近来,国内外相继兴建了多座自锚式悬索桥。由于结构形式上缆端部锚固力介入了梁体的受力和变形,施工工序上先梁后缆等特点,使得自锚式较地锚式悬索桥在静力和动力特性上都有很大不同。此外,空间索形缆索系统作为一种新形式,其每个缆段与桥轴线的夹角不同,吊杆为倾斜的。这使得吊杆必须考虑垂度效应,而且主缆、吊杆在线形与受力的求解中存在耦合。与传统平面索形相比,其复杂度显著提高。目前世界上已建成的空间索形自锚式悬索桥只有3座。本文正是立足于这些新问题,通过对缆索系统、塔梁系统的分析,解决了空间索形自锚式悬索桥初始平衡状态中的一系列问题,为后续的结构效应分析提供了完备的数据。首先,在回顾自锚式悬索桥计算理论和非线性影响因素之后,论文对自锚式悬索桥缆索系统计算进行研究。重点针对空间索形,详细引述了日本Ohtsuki博士的节线法和同济大学罗喜恒博士的弹性悬链线法,并对后者的程序实现作出进一步研究,给出重要参数:吊杆下端竖向力和修正值的求解方法,形成了弹性悬链线求解空间索形的算法。其次,根据本文算法,利用MATLAB语言编制了程序SASB-IESA(自锚式悬索桥初始平衡状态计算程序)。利用本程序计算韩国永宗大桥,并与文献[34]对比,验证了本程序良好的精度。然后,论文研究指出:对于自锚式悬索桥,为了保证与设计成桥态的一致,必须在缆索系统张力之外,引入塔梁系统初内力来抑制塔、梁的变形,即缆索边界条件的变化,以实现初始平衡状态的零位移。论文详细讨论了初内力的计算迭代方法;零位移程序实现的方法;塔梁下料尺寸的计算方法。接着,利用SASB-IESA程序输出的数据,在MIDAS civil中建立成桥态模型,进行活载、特征值分析,并针对结构特性进行讨论。最后,论文以千米级地锚式悬索桥为算例,分别利用MIDAS civil建立平面索形与空间索形模型,对二者自振频率及振型进行对比,得到以下结论:在对竖向承载能力影响不大的情况下,缆索系统的横向承载能力得到显著提高,大大提高了整个桥梁的横向刚度和抗扭刚度。从而提高结构的动力稳定性。