预应力混凝土槽形梁（以下简称槽形梁）是一种由主梁、道床板和端横梁组成的下承式桥梁结构,具有建筑高度低、桥下净空大、隔音降噪效果好等优点,在公路、铁路及城市轨道交通桥梁建设中应用广泛。以往修建的槽形梁桥道床板多采用混凝土实心板,结构自重效应突出,限制了其向大跨桥梁结构的发展。在保证受力安全前提下,对混凝土实心板进行空心化,可有效减轻槽形梁的结构自重并增大其跨越能力。目前,国内外对预应力混凝土空心板槽形梁桥的研究还很少,鲜见有关槽形梁空心板合理构造形式及设计方法的研究报导。本文以广东省广深三线新建双线铁路超宽简支槽形梁桥-西福河大桥（跨径32m）为工程背景,结合其非线性数值分析模型及力学性能计算结果,提出了四种不同构造形式的混凝土空心板槽形梁,并对其基本力学性能和关键设计参数进行了研究,完成的具体工作如下:（1）对槽形梁的抗弯、抗扭、剪力滞计算理论进行了梳理总结,利用ABAQUS建立了某槽形梁非线性有限元分析模型,并利用试验结果验证模型的计算精度。结果显示:考虑材料非线性的有限元建模方法,能较好模拟预应力混凝土槽形梁的空间受力特征。（2）针对槽形梁混凝土实心板自重效应突出等问题,以广深三线西福河大桥为工程背景,提出了槽形梁桥的空心板设计原则,基于该原则设计了四种不同构造形式的空心板结构,并利用ABAQUS对其抗弯、抗扭和剪力滞效应进行了数值分析。结果显示:锯齿-箱形空心板和锯齿-锯齿空心板在静力荷载作用下的应力和变形相对较小,其次是锯齿空心板,箱形空心板应力和变形相对较大,四种空心板的剪力滞效应基本一致。综合考虑施工难度和结构响应等因素,槽形梁采用锯齿空心板时施工简便,结构的抗弯、抗扭性能均较高,设计荷载作用下强度和刚度均满足规范要求。（3）以预应力、主梁高度和主梁-道床板角隅斜率为基本参数,进一步研究了空心板槽形梁力学性能影响因素。结果显示:横向预应力对空心板槽形梁的横桥向应力和竖向位移影响较大,纵向预应力和主梁高度对空心板槽形梁的主梁纵向正应力和竖向位移的影响也较为显著。（4）评估了现行规范公式对空心板槽形梁应力计算的适用性。结果显示:成桥阶段,有限元计算结果与公式计算结果的主梁应力最大误差为2%,运营阶段主梁应力最大误差为1%,现行规范公式能较好应用于空心板槽形梁成桥阶段和运营阶段的主梁应力计算。