材料的腐蚀疲劳是指在腐蚀介质和疲劳应力的交互影响下,材料发生脆性断裂的行为。腐蚀失效问题是导致桥梁缆索未能在设计基准期内安全服役的主要原因之一,处于交通荷载作用下的缆索,其腐蚀疲劳耦合效应将诱发更加严重的断丝问题,因此,研究缆索钢丝的腐蚀疲劳行为,对工程实践具有重要意义。本文以平行钢丝索为对象,通过试验分析了锈蚀钢丝腐蚀作用与疲劳荷载的交互影响,并针对悬索桥吊索开展了考虑腐蚀疲劳效应的寿命评估,所完成的主要工作如下:介绍了三种分析疲劳问题的理论方法,并给出了适用于钢丝疲劳寿命分析的基本模型。在此基础上,介绍了腐蚀环境下的三种钢丝失效模式,分别为点蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳。对镀锌钢丝和锌铝合金镀层钢丝进行了乙酸盐雾腐蚀试验,对比分析了两种镀层的抗盐雾能力,并给出了锌铝合金镀层钢丝的均匀腐蚀深度计算模型。对锈蚀后的锌铝合金镀层钢丝进行了静力拉伸试验以评价锈蚀对各力学参数的影响。结果表明,人工加速腐蚀仅对钢丝的延性产生影响,可采用双线性四参数的弹塑性的本构关系来描述腐蚀与钢丝本构的关系;对锈蚀后的锌铝合金镀层钢丝进行了疲劳试验以评价不同质量损失率下的疲劳寿命,并分析了锈蚀对平面应变断裂韧性的影响。结果表明,腐蚀程度与平面应变断裂韧性呈现线性负相关的关系。进一步展开了腐蚀和疲劳的耦合行为分析。首先,通过Tafel直线外推法测定了不同应力状态下的腐蚀速率,发现疲劳应力状态下的钢丝腐蚀倾向更明显,应力幅会进一步加大腐蚀速率;随后,使用工业相机获取了锈蚀钢丝的疲劳断口照片,通过其形貌特征分析了腐蚀坑对裂纹萌生及扩展行为的影响,量取了断面的各类几何参数,通过EIFS模型定量分析了腐蚀坑作用下的各阶段疲劳寿命;最后,对锈蚀钢丝进行了氯盐环境和通直流电环境下的腐蚀疲劳试验,对比了腐蚀疲劳和机械疲劳下的断口形貌和平面应变断裂韧性,使用带单边裂纹的钢丝寿命计算模型分析了腐蚀疲劳耦合效应对寿命的影响。基于串并联纤维束模型,给出了平行钢丝吊索的全寿命计算模型。结合四种类型下的锈蚀钢丝断丝机制,以润扬大桥悬索桥为算例,通过实测吊索应力时程响应开展了吊索腐蚀疲劳寿命的参数化分析,考虑了不同应力幅、初始缺陷、环境温度和湿度对吊索腐蚀疲劳寿命的影响。计算结果表明,一般腐蚀环境下,交通荷载不会导致钢丝在设计基准期断裂,但是存在初始缺陷的钢丝可能发生断裂,腐蚀疲劳耦合效应会进一步缩短其寿命;在高温高湿环境下,即使小应力幅的作用,吊索仍可能在较短时间内发生断丝。