超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是一种新型混凝土土，具有良好的工作性能，钢-UHPC混凝土组合桥面板结构在桥梁结构领域具有广阔的应用前景。本文从结构的角度筛选出四个影响因子：粘结层、剪力钉、配筋率和UHPC厚度。采用正交试验对四个因素二水平进行八种试验测试分析。论文主要工作及结论如下：
　　首先，根据相似原理建立钢桥面UHPC铺装的组合梁缩尺模型及配套的五点弯曲加载设备。分析组合梁中剪力钉、粘结层、配筋率和UHPC梁厚度四个因素对组合梁承载力的影响，研究界面的接触情况和挠度规律。采用了裂缝宽度作为极限荷载的评价指标，并提出了初裂荷载、极限荷载、屈服荷载和破坏荷载四个指标，对应的裂缝宽度为0-0.01mm、0.02mm、0.1mm和0.2mm。极限阶段组合梁的最优组合顺序是75mm的UHPC梁+有粘结层+有剪力钉+3%的配筋率；屈服阶段组合梁的最优组合顺序是75mm的UHPC+有剪力钉+有粘结层+3%的配筋率；破坏阶段组合梁的最优组合顺序是3%配筋率+有剪力钉+75mm的UHPC+有粘结层。
　　其次，根据换算截面法建立完全连续抗剪接触和完全光滑接触的的弹性计算模型，对比试验所得初裂荷载数据得到：实际的初裂荷载介于两种模型计算的初裂荷载值之间，按照完全接触计算得到的初裂荷载值偏大，而完全光滑接触模型计算值偏小，说明钢(环氧粘结层)与UHPC是一种不完全接触；通过回归得到组合梁开裂荷载的理论值。
　　然后，本文在钢-UHPC组合梁非线性分析理论的基础上，考虑了钢-混凝土组合梁各部分的材料特性和钢梁与UHPC梁交界面的滑移，采用ANSYS有限元软件建立钢-UHPC组合梁不同组合情况下的有限元模型，模拟五点弯曲破坏试验。试验中测定的22#组合梁的初裂荷载值比有限元计算值小，分析认为造成实际初裂荷载值偏低的原因是在试验过程中出现了轻微的偏载现象及表面坑洞导致应力集中。
　　最后，实桥检测到正交异性钢桥面UHPC铺装层中最大正弯矩处的拉应力为2.54MPa，在二分点最大负弯矩处的最大拉应力为3.05MPa，应力比为0.43。因此，在MTS材料试验机上分别进行0.25、0.5、1.0三种应力比的五点弯曲疲劳试验，钢板顶端和UHPC小梁低端应变相差很大，说明剪力钉不能将两者完全固定，界面会发生微小滑移。由断裂力学模型计算得到：随着应力比从0.25增加到0.9，疲劳寿命逐渐从846.4万次降低到216.2万次，疲劳寿命降低了将近1/4。对比指数函数模型，认为二次多项式疲劳模型更适合钢桥面铺装的疲劳性能。综合上述测试和理论分析，较全面的研究了钢桥面UHPC铺装疲劳性能。