波纹钢箱型结构的矢跨比小,截面利用率高,相较于波纹钢拱桥依靠波纹钢结构与土体的相互作用来抵抗外部荷载,箱型结构则是主要依赖于波纹钢结构自身的抗弯承载能力来抵抗土体恒载及活载。现存规范中的设计方法仅适用于跨径小于8m、填土高度小于1.5m的小跨径箱型结构,超过规范要求的结构通常依赖数值分析、工程经验和其他结构分析方法。为进一步丰富完善箱型结构的设计理论及方法,本文采用室外试验和有限元分析方法,对波纹钢箱型桥梁结构的力学性能进行研究,促进波纹钢箱型结构在中小跨径桥梁结构中的推广应用。本文依托波纹钢箱型桥梁结构实际工程项目,通过对单跨及双跨波纹钢箱型桥梁结构进行现场试验,研究了波纹钢箱型桥梁结构在不同车辆荷载布置位置情况下的基本力学性能;基于刚度等效原理建立了单跨、双跨波纹钢箱型桥梁的三维实体数值模型,并通过对比分析应变、位移、内力的试验与模型数据,验证了所建数值模型的合理性;进而采用数值分析方法对波纹钢箱型桥梁结构在土体恒载及车辆活载作用下的力学特性进行了深入研究,揭示了填土模量、覆土高度、波纹钢板厚、波纹钢波形尺寸及结构跨径五种参数对于波纹钢箱型结构力学性能的影响规律。本文主要结论如下:随着车辆加载位置的移动,各个测点的应变值持续增大,这是由于加载使得土体与波纹钢能够调整受力状态,出现变形累积所形成的;试验测试及数值分析的波纹钢箱型桥梁的轴力较大,不能够被忽略,而CHBDC规范中的小跨箱型结构（跨径小于8m）设计方法并未考虑轴向应力,不适用于中等跨径以上的箱型结构;路面结构层对波纹钢箱桥的整体性能有影响,发挥着类似减压板的功效;双跨波纹钢桥梁的相邻两跨会相互影响;拱脚、拱腋及拱顶位置在土体恒载及活载作用下受力或变形最大,应作为控制截面进行设计验算;填土模量、填土高度及跨径对于波纹钢箱型桥梁结构力学性能的影响最大,而板厚及波形影响相对较小。最后,采用有限元方法对具体工程实例进行设计分析,验证了波纹钢箱型桥梁结构能够满足工程安全要求,并总结分析了波纹钢箱型桥梁的施工技术及流程。