铆接钢桁梁桥作为上世纪50-60年代极具代表性的早期钢桥结构,在国内外得到了广泛应用,多数该类桥梁已服役50年以上。区别于新建桥梁,由于理念认识、理论方法、技术水平和经济条件等的限制,既有铆接桥梁钢材的耐腐蚀性能较差且维护手段单一,结构性能退化问题凸显,同时,铆接钢桁桥特有的铆接特征导致铆孔处应力场复杂,疲劳损伤萌生位置难以确定,点蚀、剥蚀等腐蚀坑产生的应力集中进一步加速了裂纹的萌生与扩展,导致构件提前失效破坏,缩短结构的疲劳寿命,严重威胁既有铆接钢桁梁桥的服役安全。如何确定铆接构件受载之前的真实初始应力状态,判断疲劳损伤萌生位置并评估铆接构件疲劳性能的点蚀劣化效应是降低结构的安全风险并显著提高其服役质量的基础。但当前关于热铆工艺对铆孔周围应力场分布影响的研究较少,对于既有铆接钢桥开展疲劳性能评估时,未考虑热铆过程作用下残余应力场分布以及铆接结构腐蚀细观表面特征对疲劳性能的影响,缺乏明确的物理意义。本文结合热铆过程,对热铆残余应力下不同特征的腐蚀坑对应力集中效应及结构疲劳性能的影响开展研究,主要研究内容和结论如下:(1)根据实际情况分析了热铆全过程,将其分为四个阶段,基于热铆过程的四个阶段简化有限元建模方法,采用给铆钉驱动头施加一定冲击速度的方法模拟热铆冲压过程,对于有限元模型单元选取、网格划分、相互作用和约束关系的设置等关键因素进行了深入研究,通过实验结果对于分析方法和分析结果进行了验证。(2)基于经过实验验证的建模方法,利用ABAQUS软件建立了铆接构件的有限元模型,确定了温度场,在此基础上对热铆应力场进行了研究,探究了轴向应力和纵向应力的变化规律。研究表明:铆接冲压及冷却过程对铆钉头下方的铆接板应力分布影响显著,使其在轴向及纵向均处于受压状态,轴向压应力值可达320MPa,纵向压应力最大为85MPa。施加外荷载后,铆孔处由于应力集中所产生局部拉应力。铆孔处为疲劳损伤萌生位置,易产生初始疲劳裂纹。(3)根据重庆嘉陵江牛角沱大桥实桥调研结果确定了点蚀特征参数,基于热铆过程残余应力分析结果,利用ABAQUS软件建立了考虑残余应力且带有单点蚀及多点蚀的铆接结构模型,确定了点蚀周围的应力分布规律,探究了点蚀处应力集中系数的关键影响因素。结果表明:荷载作用下点蚀处的应力集中问题突出,局部应力较高,高应力区垂直于外荷载方向呈条状分布,最大应力处位于点蚀坑边缘区域。单个点蚀条件下应力集中系数的大小与点蚀深度、半径和位置有关;多点蚀条件下应力集中系数的大小主要与点蚀间的夹角和相对距离有关。(4)对单点蚀和两点蚀条件下的应力集中系数关键影响因素及其效应进行了深入研究,首先量化了单点蚀深度、半径、位置与应力集中系数的关系,推导了单点蚀应力集中系数关于点蚀深径比及与铆孔中心距离的公式。在此基础上,利用参数归一化方法,推导了两点蚀应力集中系数公式,给出了预测两点蚀应力集中系数的流程图。根据推导的单点蚀及两点蚀应力集中系数公式,预测铆接结构上点蚀处的应力集中系数,通过与铆孔处应力集中系数的对比分析,判断结构疲劳易损部位并基于名义应力法实现对铆接结构疲劳性能的评估,确定铆接构件疲劳性能的点蚀劣化效应。