Esta tese investiga o comportamento à fadiga das armaduras em lajes de tabuleiros de pontes de concreto armado submetidas a cargas móveis concentradas. A motivação decorre no fato de que a passagem de veículos pesados induz flutuações de tensão que podem levar ao dano por fadiga, sendo esse fenômeno regulado pelas normas brasileiras por meio do controle das variações de tensões. Métodos tradicionais de avaliação, como as tabelas de Rusch e modelos bidimensionais baseados na teoria de placas, são utilizados para estimar os momentos fletores atuantes no tabuleiro. Contudo, estudos mostram que, para cargas concentradas, tais métodos tendem a superestimar as tensões na armadura e a negligenciar mecanismos tridimensionais, como o efeito de membrana e a interação entre flexão, torção e punção. O objetivo desta pesquisa foi desenvolver procedimentos mais precisos para a determinação das tensões nas armaduras e avaliar métodos simplificados existentes por meio da comparação com modelos tridimensionais não lineares. Para isso, adotou-se o modelo de dano plástico do concreto (Concrete Damage Plasticity – CDP) implementado no software ABAQUS. O modelo tridimensional desenvolvido foi validado a partir dos ensaios experimentais de Marti (1987) e Hon (2005), apresentando erros inferiores a 15% na avaliação de deslocamentos e deformações em estado limite de serviço. A abordagem proposta permitiu analisar os efeitos de flexão, punção, torção e da formação de cascas comprimidas, característica do efeito de membrana compressiva. Com isso, foi possível demonstrar que análises tridimensionais não lineares reproduzem com maior fidelidade o comportamento real de lajes de pontes, fornecem tensões nas armaduras menores que as previstas pelos métodos usuais e constituem base técnica mais eficiente para formulação de métodos avançados e simplificados de dimensionamento.