随着我国交通事业的飞速发展,桥梁建设取得了令人瞩目的成果。钢桥面铺装作为桥梁建设的关键环节之一,一直是国内外关注的重点。环氧沥青混凝土因其耐高温、抗疲劳及强度高等特点,在钢桥面铺装中得到了广泛的应用。国内外学者针对环氧沥青混凝土钢桥面铺装,进行了大量的理论分析,但对大纵坡钢桥面的环氧沥青混凝土铺装研究却相对较少,大纵坡铺装结构更容易产生车辙、推移等病害。因此,进行大纵坡环氧沥青混凝土钢桥面铺装研究,对于完善环氧沥青桥面铺装设计,促进钢桥的发展具有一定的参考价值。本文基于接触理论和热应力理论,采用有限元方法,对大纵坡环氧沥青混凝土钢桥面铺装结构进行了系统研究:(1)通过钢桥面铺装病害的产生机理及影响因素的研究,结合环氧沥青混凝土和钢桥面铺装特性的分析,提出了环氧沥青混凝土钢桥面铺装的四个主要力学控制指标为:铺装层最大拉应力、最大剪应力、最大竖向位移和温度应力。(2)基于接触理论进行了车轮-大纵坡环氧沥青混凝土钢桥面铺装接触有限元研究。采用时温等效原理换算了各级坡度的模量,分析纵坡受力特点计算了各级坡度的荷载,根据换算模量和荷载建立了三维有限元模型,并针对不同荷位、坡度和速度等影响因素,对其力学控制指标进行了全面分析。通过不同荷位设置,确定了最大拉应力、最大剪应力和竖向位移的最不利荷位。明确了纵坡变大对最大纵向拉应力和最大纵向剪应力两项力学控制指标产生了显著的影响。确定了最大横向拉应力、最大纵向拉应力、最大横向剪应力和最大竖向位移四项力学指标随着速度增加出现了明显的变化。(3)基于热应力理论进行大纵坡环氧沥青混凝土钢桥面铺装热应力有限元研究。建立了大纵坡环氧沥青混凝土铺装结构热应力三维有限元模型,分析了铺装层表面温度50℃与钢桥面板温度20℃时的热传导,热传导后的温度分布呈现出阶梯式均匀下降。在热传导的基础上进行升温20℃和30℃的热应力研究,结果表明:升温对最大横向拉应力产生明显影响,升温20℃和30℃时最大横向拉应力分别为0.62MPa、0.93MPa,作用效果显著。最后研究了荷载作用下的热应力,结果表面:相同荷载下的热应力,温度变化对最大横向拉应力和最大纵向拉应力产生显著的影响。