深埋式桩复合梁板结构作为目前最新型的深埋式桩板结构,主要特点为T型梁承担路基荷载。相较于传统的几种桩板结构,具有如下特点:承载板由纵横梁的翼缘充当,为四边受力双向板,与纵横梁的接触面积较大,易满足抗冲切的要求;梁板同步浇筑,可加快施工进度并缩短工期,技术经济性较好。目前对桩板结构的研究已经取得了一定的成果,但关于桩板结构的设计方法仍没有相关规范或法规可以参考,而深埋式桩复合梁板结构在国内高铁路基中属首次应用,对其设计方法如何进一步优化尚缺乏研究。本文以黔张常高速铁路深埋式桩复合梁板结构路基为工程背景,对深埋式桩复合梁板结构的三维有限元分析模型、初步设计方法、简化力学计算模型和优化设计方法进行了研究,主要内容为如下几点:(1)对国内外桩板结构的应用现状和研究现状进行了综述,对当前研究存在的问题和尚待研究的问题进行了总结;在详细阐述不同类型桩板结构特点的基础上,对不同类型桩板结构的优缺点和适用条件进行了对比分析,并基于试验段溶隙广泛发育的特殊地质条件,提出了深埋式桩复合梁板结构。(2)通过对黔张常高速铁路深埋式桩复合梁板结构开展现场监测,得到了桩内力、纵横梁内力与变形、承载板内力与变形、地基反力和沉降监测数据。(3)采用Midas GTS NX建立岩溶区深埋式桩复合梁板结构的三维有限元分析模型,分别从结构构件内力、地基反力和地基沉降与试验段的实际监测数据进行对比分析,验证了所建立模型的有效性,并将其应用到岩溶区深埋式桩复合梁板结构的优化分析中。(4)阐述了岩溶区深埋式桩板结构的初步设计方法,包括:设计原则、初步设计流程、结构构件尺寸设计方法、设计荷载、内力计算方法、配筋设计与验算方法。(5)提出了考虑地基反力作用的深埋式桩复合梁板结构的简化力学计算模型,对构件的内力进行了推导,结合现场监测数据将计算得到的内力与初步设计内力和实测数据对比,验证了简化力学模型的有效性并可用于深埋式桩复合梁板结构的优化计算中。(6)采用正交分析法对岩溶区深埋式桩复合梁板结构进行优化设计,在优化分析中采用有限元模型参与辅助计算,得到了影响结构力学性能和经济效益的主要构件的最优尺寸范围,在拟定比选方案并引入简化力学计算模型参与优化计算后,得到了岩溶区深埋式桩复合梁板结构的最优设计方案。