到的结果吻合良好,中央轨枕的荷载分配系数随轨道刚度的变化而变化;混凝土轨枕压缩及弯曲变形对轨道离散支撑刚度的影响可以忽略不计。钢轨-轨枕-道砟结构中轨枕及道砟层底面的竖向应力的分析表明,轨枕有效长度随道砟层模量的增大呈指数型函数减小;道砟层底面竖向应力的纵向分布宽度扩散角正切值随道砟层厚度的增大而减小。有砟轨道正交异性钢桥面板疲劳应力计算的简化加载程序的分析表明,非顶板相关细节的应力分布对轴载组数敏感,而对轴载数量不敏感,而顶板相关细节的应力分布对轴载数量敏感;对比精细模型,简化加载程序能够保证计算结果的安全性。这项研究的建议是对有砟轨道正交异性钢桥面板进行疲劳应力计算时,可以先建立钢桥面板的壳单元全局模型,利用简化加载程序获得关键细节的名义应力或热点应力,然后利用壳-实体耦合子模型技术获得焊缝相关位置的结构应力。