- 文献综述（或调研报告）：
正交异性钢桥面板因其力学性能优良、施工便利且美观环保，在现代桥梁中应用广泛。然而由于设计时对疲劳问题考虑不足、焊接质量不高和超载现象客观存在等因素的共同作用，使得钢桥面板在交通荷载作用下应力水平较高，疲劳开裂问题突出[1]。钢桥面板的疲劳问题已成为世界工程技术难题，研究人员多通过疲劳试验和理论分析来研究钢桥面板疲劳性能和抗疲劳设计等问题。疲劳试验结果离散性大且耗时耗力，不能很好地满足钢桥面板抗疲劳设计与维护的工程需求。理论分析多借助于有限元软件，基于名义应力法、热点应力法或断裂力学、扩展有限元方法，来研究钢桥面板的疲劳性能。
国内外对正交异性钢桥面板进行了大量研究。
1963年Paris等开创性地提出的疲劳裂纹扩展公式，揭示了疲劳裂纹扩展速率与裂纹尖端应力强度因子幅值Delta;K之间存在的一种普遍规律。
在我国，王春生[2]等对钢桥面板疲劳裂纹耦合扩展机理的数值，进行了断裂力学模拟。在 ABAQUS 软件平台上建立钢桥面板典型疲劳细节的数值断裂力学模型，并引入焊接残余应力场，从数值断裂力学角度揭示钢桥面板典型细节疲劳开裂机理与裂纹耦合扩展规律，为钢桥面板疲劳性能研究、抗疲劳设计与维护提供理论与技术支撑。
渠昱[3-4]等以某钢箱梁悬索桥为背景，进行正交异性钢桥面板节段模型疲劳试验和扩展有限元分析，考虑横隔板面外变形的影响，分析横隔板开孔部位、U肋与横隔板连接焊缝端头部位疲劳裂纹的产生和扩展，揭示了裂纹产生的原因。后利用XFEM 模拟裂纹扩展，分析表明: 裂纹扩展的初始阶段与主应力等值线垂直，且沿水平方向的高应力区向板内扩展，以保证裂尖获取足够的能量维持裂纹扩展，随着应力强度减弱，裂纹扩展逐渐停止，裂纹扩展路径与试验和实桥出现的情况一致，也与裂纹扩展的基本理论一致，证明了利用XFEM对正交异性钢桥面板疲劳裂纹扩展分析的有效性和合理性。
张清华[5]提出了一种适用于椭圆或半椭圆形裂纹的三维疲劳裂纹扩展模拟方法，在此基础上结合足尺疲劳试验，对正交异性钢桥面板纵肋与顶板焊接细节裂纹扩展规律和疲劳寿命预测问题进行了研究。
王益逊[6]以某公路大桥为研究对象，建立正交异性钢桥面板U肋对接焊缝开裂模型，针对U肋对接焊缝开裂后沿表面、沿板厚两种情况分别进行裂纹扩展分析。通过计算裂纹尖端应力强度因子，分别获得裂纹尖端应力、扩展角度的变化规律，然后结合Paris定律，基于断裂力学的方法对两种情况下裂纹扩展疲劳寿命进行评估。
刘海锋[7]介绍了扩展有限元的基本原理，然后运用非线性有限元软件 ABAQUS，引入COD 准则，模拟了裂纹的扩展、延伸过程，模拟了角钢横向和纵向裂纹在拉力和压力作用下的扩展过程，研究了横向和纵向裂纹对输电塔角钢主材受拉和受压承载力的影响.
陈世鸣[8]以某铁路桥为原型，设计制作2个带纵肋对接焊缝的钢桥面板足尺模型试件进行静载试验和疲劳试验，采用ANSYS软件建立钢桥面板试件的有限元模型，研究钢桥面板纵肋对接焊缝的疲劳应力及分布规律，分析焊缝宽度、形状和纵肋厚度对焊缝区域应力的影响，提出降低焊缝应力、改善疲劳性能的措施。
XFEM是迄今为止求解不连续问题最有效的数值方法，它在标准有限元的基础上研究问题，保留了有限元的所有优点。此外其中的单元分解法和水平集法的存在，使得划分网格不需要受裂纹限制，可按结构几何外形尺寸划分网格，也不需事先确定裂纹走向，可跟踪裂纹生长。基于XFEM的数值模拟方法可减少人力物力财力，有极大的便利性。用此法研究正交异性钢面板裂纹扩展，保证结构稳定性、控制材料裂纹扩展，具有很大的现实意义。
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