本文以采煤沉陷区既有框架桥加高工程为研究背景,设计一种可升式钢结构作为既有框架桥的加层结构。通过理论计算和数值模拟设计了钢结构的各构件,以ANSYS软件数值模拟为基本手段,分析了所设计结构受开采沉陷影响的静力响应、动力特性和稳定性,并针对钢结构稳定性提出优化方案。取得如下主要成果:(1)设计出新的满足采煤沉陷区既有框架桥加高要求的可升式钢结构,使框架桥加层的临时结构和永久结构合为一体。(2)钢结构倾斜斜率不变,不同倾斜情况下,随钢平台抬升,下沉侧的钢结构柱受力减小,不下沉侧钢结构柱受力增加;主梁受力均减小。(3)钢平台抬升高度不变,不同倾斜情况下,随钢结构倾斜斜率增加,下沉侧的钢结构柱轴力线性减小,不下沉侧柱轴力线性增大;主梁内力均线性增加。(4)次梁受开采沉陷影响较小,受力状态变化不大。(5)可升式钢结构受开采沉陷影响其自振频率变化范围在4.98Hz~21.29Hz之间,均大于火车振动频率;钢结构在钢平台抬升3.6m时动力特性最优。(6)钢平台抬升6m成永久结构后,倾斜斜率超过40‰时,须对钢结构柱进行加固。(7)对钢结构柱加斜撑优化加固。钢结构稳定性能显著提升。一阶屈曲荷载增大,一阶屈曲最大变形减小。