钢-混组合结构能够充分发挥钢材和混凝土的优势,在实际工程中得到了越来越广的应用。剪力钉是钢-混组合结构中的关键部件,其力学性能直接影响组合结构的整体性能。针对剪力钉力学性能的研究已有很多,但新结构和新材料的出现,对现有的剪力钉理论提出了新的问题。湘府路快改工程中高架桥工程的主梁结构为多片预制拼装的钢-混组合梁。其有两层混凝土板,下层为预制混凝土板,与工字型钢梁连接形成单片主梁,吊装后作为上层混凝土的模板,上层混凝土直接现场浇筑于下层混凝土板之上。与两层混凝土板对应,该组合桥梁采用了集束式长短剪力钉。该种剪力钉在工程中的应用尚属首次。对其抗剪性能进行研究具有重要的理论意义,对推动此类预制拼装桥梁的发展具有重要作用。本文以湘府路快改工程中的钢-混组合板梁桥为依托,通过开展试验研究与有限元分析,对集束式长短剪力钉的抗剪性能进行分析,取得的主要成果如下:(1)根据实际工程背景、研究目的、试验条件等,设计并制作了18个剪力钉推出试件,并开展了剪力钉推出试验,获得了所有推出试件的破坏模式、极限承载力和荷载-滑移曲线,分析了剪力钉的长度和直径对集束式长短剪力钉极限承载力和刚度的影响规律;(2)采用Ansys软件建立了精细化非线性有限元模型,该模型考虑了混凝土、剪力钉、钢梁、钢筋的材料非线性,结果表明建立的有限元模型能够很好地模拟剪力钉推出试验。利用有限元模型开展参数分析,进一步分析了剪力钉长度、直径、混凝土抗压强度、剪力钉抗拉强度、剪力钉相对布置方式、混凝土板厚等对集束式长短剪力钉抗剪性能的影响规律;(3)剪力钉的长度、相对布置方式、混凝土板厚对集束式长短剪力钉的极限承载力和刚度的影响很小,可以忽略不计;剪力钉的直径和强度、混凝土的强度对集束式长短剪力钉的极限承载力和刚度具有明显的影响,剪力钉直径增大、强度增加和混凝土强度增加都会增加集束式长短剪力钉的极限承载力和刚度,反之则会降低其极限承载力和刚度。提出了集束式长短剪力钉的单钉极限抗剪承载力经验公式与荷载-滑移曲线计算公式。