正交异性钢桥面板已广泛应用于各种大跨径桥梁，其具有自重轻、承载能力大、结构美观、施工方便等优点。由于其结构受力复杂，构造形式多样，再加上焊接残余应力、制造安装误差等因素的影响，易发生疲劳破坏。本文以九江长江公路大桥正交异性钢桥面板典型焊缝细部构造为研究对象，对U肋与桥面板焊缝连接处、桥面板与纵横加劲肋连接部位、U肋与横隔板围焊处三处细部构造进行了较深入的研究，主要研究工作如下：1、选择实际桥梁中三处易产生疲劳裂纹的细部构造，进行有限元分析，得到车载移动过程中三处细部构造关注点的应力-时间变化曲线。为对三处细部构造进行精细的有限元分析，建立三处细部构造的实体有限元子模型。通过子模型法分析得各细部构造的准确受力状态。基于疲劳试样关注点应力状态应与实际桥梁对应位置应力状态相同的原则设计了三组疲劳试样。2、对三组疲劳试样建立实体模型进行有限元分析，根据分析结果布置应变片，掌握各试样关注点的应力分布。完成三组试样的静力测试和疲劳试验，将静力测试结果与有限元分析结果进行对比，验证试样设计的合理性。3、完成各组试样的疲劳试验后，分别对各组试样试验结果进行统计分析，拟合出每组试样对应实际桥梁关注点的S-N曲线，求出对应的容许应力幅值。统计分析三组试样对应细部构造的破坏形式，找出裂纹产生的规律，并且分析了点焊焊缝对疲劳寿命的影响，表面粗糙度对疲劳寿命的影响等。为大桥的疲劳寿命评估、健康检测和养护维修提供依据，也为其他桥梁设计提供参考。4、对U肋与横隔板围焊处裂纹产生的原因进行分析，完成此细部裂纹发生位置的硬度测试。为提高此细部构造疲劳强度，对此细部构造进行优化，比较、分析了三种可行方案，并给出了最佳优化方案。