有碴正交异性钢桥面结构由于其诸多优越性，在铁路桥梁上逐渐得到广泛应用。对于铁路桥梁，保证其耐久性满足工程使用寿命是基本要求，其中桥面防水保护体系的结构设计是提高铁路桥梁耐久性的重要环节。鉴于目前常用的铁路桥面刚性防护体系存在的诸多不足，本文提出在大跨径公路钢桥上取得良好使用效果的环氧沥青混凝土柔性材料以及环氧树脂粘结材料，组成新型铁路桥面柔性防护体系。　　 由于防水界面是铁路桥面防水保护体系中最薄弱的位置，因此本文利用数值分析方法研究该界面的主要力学指标响应。首先建立了基于层间接触的铁路钢桥正交异性桥面防水保护体系耦合模型，分析得到不同层间接触状态下的防水界面应力分布。然后通过模型的转化，探讨了利用简化的简支复合梁模型分析复合结构防水界面的应力特点的方法。　　 进而，本文利用复合结构简支梁模型，研究防水粘结层界面应力特性，推导出较为简明实用的防水粘结层界面应力闭合解公式，为铁路桥面结构体系设计提供依据。然后对比简支梁模型的解析解和数值解结果，验证解析解结果的可靠性，并对公式进行修正。　　 最后，利用解析修正公式对比刚性保护体系和柔性保护体系中防水界面的受力情况，然后进行柔性防水界面受力特点对参数的敏感性分析。进而采用室内试验方法，研究桥面体系复合结构的抗剪切及粘结强度性能，验证柔性防水保护体系的防水粘结性能。