正交异性钢桥面板具有质轻、高强、施工快、整体性好等特点,已广泛应用于世界各国大跨径钢桥中。然而,正交异性钢桥面板有着两个突出问题：疲劳开裂和铺装层损坏。本文以洞庭湖二桥闭口肋轻型组合桥面板为研究对象,研究了焊接疲劳开裂细节,并引入热点应力法计算得到其应力幅大小。针对国内外规范中典型横梁闭口肋开孔形式以及不同横梁厚度,利用有限元软件ANSYS开展有限元分析,从而进一步优化各疲劳细节的受力状态。以洞庭湖二桥为工程背景,对闭口肋轻型组合桥面板的疲劳性能进行了研究,完成了如下工作：(1)概述了正交异性钢桥面的发展过程及使用现状,对UHPC材料性能进行介绍,并引入轻型组合桥面板的概念。(2)基于热点应力法,对洞庭湖二桥闭口肋轻型组合桥面板进行有限元分析,计算表明,传统钢桥面板难以满足洞庭湖二桥工程要求。与传统钢桥面相比,闭口肋轻型组合桥面板对面板与U肋连接处细节的应力幅降幅高达51.8%～86.1%,可基本消除疲劳开裂风险；对与横梁相关的三个疲劳细节应力幅值降幅稍小,为24.2%-37.6%,是闭口肋轻型组合桥面板的重点关注细节。横梁厚度的增加能使横梁附近处的疲劳细节应力幅大大降低,横梁弧形切口孔型的不同也会对横梁处相关疲劳细节的受力性能产生重要影响。(3)选取我国现行最新的钢桥规范,对闭口肋轻型组合桥面板开展疲劳寿命评估。分析结果表明：洞庭湖二桥轻型组合桥面板中,当最不利的中车道通过1862961辆所指定的标准疲劳车后,横梁与U肋连接处横梁上的疲劳细节将出现疲劳裂纹。(4)足尺模型疲劳试验表明,洞庭湖二桥横梁圆弧过渡处疲劳细节强度满足设计要求；通过对STC层与钢顶板之间三种不同粘结方式的分析表明,界面粘结性的增强能改善轻型组合结构的受力性能。