高速公路是保障经济社会发展的重要先导性基础设施。随着我国经济的发展,国家对公路交通基础设施建设的需求和投资力度也越来越高,桥梁建设不断向地形复杂的山区发展,桥墩的高度、数量不断刷新纪录。高墩一般具有较大的长细比、较小的抗推刚度,但因高墩受力不均、施工过程中的垂直度偏差和不均匀日照作用下高墩的墩顶位移,是高墩变形持续增加进而失稳、裂缝等病害的主要原因,对桥梁结构的安全性和生命周期构成了极大的威胁,所以高墩的设计和施工应特殊考虑。凉水特大桥是辉南至白山高速公路的标志性工程,主桥为(86+160+86)m预应力混凝土连续刚构,主桥桥墩高度为94.0米,是我国东北三省严寒地区桥墩最高、跨径最大的预应力混凝土连续刚构桥。不同于其他地区,东北严寒地区施工受温度限制,每个施工年度存在大约6个月的越冬期,长时间、大悬臂状态下的高墩稳定性、强度情况如何,相关研究文献甚少。因此,本文依托凉水特大桥主桥的设计,结合严寒地区的特点,通过对不同高墩结构形式的适应性分析,总结了高墩结构形式、截面选取的影响因素,通过对双肢空心薄壁墩的计算分析,明确了高墩的设计要点,并结合施工工艺进行优化设计。综合起来,本文主要做了以下几部分工作:(1)在查阅大量国内外高墩设计和施工资料的基础上,提出严寒地区高墩设计、施工的主要影响因素及相关设计参数的选取。(2)根据严寒地区的施工现状,提出高墩稳定计算时的两个控制状态,即:最大悬臂状态和越冬期悬臂状态,明确二者计算参数的差异,采用ANSYS11.0对其第一类稳定和第二类稳定分别进行计算分析。(3)讨论了不同桥墩的结构形式和适应情况,提出严寒地区高墩施工阶段、使用阶段验算控制截面,采用有限元软件对控制截面的强度和裂缝进行验算。(4)讨论了不同桥墩的施工工艺,提出适用于严寒地区的悬臂模板施工工艺。(5)高墩设计与实际施工相结合,确保设计要延伸至工程建设的全过程,提出高墩施工过程中的优化设计。