正交异性钢-混组合桥面板通过在正交异性钢桥面上铺设钢筋混凝土结构层,使用栓钉剪力键将二者连接起来形成组合桥面板。正交异性钢-混组合桥面板较普通正交异性钢桥面具有更好的抗疲劳性能及抗弯扭性能,有效地解决了正交异性钢桥面铺装层容易损坏及结构抗疲劳性能较差的难题。车轮荷载作用下,组合桥面混凝土层开裂现象不可避免,混凝土层开裂会影响组合桥面结构力学行为及抗疲劳性能。本文通过混凝土层开裂后的单U肋正交异性钢-混组合桥面板弯曲静力试验及多U肋钢纤维砼-钢正交异性组合桥面板足尺模型疲劳试验,结合组合桥面有限元模型计算,研究了混凝土层开裂后组合桥面结构弯曲变形、局部变形及钢结构疲劳性能。本文主要工作如下:（1）针对混凝土层开裂造成正交异性钢-混组合桥面结构弯曲变形增大问题,通过混凝土横向开裂的单U肋正交异性钢-混组合桥面试验,运用有限元建立组合桥面模型,对比了混凝土层开裂前后组合桥面弯曲变形的变化情况,结果表明:结构弯曲变形随横向裂缝长度、深度增大而增大,结构弯曲变形增幅最大值为19.7%;相较于裂缝长度,结构弯曲变形受裂缝深度变化影响更显著。（2）为探究混凝土层开裂对包含多个U肋的正交异性钢-混组合桥面结构局部变形的影响,采用钢纤维砼-钢正交异性组合桥面足尺模型疲劳试验结合有限元计算的方式,研究了骑U肋加载方式下混凝土层开裂后的组合桥面变形行为,确定了结构变形为弯扭组合作用下的局部变形。计算了混凝土横向、纵向开裂对结构局部变形的影响,结果表明:组合桥面局部变形随横向、纵向裂缝尺寸增大而增大,局部变形增幅最大值为16.2%;尺寸相同情况下,混凝土层纵向开裂引起结构局部变形增长幅度更大。（3）针对混凝土层开裂引起正交异性钢-混组合桥面钢构造疲劳易损细节疲劳应力幅增大问题,使用有限元法计算了钢结构疲劳细节应力幅分布情况,对比足尺模型疲劳试验结果确定了有限元法计算结果的准确性。基于组合桥面有限元模型,进行了混凝土层不同程度横向、纵向开裂的组合桥面关键钢构造疲劳细节应力幅研究,研究结果表明:钢构造疲劳细节应力幅整体随裂缝尺寸增长而增大,其中纵肋-横隔板疲劳细节应力幅增幅最大值为29.8%;受混凝土层开裂影响最显著的疲劳细节为纵肋-横隔板疲劳细节。本文研究了混凝土层开裂对正交异性钢-混组合桥面结构局部变形及关键钢构造疲劳细节主拉应力幅的影响,为控制组合桥面混凝土层开裂提供基本方向,具有工程实际意义及工程经济价值。