随着科技技术的不断发展，钢混组合结构由于能够同时发挥钢材和混凝土两者的优点，以其优异的力学性能，已经被越来越多的桥梁结构所釆用。钢混组合结构组合结构能否充分发挥其自身的力学性能，很大程度上取决于钢材与混凝土是否能良好连接，因此需要对桥梁结构中的钢混结合段进行充分研究和探讨。本文采用结构试验、数值分析、解析推导三种途径，系统研究了钢混结合段的受力性能，并对其中的PBL剪力键进行了重点分析。本文的主要研究内容有以下几个方面：在回顾了钢混结合段发展历史和研究背景的基础上，依据相似原则，对某公铁两用斜拉桥公路桥面钢混结合段进行了结构试验，测试了荷载作用下试验模型的控制断面和主要构件的应变、位移情况，结合有限元分析，对钢混结合段的传力机理和力学性能进行了研究。在综合考虑某桥主塔钢混结合段的受力及构造特点的基础上，采用几何、物理以及边界条件相似原则对结合段进行了结构试验，分别考虑正常使用极限状态与承载能力极限状态对试验模型进行加载，测试了试验模型的控制断面和控制构件的应力、变形随加载历程的变化形态，得到了结合段的应力状态、钢与混凝土的相对滑移等性能参数，将模型试验与有限元分析相结合，分析了结合段的传力机理及传力性能。在该桥桥塔钢混结合段大比例模型试验的基础上，对某桥主塔钢混结合段进行了精细化的非线性有限元分析。详细模拟了钢混结合段的细部构造，分析了1.7倍设计极限荷载（包含最大弯矩、最大轴力）作用下结合段的应力状态和应力分布规律。依据钢混结合段中的PBL剪力键的受力特点，对其进行了合理简化，将钢混结合段中单个PBL剪力键的弹性受力问题，简化为混凝土圆环的平面应变问题和贯穿钢筋的Winkler弹性地基梁问题，并得到了相应的解析解答。混凝土圆环问题是一个在圆环内外同时承受非轴对称载荷的厚壁圆柱壳体的平面应变问题，在假设接触应力分布函数之后，借助于Airy应力函数得到了应力解答，并通过区分弹性体位移和刚体位移，由应力得到了其位移解答，通过与有限元解的对比，证明了解析解的可靠性。将贯穿钢筋模拟为无限长的Winkler弹性地基梁，得到了其位移解答和应力解答。本文进行了板桁组合结构钢混结合段的模型试验，丰富了板桁组合结构钢混结合段的试验数据，揭示了板桁组合结构钢混结合段的传力机理。在国内首次进行了上塔肢采用钢结构、下塔肢采用混凝土结构、结合段内设置钢锚箱的斜拉桥桥塔钢混结合段的结构试验，研究了该种钢混结合段的受力特点。将钢混结合段中单个PBL剪力键的弹性受力问题，简化为混凝土圆环的平面应变问题和贯穿钢筋的Winkler弹性地基梁问题，给出了圆环内外同时承受非轴对称载荷的厚壁圆柱壳体平面应变问题的应力解析解答和位移解析解答，为解决类似力学问题提供了基础。