随着我国铁路运输事业的蓬勃发展,钢桁梁桥被广泛运用在高速铁路桥梁建设中。大跨度高速铁路桥梁在架设过程中普遍存在着较长距离的悬臂架设阶段,为减弱主梁大悬臂施工所引起的弯矩影响,通常采取临时支撑措施以达到对施工阶段体系转换的作用。格构式超高支墩因其有较强的适应性,施工简便,工程经济等优势而被广泛运用于临时结构系统中。在架设阶段,格构式超高支墩承受较大的主梁载荷与风荷载,所以格构式超高支墩与钢桁梁桥构成的墩梁系统受力形式通常被视为高速铁路桥梁悬臂架设过程中的关键技术。因此,对于大跨度钢桁梁桥高支墩在设计与施工环节的力学分析研究具有理论意义和工程应用价值。对国内外大跨度钢桁梁桥借助高支墩架设的施工过程力学性能的研究现状进行了分析总结。本文以云南在建的YM双线特大桥工程实例为背景,研究YM大跨度钢桁梁桥和格构式高支墩在结构加固与施工阶段的力学分析策略。主要研究工作和成果如下:以大跨度钢桁梁桥在悬臂架设施工过程中格构式超高支墩为研究对象,首先提出一种有效的力学模型模拟墩支撑与梁悬臂架设过程的非线性接触情况。然后运用于建立高支墩和钢桁梁梁整体系统的力学模型。通过有限元法对各个工况下的整体模型进行迭代试算、反馈调节后,得出了各施工阶段格构式超高支墩对钢桁梁支反力与其应力分布。通过对墩和梁系统模型的有限元分析得出,对于格构式超高支墩与钢桁梁协同工作中,应充分考虑环境温度的影响。得出随着钢桁梁悬臂架设长度的不断增加,温差作用于格构式超高支墩对钢桁梁支反力和最大应力的占比影响却不断减小,钢桁梁自重占比为主。(1)采用信息传递多尺度的力学分析方法对大跨度钢桁梁桥悬臂架设施工过程中,钢桁梁与高支墩连接的关键节点在最不利施工工况下的应力状态进行强度分析。建立合理的节点局部分析力学模型,采用有限元法壳体单元获得了节点部位的应力分布情况。对节点局部结构容易产生应力超限区域提出可行性加固施工方案。采用多尺度力学数值模拟,分析了钢桁梁悬臂架设施工过程中关键节点在危险工况下的较大应力值,评估了YM特大型钢桁梁悬臂架设施工过程节点局部的应力强度和施工安全性,为大跨度结构悬臂架设施工方法提供了技术支持和理论依据。计算结果表明对该关键节点的多尺度力学分析策略能够获得复杂节点的局部应力场分布。(2)以超高支墩顶部的分配梁为研究对象,首先建立了钢桁梁桥、分配梁以及高支墩的梁单元力学模型,然后建立了最不利分配梁的壳-实体组合单元模型,对分配梁结构在最不利工况下进行了力学分析与加固设计。在合理的构造设计之下,本文所提出的三层分配梁结构及相对应的加固措施,可以明显降低钢桁梁桥悬臂架设过程中所传递给分配梁受力的不利影响。本文对大跨度钢桁梁桥悬臂架设中与超高墩结构协同工作过程进行了力学分析,为保障桥梁施工安全提供了理论依据。并且其提出的力学分析技巧和分析结果也可供类似大型工程建设参考。