随着我国交通体系不断完善，山区公路桥梁逐渐增多，预应力混凝土连续刚构桥成为主跨100~250m内的主导桥型，但在长期实践中却发现存在自重荷载大、跨中下挠、根部腹板开裂等病害。为此，挖空桥墩根部梁腹形成的梁拱组合刚构桥构造在大跨度桥梁中得到更多关注。本文在调研既有梁拱组合连续刚构桥梁设计参数、综述此类桥型相关研究现状的基础上，揭示了梁拱组合体系的演化过程，探究梁拱组合刚构体系桥梁的合理构造，提出新型拱梁结合部构造并开展试验比较空腹率、V叉挑板式过渡构造等对拱梁结合部角隅节点的受力性能的影响，探究结合部受力机理，提出了拱梁结合部角隅节点承载力计算方法。本文的主要研究工作如下：
　　1.基于拓扑演化原理，揭示了梁拱组合体系的演化过程，提出以拉压杆模型分析梁拱组合结构体系，探讨梁拱组合刚构体系构造的合理性；通过不同结构体系力学性能比较，明确梁拱组合刚构体系在大跨度桥梁结构中的优越性；建立了考虑受压杆件轴向刚度的理论分析力学模型，给出了墩顶负弯矩、跨中位移等关键参数的力学表达式；基于特定条件，探究矢跨比、刚构水平长度、边中跨比、跨中主梁刚度、主拱刚度等参数对关键点变形、内力的影响规律。
　　2.基于有限元理论和C#语言，开发了针对梁拱组合刚构桥构造的有限元自动化建模程序，建立了可精细化考虑全桥纵向布置、拱曲线构造、变截面细部尺寸、下部基础刚度、钢束张拉释放等因素的有限元模型，对成桥状态的合理构造、施工短期状态下拉索合理布置的影响进行分析；通过单变量分析和多变量正交分析，得到了矢跨比、空腹比、边中跨比和梁高等参数对结构受力的影响规律，探讨梁拱组合刚构体系桥梁合理构造；对施工过程临时拉索布置进行优化分析，提出了适用于梁拱组合刚构桥空腹段主梁临时拉索优化的一种“均分渐进”实用索力优化方法。
　　3.提出了新型拱梁结合部节点构造，开展3个模型试验，明确拱梁结合部正常使用工况和极限破坏工况下的裂缝发展与分布、荷载-位移曲线、荷载-应变关系、极限承载力、破坏形态。比较了新型结构与V叉挑板式过渡构造、变挖空率在承载力、变形能力、破坏形态的影响。结果显示，在正常使用工况下，结构始终处于线弹性工作状态；在破坏工况的加载下，试件破坏为上下弦张开后的上弦梁弯剪破坏；新型拱梁结合部构造的承载力较高，V叉挑板式过渡构造对缓解局部应力集中现象有利，而提高挖空率能够明显改善结构的延性。
　　4.建立了多组拱梁结合部的节点精细化有限元模型，对加载全过程开展数值模拟，对试验结果进行互相验证并展开机理分析；利用影响矩阵分析法，根据Von-Mises应力相似追踪的原则构建局部有限元模型的力边界条件，展开了基于塑性损伤模型的拱梁结合部极限承载能力有限元分析，计算了18个不利荷载组合拱梁结合部极限承载力，结果显示：对于18个可能存在的不利荷载工况中，上弦梁最大正弯矩组合是拱梁结合部最不利且起控制作用的荷载工况；拱梁结合部的破坏从上弦梁底板混凝土受拉破坏开始，随着荷载的增大破坏面逐渐扩展至上弦腹板，至上弦梁顶板压溃；最不利荷载工况下拱梁结合部极限承载因子大于2.0，有较高的安全储备。
　　5.建立18组54个非线性有限元模型，开展参数化分析，探究混凝土强度、钢筋强度、挖空率对拱梁结合部受力性能的影响。基于角隅节点弯剪受力机理，对比分析中国、欧洲与美国规范的计算方法，分析各规范对拱梁结合部承载力计算的合理性，以上弦杆弯曲破坏、弯剪破坏为主要破坏形态，提出了考虑配筋率、配束率、梁拱夹角等多个构造参数的拱梁结合部承载力计算方法，并对下弦杆和跨中梁段提出构造要求。