基于铺装一体化的正交异性钢-混凝土组合桥面系是一种在正交异性钢桥面板上浇筑混凝土刚性基层然后铺筑沥青铺装层的组合桥面体系。该组合桥面体系能同时改善钢桥面板静力和疲劳性能,且能解决钢桥面铺装脱粘、开裂等病害,是一种性能优越、发展空间大的新型桥面结构体系。本文通过足尺模型试验研究了正交异性钢-混凝土组合桥面系的静力性能,同时采用有限元方法进行了该组合桥面系设计参数分析和拟合,并进行了刚性基层影响分析,最后进行了正交异性钢-混凝土组合桥面系理论分析。主要研究工作如下:(1)比较了组合桥面结构和组合(复合)铺装结构间的异同,总结了正交异性钢-混凝土组合桥面系构造要求,并在收集正交异性钢桥面板疲劳和钢桥面铺装病害和成因分析的基础上,提出了正交异性钢-混凝土组合桥面系6个控制指标,包括混凝土刚性基层最大拉应力σct、沥青铺装层最大拉应力σat、刚性基层与钢顶板界面最大剪应力τ1、刚性基层与沥青铺装层界面最大剪应力τ2、钢顶板最大mises应力σd、过焊孔最大mises应力σh。(2)进行了正交异性钢-混凝土组合桥面系足尺模型试验研究,分别测试了裸正交异性钢桥面板、铺设轻质混凝土刚性基层后的钢-混组合桥面板以及铺设沥青铺装层后的钢-混-沥青组合桥面系三个阶段在不同荷载荷位工况下结构各部位应力值,并进行了有限元分析。(3)采用有限元方法进行了正交异性钢-混凝土组合桥面系单参数和多参数分析,分别研究了各设计参数对正交异性钢-混凝土组合桥面系控制指标的影响。同时采用正交试验理论进行正交试验方案设计,并对各试验结果进行多元线性回归分析,得到各控制指标与6个设计参数间的线性回归公式,进行了各设计参数对各控制指标影响的显著性和主次影响分析。(4)采用有限元方法分析了刚性基层对闭口和开口加劲肋正交异性钢-混凝土组合桥面板的位移及几个应力关注点应力的影响,并采用子模型法,进行了刚性基层对闭口加劲肋正交异性钢-混凝土组合桥面板关注点应力集中系数的影响分析。同时探讨了刚性基层厚度和弹性模量对正交异性钢-混凝土组合桥面板的影响。(5)进行了正交异性钢-混凝土组合桥面系理论分析,分别推导了正弯矩区和负弯矩区正交异性钢-混凝土组合桥面系纵横向承载能力和界面剪应力计算公式,并进行了典型桥例对比分析和参数分析。