本文依托于广东省交通厅科研基金项目《高强混凝土在超薄梁桥中的应用研究》，本人导师邵旭东教授在超薄梁桥研究过程中创造性的提出了二次预应力超薄梁组合结构。为验证这一新型预应力混凝土结构的可行性与适用性，本文从理论分析和试验研究两个方面对其静力性能、徐变效应和动力特性等多方面进行了研究。 首先从预应力混凝土超薄梁桥研究出发，为解决实际工程中经常遇到的问题，结合几种已有的预应力结构的特点提出了新型二次预应力超薄梁组合结构的概念；再对二次预应力超薄梁组合结构的基本原理、施工工艺及受力性能等进行了阐述；然后以实桥为例，将新结构与其他三种结构进行对比计算，验证了该结构在控制结构变形方面独特的优越性，有着良好的推广前景和应用价值。 理论还需实践检验，本文结合二次预应力组合结构试验梁的研究，在理论计算分析的基础上，对试验梁制作过程进行了静力性能试验研究。同时本文结合正在观测中的二次预应力组合结构徐变试验，研究了二次预应力组合结构徐变应力重分布的计算理论和计算方法，为二次预应力组合结构这一新型结构的设计和研究提供了一些有益的参考。 二次预应力超薄梁组合结构因其建筑高度低，截面尺寸小，刚度相对常规梁要低，在车辆作用下动力反应较为敏感。本文应用ANSYS有限元程序就二次预应力超薄梁组合结构在移动车辆荷载作用下行人过桥的舒适度和桥梁的冲击系数两个问题进行了研究。 最后在总结全文的基础上提出了以后还有待于进一步研究的问题。