目前由于桥梁受到老化、车流量大幅度提升与运营货运车辆普遍超载的影响,桥梁受力构件承受着更为长期且更高幅值应力的作用,导致桥梁的疲劳损伤较以往愈发严重。评估在役桥梁的剩余疲劳寿命,以及选择合理的限载值使桥梁达到预期疲劳寿命,为保证桥梁的安全运营有着实际的工程意义。本文依据浙江沪杭甬高速公路历年车流量的调查数据以及基于国内23省份实测车辆荷载数据建立的车辆荷载模型,根据Monte Carlo方法使用MATLAB软件生成非治超地区、计重收费地区、治超地区各车道的随机车流;并提出了基于ARIMA(p,d,q)时间序列模型的交通量预测方法;根据预测的车流量与模拟生成的随机车流,对典型预应力空心板梁桥的剩余疲劳寿命进行分析;最后,依据不同限载条件下桥梁的剩余疲劳寿命与期望疲劳寿命,确定桥梁的疲劳限载值。主要研究内容有:(1)根据Monte Carlo方法生成伪随机数的思想,结合车辆荷载模型,应用MATLAB软件生成不同治超政策地区各车道的随机车流,结合桥梁的横向分布系数,将各车道的随机车流转换为轴载序列,并按步长逐步加载于桥梁的最不利构件,计算该构件在各车道轴载序列共同作用下,最不利截面处的弯矩历程。(2)根据国内部分预应力梁的疲劳实验,可知部分预应力混凝土梁是由于非预应力钢筋的脆性断裂,导致结构发生疲劳破坏,故将非预应力钢筋作为应力历程的研究对象,计算非预应力钢筋在最不利截面处的应力历程;基于等效应力幅理论,使用雨流计数法对应力历程进行应力循环次数与应力幅值的统计,分析得到不同治超政策地区最不利空心板梁在最不利截面处,非预应力钢筋的等效应力幅值与循环作用次数。(3)根据1978-2019年浙江省GDP的数据,利用ARIMA(1,2,1)时间序列模型预测未来GDP的增长;以1998-2019年浙江沪杭甬高速公路的交通量,以及相应年份浙江省的GDP为基础,通过数学回归分析可得到交通量与GDP二者的数学回归方程;最终根据数学回归方程与GDP的预测结果,预测未来浙江沪杭甬高速公路的交通量。(4)基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则与S-N曲线,结合非预应力钢筋的等效应力幅与预测时间段内随机车流通过桥梁的汽车总数量,分析不同时间段内桥梁的剩余疲劳寿命与损伤度,同时根据剩余疲劳寿命预测桥梁发生疲劳破坏的时间。(5)研究在各种限载条件下(不限载、30t、35t、40t、45t、50t),桥梁在各时间段的剩余疲劳寿命与疲劳损伤度,以预测在不同治超政策地区典型桥梁发生疲劳破坏的时间,结合期望疲劳寿命,合理确定桥梁的疲劳限载值。