正交异性钢桥面板由于其自重轻、承载能力强、施工快速、整体性强等的优势,被世界各国广泛应用于大跨度桥梁的建设中。然而,随着正交异性钢桥面板桥梁使用年份的增加,该结构的缺点也逐渐显现出来。其中最为突出的一个问题就是正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题。为此,各国桥梁专家针对正交异性钢桥面板的疲劳开裂问题进行了大量的研究并不断对该结构进行完善,使得正交异性钢桥面板的疲劳性能得到了很大的提高。然而,要更加彻底的消除疲劳问题,有必要正交异性钢桥面板的疲劳问题进行更为深入的研究。本文对国内外正交异性钢桥面板的有限元分析方法进行总结分析,并对钢桥面板各个子系统的受力机理进行分析,最后在纯钢桥面板上铺设UHPC层,探究UHPC层对钢桥面疲劳性能的影响。主要研究工作和成果如下:1、以某扁平钢箱梁桥为例,建立局部钢箱梁节段有限元模型,开展各疲劳细节的有限元疲劳分析方法研究,确定了不同关注疲劳细节的网格划分大小及确定最不利细节的轮载布载方式。不同的疲劳细节,应力幅分析过程为:首先获得该疲劳细节的最不利细节及对应的最大值纵向加载点位置;其次,在该纵向位置进行横向加载确定细节的最不利横向位置及对应的最不利加载位置;最后,在最不利横向加载位置进行纵向加载得到最不利细节的纵向应力历程曲线,通过应力历程曲线计算该细节的应力幅。2、考虑正交异性钢桥面板疲劳性能,将整个钢桥面板划分为七个子系统,通过有限元建模的方式对各个子系统单独进行受力行为分析和参数影响分析,了解了各个子系统的受力行为及各参数对其受力的影响程度,进而得出对各子系统中涉及到的细节疲劳性能影响最为明显的参数。3、以某扁平钢箱梁为例,分别建立纯钢和桥面板铺设UHPC时的局部钢箱梁节段有限元模型,分别对各疲劳细节进行应力幅求解和比较,研究结果表明,UHPC层大幅度增加了钢桥面板的刚度,进而大大降低了各疲劳细节的应力幅水平,降低了各细节发生疲劳开裂的几率。UHPC层对纵肋-盖板连接处细节的疲劳应力幅的影响极大,应力幅降幅在60%～78%之间;对其余细节,影响程度相对较小,应力幅降幅最大仅为46.9%。