随着经济和社会的发展,旧桥堵车现象频繁发生。采用钢悬臂拓宽混凝土盖梁的拓宽方式具有无需新建桥墩、能大幅提升通行能力、适用性广的优点,可为解决旧桥堵车问题提供一个新的思路。由于该拓宽结构的破坏机理尚未明确,需对其受力机制进行研究。针对实际工程中盖梁承受从支座传来的变化荷载,还需进行相关的疲劳试验研究拓宽混合结构的疲劳性能。首先,本文选择会对结构力学性能会产生影响的5类材料参数作为影响因子进行了正交试验设计,得到27个试验组,并采用Abaqus进行有限元仿真分析,根据承载能力分析和应力分析结果选出了第14号材料参数组合进行模型实验。其次,基于所选取的材料参数组合进行静力加载破坏试验。试验结果表明混合结构在正常使用阶段尚处于弹性工作状态,结构各关键部位受力满足设计要求;通过试验过程中混凝土与钢悬臂底部两点之间的位移差变化得到钢-混接触面的摩擦系数为0.465;通过试验和数值模拟结果的对比表明有限元模拟能较好地反映结构受力过程中混凝土裂缝发展状况、挠度、关键点应力等结果的变化,验证了模拟方式的准确性;并结合试验现象和数值模拟得到的接触面传力变化过程得到了该结构的破坏机理。最后,对试件开展疲劳性能研究。在规范规定的疲劳荷载模型I对应的试验荷载及加大两倍幅值的疲劳荷载作用下,结构均未出现表面损伤,结构刚度及应变行为均没有明显变化,表明该结构疲劳性能较好;为了研究此类混合结构的疲劳破坏性能,将预应力减小后继续进行疲劳试验,随着荷载循环次数增加,混凝土悬臂根部逐渐出现裂缝、荷载-挠度曲线也发生显著变化;随后对该试件进行破坏试验,试验结果表明该类组合结构经过疲劳加载后仅对结构的初始刚度有影响,而极限承载力并未受到较大影响,并比较了两种不同预应力的混合结构的破坏形式。