相比于传统桥涵,波纹钢板桥涵不仅施工速度快、更加经济,而且具有较强的适应变形的能力,在国外已得到了非常广泛的应用。近年来,该结构在国内的应用逐渐增多而且前景非常广阔。然而,我们对其力学性能还未全面掌握,设计、施工还主要参考国外规范。因此对此类结构受力特点的研究意义重大。本文的主要目的有两点：1、通过模型试验掌握开截面覆土波纹钢板桥涵的基本受力特点,为理论研究提供实测数据；2、建立有效的有限元数值分析模型对主要结构参数进行分析,为此类结构的设计提供理论参考。模型试验分别选取低弧拱形和高弧拱形为结构线形,根据国外类似线形的已有几何尺寸按一定比例缩小后建造了两座跨径2m的小桥模型。测试了试验模型在施工过程中以及成桥以后的堆载试验中关键部位的位移、应变以及土压力的变化规律。通过对各项数据的分析比较得到了此类结构在变形和内力方面的一般性规律。施工过程中,结构发生最大上拱的时刻出现在回填土填至拱顶附近；结构横截面波峰、波谷的应力变化情况同梁的上下表面相类似；随拱顶以上回填土的不断增加,结构沿拱圈所受的土压力逐渐趋于均匀。中载工况下结构内力和变形均大于偏载工况。文中分别建立了二维平面应变和三维实体有限元模型,并通过模型试验的实测结果对两种有限元模型的有效性进行了验证。最后,用二维有限元模型分析了恒载作用下结构线形和拱顶以上覆土厚度对结构变形和内力的影响；用三维有限元模型分析了活载作用下不同板材波形和活载作用位置对结构变形和内力的影响。根据分析结果,总结了此类结构在线形选择、板材波形选择和最不利荷载工况等方面的特点。矢跨比是决定结构受力的主要参数指标,当矢跨比小于0.5,结构的变形和受力类似低弧拱和高弧拱的情况,弯矩对结构的影响较大；矢跨比越接近0.5,结构的变形和受力也就越接近半圆拱的情况,结构以受轴力为主。大波形板材不仅增加了结构弯曲平面内的刚度,同时也对其横向刚度有所贡献；三种波形的波峰和波谷应力值均大于波中,而在波峰和波谷处,外凸一侧的应力要大于内凹一侧的应力。结构的最不利活载作用位置在跨中,偏载作用下非加载侧的土体极有可能在拱圈外凸的挤压下发生剪切滑移破坏和拉裂破坏。