超高性能混凝土（UHPC）材料具有较高的力学性能和耐久性能,在桥梁工程中有着广阔的应用前景。但如果桥梁结构全部采用UHPC材料则工程造价过高,为了充分发挥UHPC材料的优异性能、提高经济效益,研究能够同时使用UHPC材料和普通钢筋混凝土材料的新型UHPC-RC组合梁是推广UHPC材料在桥梁工程中实际应用的重要方法之一。本文以安徽省某高速公路跨线人行天桥所采用的一种全装配式UHPC-RC箱型组合梁为工程背景,通过理论分析、缩尺模型试验、数值模拟等研究方法,对该类UHPC-RC箱型组合梁的抗弯性能进行研究,并对关键设计参数进行敏感性分析,为结构设计优化提供依据。本文主要工作内容及相关结论如下:（1）UHPC-RC箱型组合梁人行天桥设计方案的承载能力极限状态和正常使用极限状态均能满足相关规范要求,且承载能力富裕度和安全储备较大。在此基础上,提出了采用无筋UHPC“U型梁”的UHPC-RC箱型组合梁人行天桥设计方案,通过有限元分析可知,该方案的抗弯性能满足相关规范要求,但由于未配置预应力及普通钢筋,且UHPC“U型梁”的截面尺寸轻薄,使其截面抗弯刚度较小,会导致较大的挠度;（2）制作了采用无筋UHPC“U型梁”的UHPC-RC箱型组合梁缩尺模型,进行了材料性能试验和抗弯性能试验,明确了试验梁从弹性状态到结构破坏的整个过程:线弹性阶段、弹塑性阶段、裂缝发展阶段和破坏阶段。虽然UHPC“U型梁”中未配置钢筋,但最终破坏状态仍具有较好的延性,没有发生类似素混凝土的脆性破坏,充分说明加入钢纤维能够有效提高UHPC-RC箱型组合梁的抗弯承载能力和延性能力;（3）试验梁的主裂缝出现在跨中,但梁体也出现了一些细小的斜裂缝。在裂缝发展和破坏过程中,能够观察到主裂缝处有钢纤维不断被拔出的现象,进一步说明在裂缝处钢纤维起到了有效的连接作用,限制了裂缝发展;（4）针对采用无筋UHPC“U型梁”的UHPC-RC箱型组合梁在结构及材料方面的特点,参考材料性能试验,基于ABAQUS软件平台,建立了基于混凝土塑性损伤模型的UHPC-RC箱型组合（试验）梁非线性实体有限元模型,并对抗弯性能试验进行了全过程模拟。结果表明:有限元分析结果与试验数据具有较好的吻合度,一方面验证了该建模方法的正确性,另一方面也验证了该类UHPC-RC箱型组合梁的受力特点和破坏机理;（5）提高桥面板的钢筋直径或配筋率以及UHPC材料的抗拉强度,能够有效提高UHPC-RC箱型组合梁的抗弯承载能力,其中,钢筋的影响大于抗拉强度。但改变UHPC材料的抗压强度和桥面板普通混凝土强度等级对UHPC-RC箱型组合梁的抗弯承载能力影响甚微。