针对目前高速铁路新型40m跨度预应力混凝土简支梁箱梁静载试验问题,本文研究了钢结构和预应力相结合的大跨度组合受力结构体系。该结构采用闭合力系自平衡原理进行设计,具有试验过程不增加基础和地基承载负担、传力明确、构造简洁、用钢量较低、结构刚度较大等突出优点。本文采用有限元软件Midas/civil模拟加载装置的受力状态,通过比选计算和试验测试确定合理的结构形式及设计参数。主要设计内容包括:桁高的确定,上弦杆构造形式选择,包括采用单弦还是双弦、弧形杆还是折线杆,上弦杆与钢箱梁交接构造方式的选取、合理钢绞线张拉控制应力选取等。经过大量计算进行比选后,确定结构构造,并对局部进行加强,以满足受力及传力要求。然后再对受力复杂的关键部位,如锚箱和特殊节点等局部进行三维模拟计算分析,进一步验证设计结构的安全性和可靠性。最后将现场实测数据与理论计算值对比,得出结论。结果表明:在保证结构承载能力的基础上,为满足公路运输界限要求,确定结构的总高度为5.125 m。上弦杆采用双弦折线杆形式、钢绞线从钢箱梁端面中心线穿出、单束钢绞线锚外控制力取为2 688.7 kN。再通过七阶段张拉和八级加载实测,证明在张拉、试验加载工况下结构强度、刚度、稳定性等均能满足规范要求,具有足够的安全储备。