钢-混凝土组合箱梁桥是通过剪力连接件将上部混凝土桥面板和下部钢箱(或开口U型)梁连接在一起共同承受荷载的结构。该类结构能够充分发挥钢材和混凝土材料的力学优点,弥补各自的力学缺点。因此,在城市立交以及公路桥梁建设中,此类桥梁结构被普遍采用。但是随着油罐车辆的增加,油罐火灾对钢-混凝土组合梁桥的结构安全造成了严重的威胁。火灾一旦发生,短时间内即可导致钢材强度急剧下降,梁体迅速下挠甚至发生坍塌,引起交通中断,影响经济发展。因此,在积极推进公路钢结构桥梁建设的同时,交通运输部颁文件对钢结构桥梁抗火提出了更高更迫切的要求。近年来国内外学者在结构火灾研究方面取得了丰硕的成果,但是桥梁结构(尤其是钢-混凝土组合连续箱梁)在热-力耦合作用下的受力性能,界面滑移性能,破坏模式,承载力衰变规律和计算方法以及抗火设计等方面仍有待深入研究。本文在前人研究的基础上,依托国家自然科学基金项目(51308056),采用ANSYS程序建立空间有限元模型,考虑滑移效应对所选钢-混凝土组合连续箱梁桥进行了油罐车火灾下的力学性能研究,为钢-混凝土组合梁桥灾后评价、抗火设计以及钢结构桥梁抗火规范的建立提供数据。主要研究工作如下:(1)通过总结国内外专家学者在钢-混凝土组合梁火灾方面的最新研究成果,提出了钢-混凝土组合梁在抗火领域尚需深入研究的问题;针对本文研究内容,基于ANSYS中的接触分析功能探究了火灾高温下钢-混凝土组合连续箱梁节段有限元接触模型模拟栓钉推出过程的实现方法,并在此基础上对整体组合梁模型中钢混界面的连接进行了合理模拟,解决了荷载-位移-温度三者之间的关联问题,提高了整体模型的建模和计算效率。(2)引例验证了ANSYS瞬态传热分析模型模拟钢-混凝土组合箱梁截面温度场和温度时程的可靠性;基于燃烧强度理论分析了油罐车火灾焰流特征,论证了钢-混凝土组合连续箱梁受火范围的合理性;基于ANSYS瞬态传热分析模型,研究了油罐车火灾(碳氢类燃烧,Hydrocarbon,简称HC)下钢-混凝土组合连续箱梁中各部件的温度时程,对比分析了油罐车火灾下截面温度的分布特点,跟踪了截面温度梯度随时间的变化趋势,为后续火灾下的结构响应分析奠定了基础。(3)揭示了火灾高温在钢-混凝土组合连续箱梁中的作用机理。研究了火灾高温下栓钉的受力行为,得到了栓钉高温Q-?(剪力-位移)曲线;将栓钉高温Q-?曲线应用于钢-混凝土组合连续箱梁整体结构,研究了火灾高温下组合梁的工作性能,获得了组合梁支点反力的变化趋势,阐明了超静定组合梁高温内力重分布规律,分析了典型截面应力的分布特点,跟踪了受火与非受火跨组合梁的挠变趋势,计算了火灾高温下顶板与钢梁翼板之间的滑移。研究结果表明火灾高温下连续组合梁的结构响应较常温下具有显著差异。(4)研究了油罐车火灾下钢-混凝土组合连续箱梁跨中正弯矩区、中支点负弯矩区以及边支点受剪区的失效全过程;通过跟踪组合梁极限荷载、竖向挠度以及腹板出平面位移,揭示了组合梁失效模式随火灾温度的变化过程;分析了建筑结构火灾失效准则在钢-混凝土组合连续箱梁桥中的适用性,结果表明仅以竖向挠度为指标判定油罐车火灾下组合连续箱梁桥的破坏是不合理的。