钢-混组合梁由钢和混凝土两种材料通过剪力键连接而成,两种材料组合后的结构整体性能明显优于二者的简单叠加,在大跨度斜拉桥、钢混组合梁桥以及钢管混凝土拱桥的桥道梁中均有广泛应用。当钢混组合梁应用于上承式钢管混凝土拱桥时,主拱圈受荷载和温度作用时的变形影响到钢混组合梁的受力,这与其他组合梁存在差异。为了深入分析上承式钢管混凝土拱桥桥道系组合梁的力学行为,本文开展了以下研究工作:(1)从受力、构造特点的角度出发,对比上承式钢管混凝土拱桥桥道系钢混组合梁与其他类型桥梁中钢混组合梁的区别,通过换算截面法的计算对比,结合某特大桥初步设计所建立的数值模型,确定了桥道系组合梁弹性阶段基本受力行为。提出以桥道系组合梁负弯矩区段受力控制设计,以弯矩增幅来考虑钢管拱温度变化及收缩徐变对桥道系组合梁的影响。(2)针对钢梁与混凝土板采用柔性剪力连接件产生的交界面水平滑移与竖向掀起,根据荷载-滑移关系及简化轴向受拉理论计算滑移与掀起刚度,通过有限元方法对考虑滑移与掀起的桥道系组合梁进行数值模拟,揭示桥道系组合梁滑移与掀起的分布规律,并通过对比分析研究滑移与掀起对组合梁受力的影响。基于滑移与掀起效应的研究结果,根据桥道系组合梁滑移与掀起分布规律,提出了桥道系组合梁中剪力连接件的合理布置形式。(3)在获取上承式钢管混凝土拱桥桥道系组合梁受力特征后,对其设计进行了相关研究。通过对桥道系连续组合梁采用全连续布置和分联多跨布置、对桥道系组合梁与拱上立柱之间采用固结和支座支承方式、对组合梁截面混凝土板与钢梁采用不同高度比、对组合梁截面工字钢梁翼缘板采用不同宽厚比,进行了受力对比分析,据此提出钢混组合梁应用于上承式钢管混凝土拱桥时的相关设计建议。