正交异性钢桥面板作为目前大、中跨径钢桥桥面板的一种重要结构形式,具有自重轻、极限承载力大、适用范围广、施工周期短和建筑高度小、造型美观等特点,受到了各国桥梁设计者的青睐,其应用已成为衡量一个国家钢桥设计和制造水平的标志。但正交异性钢桥面板构造与受力复杂,且局部直接承受车辆轮载的反复作用,易发生疲劳开裂问题,成为影响钢桥安全性与耐久性关键问题之一。半开口纵肋正交异性钢桥面板作为一种新型正交异性钢桥面板结构,综合了闭口肋与开口肋的特点,能够改善钢桥面板的受力,提升钢桥面板的耐久性。本文以半开口纵肋正交异性钢桥面板结构为研究对象,对其受力性能和设计参数进行了优化分析,为半开口纵肋正交异性钢桥面板的设计和建造提供参考。所做的主要工作和相应的结论如下:(1)以头兴港大桥为工程背景,建立半开口纵肋正交异性钢桥面板结构的桥梁节段有限元分析模型进行受力分析。结果表明:在结构自重和纵横向不同位置施加车辆模型的单车后轴轮载的作用下,半开口纵肋正交异性钢桥面板结构受力具有明显的局部效应,各构件的最大等效应力变化具有一定的规律。(2)以规范规定和半开口纵肋最初的设计理念为基础,与大纵肋设计相结合,设计了一种半开口纵肋尺寸。设计的半开口纵肋高度为300mm,底板宽80mm,纵肋腹板间距360mm,半开口纵肋的弯曲半径为零(取90°的折角形式)。(3)对顶板、半开口纵肋、横肋腹板三者的板厚参数进行组合分析,以反映结构整体刚度的竖向最大挠度、反映结构局部刚度的顶板挠跨比、各构件的最大等效应力以及各构件连接细节的主拉应力作为结构分析的效益指标,将结构整体的用钢量作为成本指标,依据不同的效益权重比,建立各构件厚度组合参数的成本-效益分析模型,最后以成本与效益的比值(匹配系数)作为参数组合的评价指标,提出了一种半开口纵肋正交异性钢桥面板结构构件厚度组合参数比选的方法。最后以头兴港大桥为工程背景,基于设计的半开口纵肋尺寸,将效益权重比取为0.125,得出顶板厚度为16mm、半开口纵肋厚度为8mm、横肋腹板厚度为10mm的组合。(4)基于各国规范与工程实例,设计了四种横肋腹板的开孔型式并进行了力学分析。结果表明:四种开孔型式下的弧形自由边的应力水平均比直线开口自由边的应力水平高,从构件的最大等效应力和弧形自由边的应力水平分析,设计的四种开孔型式中,孔型2和孔型3较优,孔型1次之,孔型4最不利。