预应力混凝土钢管桁架叠合板改进了传统叠合板生产效率低、管线难穿越、运输易破损等不足,同时具有良好的经济性。密拼接缝预应力叠合板具有双向板受力特征,但计算方法仍有待研究。为研究该新型叠合板施工阶段、使用阶段的受力性能及双向板计算方法,进行了试验及理论研究,本文的主要研究内容及成果如下:(1)进行了2块简支预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板及1块预制底板跨中有临时支撑板试验。试验结果表明:钢管桁架显著增加了预制底板的刚度,钢管混凝土桁架与预应力混凝土底板协同作用良好。预制底板跨中有临时支撑板中间支座板顶混凝土开裂相对于左右跨中混凝土开裂较晚,临时支撑间距计算只需验算连续板跨中板底开裂荷载。预制底板受弯时截面不符合平截面假定,刚度计算时需要乘以折减系数0.7,并给出了预制底板施工阶段临时支撑的设置建议。(2)进行了6块预应力混凝土钢管桁架叠合板沿预应力方向简支板试验,试验结果表明:预应力混凝土钢管桁架叠合板预制底板与叠合层混凝土结合良好。“二次受力”效应减小了预应力叠合板开裂荷载并增大了裂缝宽度,在设计时应考虑这种不利因素的影响。(3)进行了9块密拼接缝预应力混凝土钢管桁架叠合板垂直预应力方向简支板试验,试验结果表明:除二拼块板试件外,多拼块板裂缝开裂均匀,不会因拼缝的存在出现裂缝集中破坏。拼缝防裂筋能显著减小拼缝处裂缝宽度,但过短的拼缝防裂筋锚固长度不足,会发生粘结破坏,使得叠合板试件叠合层混凝土与预制底板发生叠合面撕裂现象。影响垂直预应力方向刚度的主要影响因素为h/H及底板宽度b,拟合出了垂直预应力方向刚度影响系数计算公式。(4)采用ABAQUS有限元软件建立了四边简支叠合板模型,研究预应力、拼缝对叠合板的影响,并验证正交各向异性板理论计算的准确性。分析结果表明:按照正交各向异性板理论计算方法求得的叠合板跨中挠度计算值与有限元计算结果吻合较好且偏于安全。