随着社会经济的快速发展,使得在役桥梁的交通荷载面临巨大的压力。随之带来的一系列病害损伤对桥梁使用寿命造成了严峻的挑战,这一挑战在悬索桥中显得尤为突出。既有悬索桥的桥面系在服役运营过程中出现了诸多病害,随着新型钢-混组合桥面系的提出,为解决组合桥面系的病害提供了新的契机。新型钢-混组合桥面系因其良好的材料性能、便于运输安装及优良的受力状态在悬索桥中得到了广泛的应用。但现阶段对其研究处于初步阶段,理论体系有待完善。若要将钢-混组合桥面系的应用推向更广阔的领域,就需探明其病害损伤、分析其受力性能。本文内容主要包括:首先,参考阅读了国内外大量相关文献,介绍了悬索桥和组合桥面系的发展与现状,以及现在研究中所存在的问题。以某大跨度悬索桥的钢-混组合桥面系为工程背景,建立精细化有限元模型。本文中钢-混组合结构桥面系存在的病害和受力分析分别是从混凝土桥面板、剪力连接键及工字钢纵梁三个部分做了详细的介绍。对混凝土桥面板的力学分析是从超载车辆、温度和收缩徐变效应几个方面进行的。分析了不同超载车辆荷载对其应力和挠度的影响,对实例有限元模型施加了规范温度梯度和实测温度梯度分析混凝土桥面板的受力情况,考虑了不同加载龄期和不同相对湿度对混凝土桥面板的受力影响;分析了混凝土强度、栓钉直径和强度以及栓钉连接键的数量与排列形式对栓钉连接键受力的影响;通过钢-混组合桥面系疲劳试验,分析疲劳荷载效应对钢-混组合桥面系工字钢的影响。除此之外,还从超载车辆、温度和收缩徐变效应几个方面对组合桥面系的工字钢梁应力和挠度的影响进行分析。最后,通过设置目标函数和约束函数对钢-混组合桥面系进行截面参数进行分析,研究了不同弯矩剪力组合值和不同混凝土桥面板厚度值对截面设计参数的影响,从而分析对其受力影响程度和敏感性大小的截面设计参数,为同类型桥面系的设计及运用提供参考。