伴随着经济的发展,交通负荷与日俱增。桥梁作为交通工程的枢纽,其结构安全性、材料经济性和社会效益性等问题将日渐突出。钢-混组合桥面系结构作为一种新型组合结构,因其结构自重小、材料用量少、受力性能好等优越性而具有良好的应用前景。本文采用ansys软件建立了背景工程钢-混组合桥面系有限元节段模型,并运用结构参数化分析方法,分析研究了钢桁加劲梁桁高和混凝土桥面板厚度变化对结构挠度及应力的影响,并从结构挠度、经济性和材料强度等方面综合考虑得到较优组合形式。然后,根据相似理论,建立了单片钢-混组合桥面系结构的有限元模型,并制作出节段缩尺模型进行模型试验。本文完成的主要工作有:运用结构参数化分析方法,分析得出钢桁架桁高对结构挠度、桥面板和钢桁架下弦杆应力有较大影响;而混凝土板厚度对结构整体刚度的影响很小,其厚度变化对结构挠度、桥面板和钢桁架下弦杆应力的影响可以忽略不计。并根据最优组合形式,按照刚度相似的原则设计了1:8的节段缩尺试验模型。采用有限元方法对节段缩尺试验模型分析三分点两点对称荷载、跨中集中荷载以及钢桁架下弦杆各中间节点最不利等效车辆荷载等工况作用下结构变形和受力,以节段模型试验实测结果验证了有限元分析模型。另外,模拟钢桁架下弦杆各中间节点最不利等效车辆荷载作用下的结果表明:在各节点等效集中荷载作用下,随着荷载作用位置的移动,远离荷载作用点的节点位移和杆件应力逐渐减小,靠近荷载作用点的节点位移和杆件应力逐渐增大。直腹杆承受压应力,对于斜腹杆,在每一工况下除与荷载作用点左右相邻的两根斜腹杆受压外,其余腹杆所受应力是拉、压相间的。最后,提出钢-混组合桥面系结构变形计算公式。