可替换钢-混凝土组合梁是将钢梁和预制混凝土板通过高强度螺栓抗剪连接件结合形成的一种装配式组合梁。与传统桥面板现浇的钢-混凝土组合梁相比,该组合梁具有可预制装配,能快速施工和可实现损坏桥面板替换等优点,符合建筑产业化的发展方向。本文针对装配式组合梁的结构特点,对组合梁界面推出试件和单梁试件开展了试验和数值分析。主要研究工作如下:1.以垫块尺寸和螺栓孔径为主要研究参数,参照欧洲规范设计制作了3组推出试件进行静力加载试验。通过推出试验获取试件的破坏模式和荷载-滑移数据,细致分析各参数对高强螺栓连接件抗剪性能的影响。试验结果表明:试件的滑移荷载与峰值荷载均随着螺栓孔径的增加而降低;所有推出试件的破坏模式均为混凝土的破坏并伴随着螺栓的塑性变形,孔径越大,试件破坏越严重。增大垫块尺寸,可有效改善混凝土板的开裂,还可在一定程度上提高试件在承压阶段的抗剪刚度。2.利用ABAQUS有限元软件建立推出试验有限元模型,模拟结果与试验结果较吻合,模拟得到的滑移荷载、极限承载力与试验结果偏差在5%左右。在模型验证的基础上进行参数分析,研究螺栓直径、螺栓抗拉强度、混凝土强度和预紧力对高强螺栓连接件抗剪承载力的影响。最后,结合上述影响参数,根据相关规范给出高强度螺栓连接件抗剪承载力计算公式。3.对8根可替换式钢-混凝土组合梁进行单点静力加载试验,根据得到荷载-挠度曲线、荷载-滑移曲线和沿截面高度应变分布曲线,分析试件的抗弯承载力、初始刚度、界面滑移性能、延性和平截面假定的符合性。试验结果表明:集中荷载作用下的试验梁表现为典型弯曲破坏,以跨中最大弯矩区的混凝土压溃为标志,破坏时试验梁的钢梁与混凝土板无肉眼可见的相对掀起;与钢-高强混凝土装配式组合梁相比,钢-高强高性能混凝土装配式组合梁表现出更好的抗弯承载力与延性,在混凝土中掺入钢纤维可改善组合梁的抗裂性能;螺栓间距为400mm的部分抗剪连接组合梁的抗弯承载力与螺栓间距为200mm的完全抗剪连接组合梁相差不大,但后者抗滑移性能更好。为便于施工和节约成本,在进行高强螺栓连接组合梁的设计时,可采用部分抗剪连接的组合梁,并通过施加较高的预紧力和在端部增设螺栓来改善其抗滑移性能。4.通过有限元分析软件ABAQUS建立可替换钢-混凝土组合梁模型,将有限元结果与试验结果进行对比,验证了该模型的可靠性。然后进一步分析不同抗剪连接程度下组合梁的受力性能,结果表明:组合梁的抗弯承载力随抗剪连接程度的增加而增大,但承载力增幅随着抗剪连接程度的增加而减小。最后,结合相关规范和文献对组合梁的抗弯承载力计算公式进行修正。