正交异性钢桥面板,是用纵横向互相垂直的加劲肋(纵肋和横肋)连同桥面盖板所组成的共同承受车轮荷载的结构,目前广泛地应用于大跨度钢桥,然而在实际工程中正交异性钢桥面板疲劳开裂案例时有发生。由于正交异性钢桥面板结构形式复杂,对其进行设计时传统的计算分析方法难以模拟真实受力情况进行。在此背景下,本文结合背景桥梁的结构特点,做出以下方面的工作：(1)通过约束方程用梁、板壳单元建立了混合单元模型,达到不同的分析精度要求。将计算结果与全桥精细有限元模型相比较,比较结果表明利用混合有限法能较准确地反应大跨度钢箱梁上板件的应力分布规律,快速准确地分析出关键部分的应力状况。(2)以一实桥结构为背景,探讨了正变异性钢桥面U肋高度、钢桥面板厚度等设计参数对正变异性钢桥面第三体系应力和位移的影响,给出U肋高度、钢桥面板厚度等设计参数的建议范围；在前人理论研究经验和疲劳试验成果的基础上,就正交异性钢桥面板的关键部位给出合理的构造设计建议。对于既有桥梁,可改变钢桥面上的铺装层材料,轻型组合桥面结构能利用刚性铺装UHPC层来降低钢桥面疲劳应力幅；采用混合有限元法分析,对背景桥梁改用桥面结构前后的受力性能进行分析,结果表明轻型组合桥面板中UHPC层对于顶板与纵肋连接细节应力幅有较大改善作用,是减少钢桥面结构的应力集中和疲劳开裂的一种有效方案。(3)通过混合有限元模型对正交异性桥面板的四个疲劳敏感区进行受力分析,确定了受力最不利部位；针对受力最不利部位,初步探讨了正交异性刚桥面板疲劳性能试验及监测评估方案。