随着经济社会和交通事业的发展,国家对桥梁的跨越能力提出了更高要求,在未来一段时期内钢结构桥梁的建设也将随之增多。疲劳是钢结构桥梁经常出现的问题,在运营中引发了一系列事故,因此钢桥疲劳的问题一直为国内外学者所关注。本文以大连市某斜拉桥为工程背景,以索塔锚固结构锚箱为研究对象,基于等效结构应力法评估了斜拉桥锚箱的疲劳寿命并结合试验研究了其疲劳性能。(1)建立了斜拉桥的Midas全桥模型,根据《JTG D64-2015公路钢结构桥梁设计规范》的抗疲劳设计规定加载,确定了最不利拉索的编号,并与美国和英国规范的疲劳计算结果相比较,最终确定最大索力幅为430kN,考虑平均应力的影响,采用Gerber平均应力修正理论,确定了足尺模型试验加载值,采用正弦波进行疲劳加载,波谷值为50kN,波峰值为480kN,需循环加载226万次。(2)在完成226万次的加载后,通过对应力位移数据的分析,锚箱的应力未有明显变化,变形稳定,刚度也未退化,综合磁粉探伤结果未发现有裂纹产生,说明设计能够满足使用要求,在加载276万次后结构仍然未发生疲劳破坏,说明锚箱的抗疲劳设计具有很大的富余量。(3)采用等效结构应力法,验证了其网格不敏感性,通过对壳单元和实体单元网格尺寸的比较,确定采用0.25t板厚的壳单元进行网格划分,既能满足分析的要求又能节省计算机运算时间。利用锚箱的对称性,建立了一半锚箱结构进行分析,锚箱疲劳寿命的评估结果显示,结构的整体寿命在4000万次以上,能够远远满足桥梁的运营要求。(4)使桥塔壁板和承剪板的厚度在15mm~40mm之间变化,分析不同板厚下结构的疲劳寿命,拟合了不同板厚下各焊线的疲劳寿命曲线,并比较了拟合结果和模拟结果,发现拟合曲线的预测效果良好。同时发现在承剪板上的焊线寿命受桥塔壁板厚度的影响较小,随着承剪板厚度的增大疲劳寿命相应增加,在考虑安全系数时,可以取20mm的厚度进行设计;而桥塔壁板上焊线的疲劳寿命受承剪板的影响较小,并随着自身板厚的增大而增大,取25mm的板厚就能满足结构的抗疲劳要求。