随着经济高速发展,对公路与铁路运输能力的需求日益增加。综合考虑各类交通的需求,公路铁路合建桥梁能充分利用有限土地资源、实现环保节能,因而得到迅速发展。由于功能及受力上的需求,公铁两用桥梁主梁构造通常较复杂,而合理的主梁构造不仅受力合理且具有经济性。论文以某在建大跨度公铁两用斜拉桥为工程背景,对采用三种主梁形式的设计方案进行对比,从结构的功能需求、工程建设、结构受力行为等多方面开展了研究,分析总结了不同方案的特点及各自的优势,为同类型结构设计提供参考。主要完成的研究工作如下:（1）针对某大跨度公铁两用斜拉桥平层宽箱、错层三箱以及桁架三种不同型式主梁设计方案,首先从施工、使用性能、经济性、环保等方面对不同方案的优劣性进行了探讨。通过建立了三种设计方案悬拼施工数值分析模型,通过索力调整确定了结构的合理成桥内力状态,并对比分析了不同方案结构拼装全过程中稳定性的变化规律。（2）研究了三种方案在车辆荷载、温度变化和风荷载等不同作用下的力学行为,对结构在合建与铁路规范下的荷载组合作用下各设计方案的响应开展分析比较,讨论了三种方案构件的承载力。分析结果表明,三种方案中方案三的桁架主梁设计竖向和横向刚度最大,而方案二的错层箱梁设计方案具有较大的抗扭刚度。（3）分析了箱梁设计方案主梁高宽比对结构力学行为的影响,研究了错层方案横梁刚度对方案二整体受力的影响。对不同设计方案受几何非线性影响分析,讨论拉索垂度效应、梁柱效应和大位移效应等主要几何非线性因素对三种设计方案力学行为的影响。研究表明:桁架主梁结构受几何非线性因素总体影响小于另外两种方案。（4）对大跨度公铁两用斜拉桥进行了动力特性分析,研究了三种方案自振特性与各自主梁型式的关系。通过时程分析比较了不同方案在设计地震下的动力响应,动力分析结果表明:方案一的平层宽箱设计方案塔底内力最大;方案二错层分离式箱梁方案结构传力复杂,铁路梁和公路梁不能保证共同受力且横向变形较大;桁架设计方案中主桁部分杆件局部轴力和应力较大,而桥塔塔底剪力和弯矩小于另外两种设计方案。