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目前300~500m跨径桥梁主要的结构体系有连续刚构桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥，且大多依赖普通的混凝土、钢结构，其中连续刚构桥主跨尚未突破400m。超高性能混凝土（UHPC）具有强度高、收缩徐变小、耐久性强、体积稳定性好的优点，将其应用到桥梁结构中，可以显著降低结构自重，提高桥梁跨越能力，降低全寿命成本。本文提出将UHPC应用到大跨梁式结构体系中，以期实现梁式结构体系跨越能力的突破，并重新定义基于可持续性分析与全寿命分析的300~500m跨径桥梁适宜的结构体系。为此，本文作者主要做了以下研究工作：（1）首先明确了桥梁结构体系的概念、分类、发展演进及适用范围，为开展结构体系的研究奠定基础。接着详细介绍了UHPC的材料特性、可持续性、经济性及其在国内外的工程应用情况，阐明UHPC在桥梁工程中尤其是大跨结构方面具有广阔的应用前景。（2）引入超大跨径UHPC连续箱梁桥设计理念，选取主跨在300~500m范围内具有代表性的梁式桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥结构体系实桥案例，在科研团队研究的基础上，以实桥为工程背景进行UHPC连续箱梁桥概念设计。（3）分别对四个不同主跨的UHPC连续箱梁桥案例进行有限元整体受力分析，并进行强度与刚度验算，确保结构设计安全合理。有限元分析显示，四个跨度的设计桥梁受力合理，结构体系安全可行。（4）根据桥梁结构材料用量，对实桥与设计桥梁进行初始建造成本及能量消耗情况进行计算，并做方案对比。结果表明：UHPC连续箱梁桥方案可持续性效益明显优于实桥，经济性介于拱桥与其他三种结构体系实桥之间。（5）接着对实桥与设计桥梁主要构件进行寿命预测，据此确定桥梁构件在整个使用寿命周期内的维护、更换时间和频率，进而对桥梁方案的全寿命成本进行计算和对比。分析表明：UHPC连续箱梁桥具有良好的耐久性，使用寿命较长，其后期维护成本百分比低于实桥，100年寿命成本介于拱桥与其他三种结构体系实桥之间，200年寿命成本明显低于所有实桥。