以跨径40m波纹钢腹板预应力混凝土简支箱梁桥为原型，制作了1：4的缩尺模型，对波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁桥的受力性能进行了试验研究；测试了波纹钢腹板预应力混凝土箱梁试验模型在各级荷载作用下关键截面各测点的挠度，波纹钢腹板、混凝土顶底板和普通钢筋的应变值以及支座反力的大小及变化规律；得到了模型试验梁的开裂荷载和破坏荷载。 从理论上证明了波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的顶底板混凝土的应变分布符合“拟平截面假定”；分析了波纹钢腹板预应力混凝土箱梁体外预应力筋的应力变化规律，给出预应力筋的应力增量和极限应力的不同算法；根据钢筋混凝土梁的弯曲理论推导出波纹钢腹板预应力混凝土组合箱梁的极限承载力计算的基本公式；运用能量变分法推导了波纹钢腹板箱梁的剪力滞效应，同时通过模型试验和有限元分析对变分法的计算结果进行了对比分析，结果表明理论计算和有限元分析结果较为接近。 给出了波纹钢腹板在考虑偏心荷载作用下剪应力的计算公式，同时根据Timoshenko梁论推导了考虑剪切变形影响的波纹钢腹板箱梁的挠度计算公式。 以箱形梁设计理论为基础，并结合波纹钢腹板箱梁的结构特点，采用乌氏第二理论对波纹钢腹板组合箱梁的约束扭转进行研究；畸变效应分析中，引入了“钢腹板不承担面内弯矩”的假定，根据最小势能原理建立了适合于波纹钢腹板箱梁畸变分析的微分方程，并采用弹性地基梁比拟法求解。利用有限元分析验证了扭转和畸变计算理论的准确性。 基于小挠度线性理论，研究了波纹钢腹板在剪切荷载作用下，局部和整体屈曲剪应力的计算方法。总结了现有的波纹钢腹板剪切屈曲强度计算的经验公式，并对这些经验计算公式进行了对比，确定了各种经验公式的适用条件。 提出了波纹钢腹板预应力混凝土箱梁的设计方法，并进行了该类桥型的实例设计。