钢箱梁正交异性桥面板凭借其强度高、自重轻、整体性强等优点,在桥梁工程中得到广泛应用。其各个构件之间一般采用焊接连接的形式,焊接过程中产生的残余应力和各种焊接缺陷均是影响其正常使用的不利因素,这些因素导致的钢箱梁疲劳开裂问题成为阻碍其发展的主要原因之一。本文利用正交异性钢桥面板疲劳裂纹的巡检结果,构建了疲劳裂纹特征向量数据集;结合多尺度有限元模型分析各类裂纹对局部构件的损伤,根据耦合疲劳裂纹的有限元模型计算结果,总结了各类裂纹产生原因。基于模糊统计法研究疲劳裂纹特征向量与典型构件损伤劣化程度之间的模糊关系,提出了钢箱梁正交异性板的疲劳损伤安全性等级评估方法。本文的研究内容按以下几点进行展开:(1)根据某悬索桥钢箱梁内部正交异性桥面板已产生的疲劳裂纹的巡检结果,构建包含裂纹萌生位置、发展走向、裂纹长度等信息的特征向量数据集。利用数据关联分析算法挖掘出疲劳裂纹各特征向量之间的隐藏关系,并得到疲劳裂纹相对钢箱梁整体的分布规律。(2)为兼顾到悬索桥整体的受力条件和疲劳裂纹萌生细部构造计算精度要求,利用大型有限元软件ABAQUS建立了包含梁单元、板壳单元和实体单元的多尺度有限元模型。使用扩展有限元法模拟裂纹的扩展过程,计算不同类型、不同长度裂纹对局部构件的损伤程度。为使局部构件在车轮荷载作用下受到的等效应力更符合实际,参考相关规范考虑了车轮行驶时的横向偏移概率。(3)根据耦合疲劳裂纹特征向量的多尺度有限元模型计算结果,分析各类疲劳裂纹产生原因。引入模糊数学理论,利用模糊统计法研究疲劳裂纹特征向量与典型构件疲劳损伤劣化程度之间的模糊关系评价标准。辨识疲劳裂纹特征向量因素集对构件疲劳损伤的评价权重,结合模糊线性变换原理,研究了基于疲劳裂纹特征向量的正交异性钢桥面板疲劳损伤安全性等级综合评定方法。