本文以陕西西铜高速渭河特大桥为背景,在总结国内外已有对钢-混凝土混合梁钢-混结合段理论与试验研究成果的基础之上,采用模型试验、有限元分析、理论推导方法对连续梁桥主梁钢-混结合段的受力性能、传力机理及设计方法进行研究。本文主要研究内容和结论如下。选取实桥钢-混结合段附近共28m长梁段,横向取截面的半结构,设计相似比为1:2的钢-混凝土结合段缩尺试验模型,进行成桥恒载、正常使用极限状态与承载能力极限状态三种工况的试验研究,测试模型整体变形、关键截面应力以及钢-混界面滑移情况。试验结果表明:正常使用极限状态工况作用下,试验模型各构件的应力水平随荷载增大呈线性趋势增长,结构整体处于弹性工作状态;结合段开孔钢板与混凝土之间的相对滑移量最大仅为10.7μm;承载能力极限状态工况作用下,荷载增至0.8倍最大试验荷载时,混凝土梁段底板外侧出现裂缝,随着荷载的继续增大,裂缝逐渐向底板中部扩展,整个加载过程中结合段及附近区域未出现钢板屈曲、焊缝破坏现象,结合段混凝土与钢结构未出现脱开现象。采用有限元方法,研究钢-混凝土结合段各部位在弯曲荷载作用下的基本受力与传力机理。研究结果表明:结合段顶板在预应力与弯矩共同作用下受到的压力首先通过结合段开孔钢板端部的面内承压作用传递至钢梁,之后PBL连接件进一步将轴力传递至钢梁,最后通过承压板的面外承压作用将剩余轴力全部传递至钢梁,其中,承压板为主要传力构件,传递69.8%的轴力,剪力连接件与开孔钢板端部传力水平相当,分别传递15.6%与14.6%的轴力,开孔钢板端部的传力作用可靠且不可忽略;试验荷载与预应力在结合段底板的合力为压力,但不是全截面受压,部分PBL连接件承担抵抗钢与混凝土相互拉开的作用。研究了混合梁钢-混结合段设计方法,将剪力连接件等效为连续弹簧,分析结合段多排连接件的剪力分布特性;选取结合段的一个格室,推导后承压板钢-混结合段在弯矩作用下连接件的剪力计算公式,计算公式得到的结果与有限元结果较为吻合。