随着钢结构桥梁的应用越来越多,服役期间列车或者汽车的反复加载使得结构出现疲劳损伤的问题越来越受到重视。本文针对钢结构桥梁承受动载导致应力循环为变幅循环,建立了能考虑平均应力以及变幅循环的非线性累计损伤公式,通过对钢桁架桥与钢箱梁桥的计算,系统分析了这两类桥梁的疲劳破坏特点。主要研究成果如下:(1)针对数值模拟中应力循环为变幅循环,不同应力幅有着不同的非线性累计损伤速度,导致疲劳寿命不易计算的情况。基于连续介质热力学和耗散能理论,通过精确计算不同幅值对应的非线性累计损伤程度,建立了能够准确考虑平均应力、多轴应力系数、初始损伤、变幅循环的非线性累计损伤公式,该公式通过考虑循环块中不同幅值在总损伤中的占比,避免用等效应力幅代替各应力幅值导致精算精度低、以及逐个应力幅递推累加损伤导致计算成本过大的问题。经过论证发现本文建立的公式不仅误差在1%以内,而且能节省大量计算成本。(2)通过对非线性公式中的参数的分析发现:非线性累计程度与应力幅负相关,当应力幅极大时,损伤累计变为线性累计。在分析应力集中处的疲劳寿命时,应考虑多轴应力系数,如果简单考虑为单轴应力疲劳损伤,误差在±40%左右。在分析剩余疲劳寿命时,可以看出在有截面积仅减少5%的情况下,剩余疲劳寿命不到原有的1%。(3)针对钢桁架拱桥,基于非线性累计损伤公式计算其疲劳寿命,分析发现各类杆件的疲劳损伤程度规律为:下弦杆>竖腹杆>斜腹杆>吊杆>上弦杆。杆件不同处截面的疲劳寿命差别较大,而且截面不同角点处的疲劳寿命相差也较大。以竖腹杆为例,这类杆件与下弦杆连接截面处、靠铁路侧角点的疲劳寿命最低,而远离铁路侧无疲劳损伤。(4)针对UHPC正交异性钢箱梁桥,基于多轴非线性累计损伤公式计算其疲劳寿命,分析发现这类桥梁的疲劳损伤主要发生在车辆荷载作用位置附近的构件,轮压作用处构件寿命约为非作用处构件寿命的10%。从构造角度来说,疲劳裂缝主要集中在横隔板过焊孔处、底板与加劲肋焊接处、加劲肋与横隔板过焊孔焊接处。多轴应力系数在应力集中处对寿命的影响程度较高,考虑该系数的疲劳寿命为不考虑该系数疲劳寿命的142.8%~66.7%。