京沪高速铁路济南黄河大桥主桥设计为112+3×168+112m五跨刚性桁梁柔性拱结构,通行四线高速铁路,铁路桥面采用钢正交异性整体桥面板,整体桥面参与主桁共同作用,受力复杂。该桥为京沪高速铁路的重点工程,本文对该桥全桥和结点局部的受力特性做了系统的研究,主要完成了以下工作:1.采用空间板梁法建立全桥空间有限元模型,对主桁和桥面各构件在恒载和四线满布活载作用下的受力性能进行了分析。结果表明:该桥受力合理,刚度和强度均满足要求。2.两边主桁带“K”撑、中间加吊杆的横断面结构形式,有效的减小了主桁竖杆的杆端面外弯矩,降低了横梁梁端竖向弯曲应力,改善了钢板的受力状况。该桥横断面的结构形式在横向跨度较大的多线铁路桥梁中可供选择。3.对济南黄河桥进行了最不利活载作用下的受力性能分析。结果表明:按最不利活载加载与满布活载作用下的计算结果相比,主桁杆件的内力相差很大,有的甚至成倍增加;纵、横梁的应力增加幅度不大。因此,对主桁杆件的受力分析需考虑影响线加载,对桥面系构件可只需进行满布活载加载。4.济南黄河桥主桁结点结构构造复杂,整体分析难以反映结点应力分布,因此有必要对主桁结点考虑构造细节进行局部应力分析。本文确定了结点局部模型的截取原则和方法,并分析了荷载边界条件的施加方式。5.考虑结点构造细节,对结点E20建立其空间有限元模型,并对该模型进行了恒载+四线满布活载+横向风荷载作用下的局部应力分析。结果表明:结点板、横梁腹板、主要连接焊缝等部位的总体应力水平不高,在横梁腹板与下弦杆腹板连接处的项部和结点板与竖杆、斜杆端头的连接处应力集中程度较高,当量应力较大,应引起重视。本文的研究成果为济南黄河桥设计提供了依据,对其他类似桥梁工程也有参考价值。