港珠澳大桥是一座连接香港、珠海和澳门的大型桥梁,它的建设对促进三地的经济发展具有非常重要的战略意义。港珠澳大桥浅水区非通航孔桥为组合连续箱梁桥,其剪力连接件采用了Φ22×250的圆柱头剪力钉,目前国内对于该尺寸剪力钉的力学性能的相关研究还较少,且剪力钉性能对桥梁结构受力有很大影响,还应对其开展一些研究工作。本文详细叙述了组合结构桥梁的定义及其特点,列举了几种主要的组合结构桥梁形式,回顾了世界上组合结构桥梁的发展历史。介绍了组合结构中常用的几种剪力连接件,分析了剪力钉的受力状态与其破坏模式的关系。本文的主要的研究内容是剪力钉的极限承载力和荷载-滑移曲线。其研究方法可采用推出试验和有限元计算仿真分析。国际上通常采用推出试验结果作为承载力设计的依据,但采用推出试验方法需要耗费大量资金和时间,且对试验条件要求较高。而采用有限元计算省时省力,结果也较准确。本文参考英国规范(BS5400)中推荐的推出试验试件模型,同时按照中国钢结构规范中的有关规定,为港珠澳大桥所用剪力钉设计了一组推出试验剪力钉连接件。利用大型通用有限元计算软件ANSYS对该剪力连接件进行了加载计算,得到了剪力钉的极限承载力和荷载滑移曲线,分析了混凝土受压状态下的剪力钉应力分布特征。在改变混凝土强度的情况下,分析了其对剪力钉力学性能的影响。将此荷载-滑移曲线用于港珠澳大桥浅水区单跨组合梁桥模型的计算,得到了五种荷载工况下剪力钉沿顺桥向和横桥向方向的剪力分布趋势,分析了不同荷载工况对剪力分布的影响。通过与荷载-滑移曲线进行对比,荷载作用下剪力钉最大内力仍处于工作范围内,说明该单跨模型中剪力钉连接件的设计与布置是安全合理的。